Performance Evaluation of Quality of Service Mecanisms in the Internet

Évaluation des Performances des Mécanismes de Qualité de Service dans l'Internet

Tigist Alemu (1, 2)

1 LIRMM - Laboratoire d'Informatique de Robotique et de Microélectronique de Montpellier
2 MAESTRO - Models for the performance analysis and the control of networks

This thesis focuses on improving the quality of service (QoS) offered by active queue management schemes like RED (Random Early Detection). We followed an adaptive approach of RED namely ARED (Adaptive RED). Our goal is to find a simple extension to ARED in order to improve the predictability of performance measures like queueing delay and delay jitter without sacrificing the packet loss rate. To achieve this goal, we propose a new algorithm called PSAND that tunes RED parameters according to the traffic load. We evaluate its performance by extensive simulations. Our results show that as compared to ARED and others well-known, most studied and very recently proposed schemes, PSAND gives an overall desirable tradeoff and good performances such as small delay and delay jitter, and more robustness with less complexity.

Another contribution of this thesis is the study of the interaction of forward error correction (FEC) code with queue management schemes like Drop Tail (DT) and RED. We show, through simulations, that sometimes FEC combined with RED, sometimes FEC combined with DT may be more efficient depending on several parameters like the number of TCP flows that constitute the background traffic, the FEC block size and the amount of redundancy in a FEC block. We conclude generally that using FEC is more efficient with RED than with DT when the loss rate is small, and a relatively important amount of redundancy and at most a moderate FEC block size is used. We complement these observations with a simple model, which is able to capture the
tradeoff between the locality and the frequency of losses.

Cette thèse s'intéresse à améliorer la qualité de service (QdS) offerte par des mécanismes de gestion de file d'attente tels que RED (Random Early Detection). Nous étudions une approche adaptative de RED appelée ARED. Notre but est de trouver un extension simple de ARED afin d'améliorer la prédictibilité des mesures de performance comme le délai, le temps de gigue sans pour autant sacrifier le taux de perte. Pour cela, nous proposons un nouveau mécanisme nommé PSAND qui configure les paramètres de RED et l'évaluons à l'aide de simulations. Nos résultats de la comparaison de PSAND avec ARED et d'autres schémas bien connus ou récemment proposés ont montré que avec une complexité moindre, PSAND donne un compromis désiré et de bonnes performances telles qu'un faible délai d'attente dans la file, une faible gigue et une plus grande stabilité en présence d'un fort trafic. Une autre contribution de cette thèse est l'étude de l'interaction de FEC (Forward Error Correction) avec des schémas comme Drop Tail et RED. Les résultats ont montré que selon la valeur des paramètres comme le nombre de flux TCP actifs, le taux de redondance et de la taille des blocs FEC parfois RED ou parfois Drop Tail donne de meilleures performances. Un modèle analytique ayant confirmé les résultats obtenus par simulations a également été présenté.

Mots clés: QUALITY OF SERVICE; COMMUNICATION'S PROTOCOLS IN THE INTERNET; QUEUE MANAGEMENT

Mots clés: QUALITE DE SERVICE; PROTOCOLS DE COMMUNICATION DANS INTERNET; GESTION DE FILE D'ATTENTE

Domaines: Autre [cs.OH]

Tigist Alemu. Performance Evaluation of Quality of Service Mecanisms in the Internet. Other [cs.OH]. Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2004. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00011157⟩