Un algorithme de MBAC pour Cross-Protect

Un algorithme de MBAC pour Cross-Protect

Dans ce chapitre, nous nous penchons sur la problématique bien connue du contrôle d’admission et, en particulier, la réalisation d’un contrôle d’admission basé sur des mesures (MBAC, Measurement Based Admission Control). Malgré une recherche abondante sur de nombreuses années, il est raisonnable de dire qu’aucun algorithme satisfaisant n’a été proposé pour l’admission des ﬂots à débit variable, même dans le cas favorable d’un multiplexage sans buffer (“bufferless multiplexing”). Le sujet est clairement passé de mode mais le contrôle d’admission demeure un composant essentiel au contrôle de la qualité de service et de nombreuses questions restent posées. Nous considérons ici la conception de l’algorithme de MBAC dans le contexte particulier de Cross-Protect, qui est nécessairement basé sur les informations limitées sur le traﬁc offertes par l’ordonnanceur. Le contrôle d’admission au sein de Cross-Protect, qui est un Contrôle d’Admission Basé sur des Mesures (MBAC, Measurement-Based Admission Control), joue le rôle essentiel de maintenir le fair rate sufﬁsamment haut – aﬁn de continuer à traiter les ﬂots streaming en priorité et d’assurer un débit sufﬁsant aux ﬂots élastiques – et de conserver la charge de la ﬁle prioritaire en dessous d’un certain seuil. Il est soumis à la connaissance limitée du traﬁc dont nous disposons dans l’ordonnanceur. Il s’agit essentiellement du volume de paquets émis dans la ﬁle prioritaire lors des intervalles de temps successifs, ainsi qu’un estimateur du fair rate courant. Nous n’avons aucune connaissance a priori des caractéristiques du traﬁc et détectons seulement la terminaison des ﬂots par l’absence de nouveaux paquets pendant un intervalle de temps donné (timeout).

Quand une proportion signiﬁcative du traﬁc est élastique, et que les ﬂots peuvent atteindre le fair rate, il est relativement facile de protéger la performance des ﬂots en cours, simplement en rejetant les nouveaux ﬂots lorsque le fair rate se retrouve en dessous d’un certain seuil (généralement de l’ordre de 1% de la capacité du lien [19] comme nous l’avons vu dans le Chapitre 3, Section 3.5.3, et rarement dépassé sauf en cas de surcharge importante). Nous considérons ici le cas plus problématique mais très probable où la grande majorité des ﬂots possède un débit limité (par exemple à cause de leurs débits d’accès ADSL) et par conséquent se retrouve, dans des conditions de charge normale, traitée en priorité par l’ordonnanceur de Cross-Protect.Bien que la connaissance des caractéristiques du traﬁc soit limitée, le contexte que nous considé- rons est très favorable à un multiplexage statistique efﬁcace. Par hypothèse, le débit du lien est bien supérieur au débit crête maximum des ﬂots devant recevoir un service prioritaire. Ce dernier est né- cessairement inférieur au seuil sur le fair rate aux alentours de 1%, et même bien inférieur encore la plupart du temps (par exemple, en considérant des ﬂots vidéo à 4Mb/s qui se partagent un lien de cœur de réseau OC196 à 10Gb/s). Il est ainsi possible de maintenir une forte utilisation des ressources tout en garantissant une performance excellente pour chaque ﬂot.Dans la suite de chapitre, nous discutons le choix d’un critère d’admission approprié pour préserver la qualité des ﬂots streaming dont le débit crête est inférieur à un seuil dénoté p < FR. Nous proposons un algorithme simple et illustrons ses performances aux travers de nombreuses simulations, en régime de surcharge et dans des conditions de ﬂash crowds.

Cet algorithme présente l’avantage d’être simple malgré la sensibilité aux paramètres S et T, et il ne requiert que la connaissance du débit crête des ﬂots. La performance réalisée (taux de pertes) est cependant peu prévisible (au mieux la performance du pire cas, qui suppose un débit crête maximal aﬁn de calculer le taux d’utilisation maximal cible). L’algorithme a l’avantage d’intégrer explicitement la probabilité de perte cible dans les conditions d’admission. La borne de Hoeffding n’est cependant pas une borne forte, ce qui conduit à une perfor- mance conservatrice de l’algorithme, c’est-à-dire une utilisation faible. La méthode suppose également la connaissance du débit crête individuel de chaque ﬂot, et encore plus difﬁcile, le nombre de ﬂots en cours. De plus les calculs de bande passante équivalente sont basés sur des ﬂots à débit constant, ce qui est loin d’être le cas en réalité.Un niveau de conﬁance est également calculé aﬁn de pallier aux incertitudes des mesures. L’enve- loppe est utilisée aﬁn de capturer la variabilité du traﬁc à différentes échelles de temps. Toutefois, ils utilisent un modèle avec buffer, qui le rend dépendant de caractéristiques détaillées du traﬁc. Le processus de mesure est de plus relativement complexe à cause des nombreuses échelles de temps nécessaires.