Optimisation des ressources de réseaux hétérogènes avec coeur de réseau MPLS
Résumé
Multimedia networks have to support new real-time services with stringent quality of service (QoS) requirements. Therefore, new routing schemes are needed to avoid traffic congestion and the resulting service degradation by tailoring routes to the prevailing traffics. This motivated the development of the MPLS protocol (Multi Protocol Label Switching). Thanks to its per-LSP routing (Label Switched Path), MPLS allows a finer management of the available resources in the network. The first part of this work deals with the problem of optimal LSPs routing in IP/MPLS networks. We propose an original model which takes into account QoS constraints. We also propose a heuristic algorithm (ILSP-OLS-ACO) enabling to manage a great number of operational constraints, such as bandwidth limitations, LSP affinity and resilience constraints. This heuristic algorithm provides close-to-optimal solutions and is very scalable. The second part of this work is devoted to optimal design of access networks. The originality of the proposed approach is to take into account the traffic generated by the customers as well as the equipment costs. We propose an integer linear programming model. We present an exact optimisation algorithm based on "Branch and Cut" techniques. We also propose a heuristic algorithm combining a "clustering" technique and a local-search procedure. This heuristic algorithm enables to obtain close-to-optimal solutions very quickly for real size networks.
La qualité de service (QoS), liée au partage des ressources, prend tout son sens dans le cadre des réseaux multimédias. L'intégration de celle-ci dans les protocoles de routage, nécessite la prise en compte des phénomènes de congestion. Cela a favorisé l'apparition du protocole MPLS (Multi Protocol Label Switching). Cette nouvelle technologie, grâce à son routage par LSP (Label Swithed Path), permet une gestion plus fine des ressources disponibles dans le réseau. Nous traitons en première partie de ce travail le problème du routage des LSPs dans les réseaux IP/MPLS. Nous en formulons une modélisation originale qui tient compte de la QoS. Nous proposons aussi une heuristique de résolution (ILSP-OLS-ACO) qui gère un grand nombre de contraintes opérationnelles, tels que la bande passante, les contraintes d'affinités ou de sécurité sur les LSPs. Celle-ci fournit des solutions quasi-optimales tout en permettant le passage à l'échelle (grands réseaux, milliers de LSPs). La deuxième partie de notre travail concerne la conception optimale de topologie d'accès. L'originalité de l'approche réside dans le fait de prendre en compte le trafic générés par les clients ainsi que les coûts des équipements. Nous élaborons une modélisation basée sur la programmation linéaire en nombres entiers. Nous proposons pour la résoudre une méthode exacte basée sur des techniques de « Branch and Cut ». Nous proposons aussi une heuristique combinant une technique de « clustering » et une technique de recherche locale, qui permet d'obtenir très rapidement des solutions quasi-optimales.
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