Application-Level Multicast Transmission Techniques Over The Internet

Techniques de Transmission Multipoint de Niveau Applicatif pour l'Internet

Ayman El-Sayed (1)

1 PLANETE - Protocols and applications for the Internet

In this dissertation, we introduce a proposal for building an alternative group communication service that shifts the multicast support from core routers to end-systems. Our proposal, called Host Based Multicast (HBM), operates at application-level and provides an efficient multi-point data distribution service for one-to-many or many-to-many communications.
With this approach end-hosts (running the application), dedicated servers and/or border routers automatically self-organize into an overlay distribution topology where data is disseminated. This overlay topology can be composed of both unicast connections and native
multicast islands (e.g. within each site). Therefore it offers a group communication service to all hosts, even those located in a site that does not have access for any reason, to native multicast routing.
HBM is a centralized solution, where everything, including group membership management and overlay topology creation, is under the control of a single Rendez-vous Point (RP). This thesis focuses on three key aspects: scalability, robustness, and security. The scalability
can be largely improved, with a few simple HBM protocol parameter adjustments like the frequency and size of the control messages exchanged. Robustness is another important practical issue, and we introduce packet loss reduction techniques, like the addition of redundant
virtual links that avoid topology partition in case of transit node failures. Finally we investigate the use of HBM to build a fully secure but efficient group communication service between several sites using an IPSec VPN environment. We show that HBM and the IPSec
VPN environment naturally fit with one-another and lead to the concept of Virtual Private Routed Network (VPRN).

Dans cette thèse, nous présentons une proposition pour établir un service Alternatif de communication de groupe qui déplace le support de multipoint depuis les routeurs vers les extrémités. Notre proposition, appelée HBM fonctionne au niveau applicatif et fournit un service efficace de distribution multipoint de données de type un-vers-plusieurs ou plusiers-vers-plusieurs. Avec cette approche les machines terminales, les serveurs et/ou des routeurs de bordure s'organisent automatiquement une topologie de distribution de recouvrement grâce à laquelle des données sont diffusées. Cette topologie de recouvrement peut se composer á la fois de connections point à point et de zones bénéficient d'un routage multicast natif (par exemple dans chaque site). Par conséquent elle offre un service de communication de groupe à tous les hôtes, même ceux situés dans un site qui n'a pas accès, une quelconque raison, au routage multicast natif. HBM est une solution centralisée, où tout, y compris la gestion d'adhésion de groupe et la création de topologie de recouvrement, est de la responsabilité d'un unique point de Rendez-vous (RP). Cette thèse se concentre sur trois aspects principaux : scalabilité, robustesse et sécurité. La scalabilité peut être en grande partie améliorée, avec quelques ajustements simples de certains paramètres de HBM tels la fréquence et la taille des messages de contrôle. La robustesse est un aspect pratique important, et nous présentons des techniques de réduction de pertes de paquet, tels l'addition des liens virtuels redundants qui évitent la partition de topologie en cas de panne d'un nœud de transit. Enfin nous étudions l'utilisation de HBM afin d'établir un service entièrement sécurisé mais efficace de communication de groupe entre plusieurs sites au moyen de VPN IPSec.

Mots clés: Non disponible

Domaines: Réseaux et télécommunications [cs.NI]

Ayman El-Sayed. Application-Level Multicast Transmission Techniques Over The Internet. Networking and Internet Architecture [cs.NI]. Institut National Polytechnique de Grenoble, 2004. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00405485⟩