Je souhaite vous inviter à ma soutenance de thèse qui se déroulera le 08/02/2023 à 14h30 à la salle des thèses (campus Hannah Arendt). Je serai heureuse de vous y voir.
Pour les personnes ne pouvant être présentes, le lien BBB est : https://v-au.univ-avignon.fr/live/bbb-soutenance-these-afaf-arfaoui-8-fevrier-2023/
Résumé : Le Réseau d’accès radio (RAN) constitue un élément essentiel des réseaux sans fil. Il délivre aux utilisateurs un accès au réseau sans fil à portée étendue. Son objectif est de contrôler et exploiter efficacement le spectre disponible afin de fournir une bonne connectivité à l’utilisateur final. Au cours de la dernière décennie, la montée en puissance des smartphones et des gadgets portables, ainsi que l’adoption des voitures intelligentes et des capteurs, ont entraîné une augmentation considérable du trafic sans fil. On peut classer ce trafic selon différents cas d’utilisation. Leurs exigences en termes de bande passante, de latence, de fiabilité, etc. varient et ne peuvent être toutes satisfaites par l’infrastructure réseau existante. Le découpage du réseau (Network Slicing, NS) a émergé en tant que technologie architecturale potentielle pour créer des réseaux flexibles et dynamiques afin de répondre aux besoins extrêmement diversifiés des utilisateurs. Il en résulte un réseau bien plus agile, flexible et extensible.
Il est convenu que le découpage du réseau représente un atout essentiel dans la vision orientée services de la 5G, visant à surmonter la complexité accrue de ces réseaux. Parmi les principaux objectifs du découpage du réseau, on compte la possibilité de fournir différents niveaux d’isolation des ressources, via l’abstraction et la virtualisation de celles-ci, mais aussi la possibilité de les partager avec efficience. La première partie de cette thèse se concentre sur la coexistence du trafic de video streaming avec d’autres services ayant des exigences de qualité de service (Quality of Service, QoS) différentes. Nous proposons une nouvelle approche du découpage qui assure la flexibilité du partage des ressources tout en garantissant la protection des slices en respectant l’accord de service (Service Level Agreement, SLA). En particulier, nous concevons des ordonnanceurs à deux niveaux (inter/intra-slice) pour un découpage RAN efficace et peu complexe en utilisant les caractéristiques du trafic adaptatif tel que le service de video streaming.
Pour pouvoir réaliser de découpage des réseaux 5G, l’infrastructure physique doit être virtualisée en intégrant quelques concepts, à savoir, le réseau à définition logicielle (Software-Defined Networking, SDN), la virtualisation des fonctions réseau (Network Function Virtualization, NFV) et le cloud computing. Dans l’environnement du cloud computing, les fonctions réseau virtualisées (Virtual Network Functions, VNFs) sont déployées sous forme d’applications logicielles distribuées qui s’exécutent sur des machines en parallèle. La communication entre les tâches de calcul distribuées de ces applications entraîne souvent des transferts de trafic importants sur le réseau. Afin de surmonter ce problème, les spécialistes en réseaux ont proposé diverses solutions pour minimiser les temps de complétion des flux ou encore garantir l’équité entre les flux en se basant sur l’abstraction « flow ». Cependant, cela entraîne une divergence entre les objectifs de l’application d’une part, et ceux du réseau d’autre part, car les applications prennent en compte tous leurs flux, mais le réseau traite chaque flux indépendamment, ce qui engendre une dégradation globale de performance. Pour aligner ces objectifs, on a introduit l’abstraction « coflow » en vue d’exposer le réseau aux caractéristiques de communication des applications en capturant le comportement collectif des flux de ces applications distribuées. La principale contribution apportée par la deuxième partie de cette thèse consiste à tirer profit de l’abstraction des coflows pour proposer de nouveaux algorithmes d’ordonnancement permettant de minimiser le temps de completion des coflows (Coflow Completion Time, CCT). Nous introduisons également un nouvel algorithme d’allocation de débit, celui-ci est basé sur un mécanisme de tarification décentralisé qui effectue une allocation de débit en temps réel, et ce, en fonction de la congestion effective et du volume de données effective transférées par les coflows. Ensuite, nous introduisons ensuite d’autres algorithmes pour faire en sorte que les coflows respectent leurs délais ou, à défaut, finissent le plus vite possible après ceux-ci, cette problématique est connue sous le nom de minimisation de retard. Les algorithmes proposés sont adaptés aux environnements réels, ils fournissent également des solutions quasi-optimales. En fait, nos algorithmes d’ordonnancement approchent la solution optimale à un facteur 2 et l’allocation de capacité a un facteur d’approximation 4 de l’optimal.