Optimization of routing and wireless resource allocation in hybrid data center networks

Résumé : L’arrivée de la prochaine technologie 5G va permettre la connectivité des billions de terminaux mobiles et donc une énorme augmentation du trafic de données. A cet égard, les fournisseurs des services Cloud doivent posséder les infrastructures physiques capables de supporter cette explosion de trafic. Malheureusement, les architectures filaires conventionnelles des centres de données deviennent staturées et la congestion des équipements d’interconnexion est souvent atteinte. Dans cette thèse, nous explorons une approche récente qui consiste à augmenter le réseau filaire du centre de données avec l’infrastructure sans fil. En effet, nous exploitons une nouvelle technologie émergente, la technologie 60 GHz, qui assure un débit de l’ordre de 7 Gbits/s afin d’améliorer la QoS. Nous concevons une architecture hybride (filaire/sans fil) du réseau de centre de données basée sur : i) le modèle "Cisco’s Massively Scalable Data Center" (MSDC), et ii) le standard IEEE 802.11ad. Dans une telle architecture, les serveurs sont regroupés dans des racks, et sont interconnectés à travers un switch Ethernet, appelé top-of-rack (ToR) switch. Chaque ToR switch possède plusieurs antennes utilisées en parallèle sur différents canaux sans fil. L’objectif final consiste à minimiser la congestion du réseau filaire, en acheminant le maximum du trafic sur les canaux sans fil. Pour ce faire, cette thèse se focalise sur l’optimisation du routage et de l’allocation des canaux sans fil pour les communications inter-rack, au sein d’un centre de données hybride (HDCN). Ce problème étant NP-difficile, nous allons procéder en trois étapes. En premier lieu, on considère le cas des communications à un saut, où les racks sont placés dans le même rayon de transmission. Nous proposons un nouvel algorithme d’allocation des canaux sans fil dans les HDCN, qui permet d’acheminer le maximum des communications en sans-fil, tout en améliorant les performances réseau en termes de débit et délai. En second lieu, nous nous adressons au cas des communications à plusieurs sauts, où les racks ne sont pas dans le même rayon de transmission. Nous allons proposer une nouvelle approche optimale traitant conjointement le problème du routage et de l’allocation de canaux sans fils dans le HDCN, pour chaque communication, dans un mode online. En troisième étape, nous proposons un nouvel algorithme qui calcule conjointement le routage et l’allocation des canaux pour un ensemble des communications arrivant en mode batch (i.e., par lot). En utilisant le simulateur réseau QualNet, considérant toute la pile TCP/IP, les résultats obtenus montrent que nos propositions améliorent les performances comparées aux méthodes de l’état de l’art
Type de document :
Thèse
Signal and Image Processing. Université Paris-Est, 2017. English. 〈NNT : 2017PESC1068〉
Liste complète des métadonnées

Littérature citée [97 références]  Voir  Masquer  Télécharger

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01738134
Contributeur : Abes Star <>
Soumis le : mardi 20 mars 2018 - 11:31:08
Dernière modification le : dimanche 30 septembre 2018 - 03:24:02
Document(s) archivé(s) le : mardi 11 septembre 2018 - 08:34:24

Fichier

TH2017PESC1068.pdf
Version validée par le jury (STAR)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01738134, version 1

Collections

Citation

Boutheina Dab. Optimization of routing and wireless resource allocation in hybrid data center networks. Signal and Image Processing. Université Paris-Est, 2017. English. 〈NNT : 2017PESC1068〉. 〈tel-01738134〉

Partager

Métriques

Consultations de la notice

174

Téléchargements de fichiers

241