Pro Jet

Maîtrise - IUP 3

Année 2002-2003

Réseaux du futur Files d'attente

Projet

Alain Jean-Marie 11 Avril 2003

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Objet.

Le projet onsiste en la réalisation d'un simulateur et d'expérien es pour étudier le omportement d'un réseau à ommutation de paquets soumis à diérentes onditions de tra . On her he en parti ulier à étudier l'inuen e de la distribution du temps de servi e, d'une part, et de l'intensité des rafales, d'autre part, sur le temps de réponse des paquets. Le projet ompte pour 30 pts sur les 70 du module. Les groupes de deux ou trois personnes sont autorisés. Chaque groupe rédigera rapport rendant ompte des expérien es demandées. Ce ompte-rendu sera rédigé de façon s ientique : voir au paragraphe 4. Sa longueur ne dépassera pas une inquantaine de pages. Le rapport me sera rendu le mer redi 28 mai, 17h, soit sous forme papier au LIRMM, soit sous forme éle tronique (PS ou PDF ex lusivement ) à ajmlirmm.fr. Conseils importants :  Un simulateur est déli at à mettre au point et s'il ne mar he pas orre tement, les résultats qu'il donne sont faux ! On fera don attention à bien vérier son fon tionnement avant de se lan er dans les expérien es (quitte à ee tuer des expérien es qui ne sont pas demandées mais dont le résultat est prévisible).  On fera également attention à ne pas onsidérer la dis ussion des expérien es omme mineure. D'une part, olle ter des hires n'est pas une n en soi : 'est l'interprétation qui en est faite qui ompte le plus. D'autre part, si le simulateur est défaillant et les mesures ne sont pas

orre tes, une interprétation pertinente peut permettre de rattraper le oup. 2

Des ription du réseau

Le réseau à étudier est inspiré de elui de l'exer i e 3 de la feuille de travaux dirigés numéro 2 (le serveur Video). Il omporte trois routeurs, ha un modélisé par une seule le d'attente, nommés A, B et E . Cha une a un seul serveur, une salle d'attente de apa ité égale à 100 paquets, et une dis ipline de servi e FIFO. La apa ité des routeurs A et B est de 500 Mb (Mégabits) par se onde et elle de E , 1 Gb/s (Gigabit/s). Ces routeurs sont onne tés en étoile, ave E omme entre. La topologie du réseau est représentée dans la gure 1. Le serveur vidéo est relié au routeur E , et diuse des vidéos à des lients qui sont reliés aux routeurs A ou B . Pendant toute la durée des expérien es, on suppose qu'il y a 25 lients pour le routeur A, et 15 pour le routeur B . 1

A

E

Clients

Serveur B

Fig.

1  Réseau du serveur video

On note 0 le débit d'information généré par une vidéo, en Mb/s. La façon dont les paquets de vidéo arrivent dans le réseau dépend de l'expérien e réalisée. 3

Expérien es

Dans ha une de es trois expérien es, le débit 0 varie de 1 Mb/s à 4 Mb/s par pas de 1 Mb/s. Pour haque valeur de e paramètre on demande de mesurer :  le débit d'arrivée pour haque le d'attente, en paquets/s et Mb/s ;  le temps de réponse moyen des paquets ;  par le d'attente  par route  la probabilité que le temps de réponse d'un paquet sur une route (temps de réponse de bouten-bout) dépasse la durée x, ave x = 0; 1ms et 1ms ;  le taux de perte (proportion de paquets perdus). Les résultats seront présentés sous forme de table ou de graphique. Il faut simuler au minimum 60s de vidéo, mais plus est préférable.

Expérien e 1 Dans ette expérien e, on suppose que pour haque vidéo diusée par le serveur,  le nombre d'o tets L dans un paquet est aléatoire, ave une distribution donnée par la formule suivante : L = 100 + ENT(X ) où X est une variable aléatoire de distribution exponentielle et de moyenne 1400, et ENT(x) est la partie entière du réel x. On admettra pour les al uls que la moyenne de L vaut approximativement 1500.  les paquets de haque vidéo arrivent selon des pro essus de Poisson de débit tel que le tra est 0 Mb/s par vidéo. Comparer les résultats de ette expérien e ave des prédi tions théoriques obtenues en appliquant les formules des Réseaux de Kelly.

2

Expérien e 2 Dans ette expérien e, on suppose que l'information de haque vidéo ir ule sous la forme paquets de 1500 o tets. De plus, haque lient renvoie un paquet de taille 100 o tets tous les paquets reçus. On suppose également que :  les paquets arrivent selon un pro essus de Poisson interrompu par des périodes o ;  la durée des périodes on est aléatoire, de distribution exponentielle, ave une moyenne 20 ms ; la durée des périodes o est onstante, de valeur 20ms ;  le débit du pro essus de Poisson est tel que le débit global d'information est toujours de par vidéo.

de 50 de

0

Expérien e 3 Dans ette expérien e, on suppose que :  les trames vidéo arrivent selon un pro essus périodique de période  = 40ms ;  la taille des trames peut prendre deux valeurs seulement : T o tets et 10  T o tets. La probabilité qu'une trame soit de taille T est 24/25, et la probabilité qu'une trame soit de taille 10  T est 1/25. La valeur de T doit être al ulée de telle sorte que le débit d'information est toujours de 0 par vidéo ;  les paquets de vidéo sont de taille 1500 o tets maximum. Si une trame est plus grande, elle doit être segmentée en plusieurs paquets ;  les lients renvoient toujours un paquet de 100 o tets tous les 50 paquets reçus. 4

Le rapport

Le rapport omporte (au moins) :  Une page de garde qui présente lairement les auteurs du rapport, la formation dont ils font partie, la date de réda tion.  Une introdu tion présentant l'obje tif de l'étude, et les moyens mis en ÷uvre pour y parvenir.  Une des ription de l'ar hite ture du simulateur : organisation des éléments, fon tionnement général, des ription des algorithmes non triviaux, s'il y en a. Le ode sour e n'est pas demandé mais peut être joint au rapport sous forme éle tronique.  Le ompte-rendu des expérien es. Pour ha une, on dé rira :  l'obje tif de l'expérien e ;  les résultats attendus : souvent, une analyse préliminaire du problème permet de prédire

ertaines propriétés, ou de formuler des hypothèses ;  les onditions de l'expérien e : qu'est- e qui a été simulé, quelles étaient les valeurs des paramètres, ombien de temps ela a pris ;  les résultats de l'expérien e. Pour haque graphique présentant les résultats, on doit lairement voir e que représentent les abs isses et les ordonnées, et quelles sont leurs unités. Même hose si les données sont sous forme de tableau.  les on lusions qu'on peut tirer de ette expérien e : les résultats attendus sont-ils onrmés ? Qu'a-t-on appris sur le omportement du système étudié ? Comment les résultats se

omparent-ils ave eux des autres expérien es ? et .  Une on lusion générale ré apitulant e que l'étude a permis de dé ouvrir ou de onrmer. Cette partie omporte d'habitude une réexion prospe tive : que serait-il intéressant de faire

omme autres études dans le prolongement de elle- i, et . 3