Un algorithme de MBAC pour Cross-Protect

Dans ce chapitre, nous nous penchons sur la problématique bien connue du contrôle d’admission et, en particulier, la réalisation d’un contrôle d’admission basé sur des mesures (MBAC, Measurement Based Admission Control). Malgré une recherche abondante sur de nombreuses années, il est raisonnable de dire qu’aucun algorithme satisfaisant n’a été proposé pour l’admission des flots à débit variable, même dans le cas favorable d’un multiplexage sans buffer (“bufferless multiplexing”). Le sujet est clairement passé de mode mais le contrôle d’admission demeure un composant essentiel au contrôle de la qualité de service et de nombreuses questions restent posées. Nous considérons ici la conception de l’algorithme de MBAC dans le contexte particulier de Cross-Protect, qui est nécessairement basé sur les informations limitées sur le trafic offertes par l’ordonnanceur. Le contrôle d’admission au sein de Cross-Protect, qui est un Contrôle d’Admission Basé sur des Mesures (MBAC, Measurement-Based Admission Control), joue le rôle essentiel de maintenir le fair rate suffisamment haut – afin de continuer à traiter les flots streaming en priorité et d’assurer un débit suffisant aux flots élastiques – et de conserver la charge de la file prioritaire en dessous d’un certain seuil. Il est soumis à la connaissance limitée du trafic dont nous disposons dans l’ordonnanceur. Il s’agit essentiellement du volume de paquets émis dans la file prioritaire lors des intervalles de temps successifs, ainsi qu’un estimateur du fair rate courant. Nous n’avons aucune connaissance a priori des caractéristiques du trafic et détectons seulement la terminaison des flots par l’absence de nouveaux paquets pendant un intervalle de temps donné (timeout).

Quand une proportion significative du trafic est élastique, et que les flots peuvent atteindre le fair rate, il est relativement facile de protéger la performance des flots en cours, simplement en rejetant les nouveaux flots lorsque le fair rate se retrouve en dessous d’un certain seuil (généralement de l’ordre de 1% de la capacité du lien [19] comme nous l’avons vu dans le Chapitre 3, Section 3.5.3, et rarement dépassé sauf en cas de surcharge importante). Nous considérons ici le cas plus problématique mais très probable où la grande majorité des flots possède un débit limité (par exemple à cause de leurs débits d’accès ADSL) et par conséquent se retrouve, dans des conditions de charge normale, traitée en priorité par l’ordonnanceur de Cross-Protect.Bien que la connaissance des caractéristiques du trafic soit limitée, le contexte que nous considé- rons est très favorable à un multiplexage statistique efficace. Par hypothèse, le débit du lien est bien supérieur au débit crête maximum des flots devant recevoir un service prioritaire. Ce dernier est né- cessairement inférieur au seuil sur le fair rate aux alentours de 1%, et même bien inférieur encore la plupart du temps (par exemple, en considérant des flots vidéo à 4Mb/s qui se partagent un lien de cœur de réseau OC196 à 10Gb/s). Il est ainsi possible de maintenir une forte utilisation des ressources tout en garantissant une performance excellente pour chaque flot.Dans la suite de chapitre, nous discutons le choix d’un critère d’admission approprié pour préserver la qualité des flots streaming dont le débit crête est inférieur à un seuil dénoté p < FR. Nous proposons un algorithme simple et illustrons ses performances aux travers de nombreuses simulations, en régime de surcharge et dans des conditions de flash crowds.

Cet algorithme présente l’avantage d’être simple malgré la sensibilité aux paramètres S et T, et il ne requiert que la connaissance du débit crête des flots. La performance réalisée (taux de pertes) est cependant peu prévisible (au mieux la performance du pire cas, qui suppose un débit crête maximal afin de calculer le taux d’utilisation maximal cible). L’algorithme a l’avantage d’intégrer explicitement la probabilité de perte cible dans les conditions d’admission. La borne de Hoeffding n’est cependant pas une borne forte, ce qui conduit à une perfor- mance conservatrice de l’algorithme, c’est-à-dire une utilisation faible. La méthode suppose également la connaissance du débit crête individuel de chaque flot, et encore plus difficile, le nombre de flots en cours. De plus les calculs de bande passante équivalente sont basés sur des flots à débit constant, ce qui est loin d’être le cas en réalité.Un niveau de confiance est également calculé afin de pallier aux incertitudes des mesures. L’enve- loppe est utilisée afin de capturer la variabilité du trafic à différentes échelles de temps. Toutefois, ils utilisent un modèle avec buffer, qui le rend dépendant de caractéristiques détaillées du trafic. Le processus de mesure est de plus relativement complexe à cause des nombreuses échelles de temps nécessaires.