ATM-based Real-time Distributed Architectures
Architectures distribuées temps réel fondées sur ATM
Résumé
The progress in communication networks enables the deployment of new distributed applications. Nevertheless, large bandwidth and delay guaranty requirements grow with multimedia traffic. These constraints should be taken into consideration at the network as well as the workstation levels. This thesis proposes the architectur of an entire communication system based on ATM that satisfies the real-time distributed application requirements. In particular, audio and video streams must be integrated efficiently, and must operate with other traffics such as alarms and traditional data. The state of the art on high speed machine architecture allows to better determine the problems raised by the use of new communication technologies. It presents numerous studies in this field and shows that they only gives partial solutions to the problem. The proposed communication system architecture supports several audio/video devices on a unique workstation, allows to build various network topo! logies, and provides path redundancy. The addition of a micro-controller on the network interface board offers high-level real-time services thanks to the tele-DMA concept. Thus, applications can take advantage of the ATM technology. Furthermore, a special protocol organization allows to support in an efficient way real-time services as well as traditional distributed applications. Concerning the inter-device communication, a source flow control is proposed in order to guaranty a bounded transmission delay for real-time messages. The re-use of existing application, the signaling, the network management and the recovery process when the network fails are discussed. Finally, the communication system general performances, and the periodic real-time update of control variables implemented on the micro-controller are evaluated.
L'évolution des réseaux de communication rend aujourd'hui possible l'apparition de nouvelles applications distribuées. Néanmoins, l'émergence du multimédia renforce les besoins de bande passante élevée et de garantie des délais, qui devront être pris en considération tant au niveau du réseau que des machines. Cette thèse propose l'architecture d'un système de communication complet, basé sur ATM, permettant de satisfaire les besoins des applications distribuées temps réel. En particulier, il est nécessaire d'intégrer de manière efficace les flux audio et vidéo, qui devront cohabiter avec d'autres trafics comme les alarmes ou les données traditionnelles. L'état de l'art sur l'architecture des machines pour les hauts débits permet de mieux cerner les problèmes posés par l'emploi des nouvelles technologies de communication, et montre que les nombreuses études dans ce domaine ne fournissent que des réponses partielles au problème posé. L'architecture du système de communication proposée permet de supporter plusieurs équipements audio/vidéo sur une même station, de construire des topologies de réseau variées, et d'assurer la redondance de chemins. L'introduction d'un micro-contrôleur sur la carte d'interface au réseau offre des services temps réel de haut niveau grâce au concept de télé-DMA, et fait ainsi profiter les applications des avantages d'ATM. D'autre part, une organisation protocolaire particulière permet de faire cohabiter efficacement les services temps réel et les services télé-informatique classiques. Pour les communications entre les équipements, un mécanisme de contrôle de flux à la source pour garantir un délai d'acheminement borné des messages temps réel est proposé. Les problèmes de récupération des applications existantes, de signalisation, d'administration et de gestion du basculement en cas de défaillance du réseau sont aussi abordés. Enfin, les performances globales du système de communication, puis celles d'un service de transfert périodique de variables temps réel implanté sur le micro-contrôleur sont évaluées.
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