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Transport de données tolérantes aux délais

Sujet proposé par
Directeur de thèse:
Doctorant: Filippo REBECCHI
Unité de recherche UMR 7606 Laboratoire d'informatique de Paris 6

Domaine: Sciences et technologies de l'information et de la communication

Projet

Dans les DTN (réseaux tolérants aux délais) les noeuds sont mobiles et de portée radio limitée (téléphone portable avec Bluetooth activé par exemple) et le réseau qu'ils forment n'est pas nécessairement connecté. Les hypothèses classiques des réseaux de communication filaire ou ad-hoc ne tiennent pas, ce qui conduit à repenser l'ensemble des problématiques de réseau. Les techniques DTN apparaissent dès que la mobilité est importante. Elles ont des perspectives d'application assez larges : pour supporter des communications directes et intermittentes entre téléphones portables (via le Bluetooth) ou dans le cas de partitionnements d'un réseau ad-hoc (réseaux tactiques ou de sécurité civile). Les premiers travaux scientifiques sur le sujet des DTN datent de 2001. Ils ont porté d'abord sur le routage (mécanismes de choix de "routes" temporelles, c'est-à-dire avec stockage des données sur des noeuds intermédiaires en cas de déconnexions). En travaillant sur des traces de plus en plus nombreuses, et sur des modèles mathématiques à base de processus stochastiques de renouvellement (pour modéliser l'intermittence des contacts), on a pu également mieux appréhender les gains potentiels (capacité en particulier) qu'on pouvait attendre de ces approches.

Le sujet de thèse s'appuie sur ces acquis mais renouvelle ces études en les abordant sous l'angle de mécanismes de transport des données multi-bond et avec tolérance aux déconnexions. Le but principal de la thèse est ainsi de proposer des mécanismes qui assurent des fonctions de la couche transport de données, allant donc au-delà du "routage" des messages DTN.

Enjeux

En particulier la thèse s'attachera à comprendre et analyser :

- Comment tirer profit de l'ensemble des opportunités de contact afin de maximiser l'utilisation efficace des ressources du réseau ?

- Comment assurer un transfert dans des délais contraints ou intègre : quels mécanismes de retransmission sont possibles et sous quelles hypothèses ?

Les protocoles de transport classiques développés dans le monde IP (par exemple, les différentes variantes de TCP) supposent une connexion de bout-en-bout. Dans cette thèse on relâche cette hypothèse de la façon suivante :

- On suppose que la connectivité entre les noeuds est intermittente et qu'il n'existe pas toujours de chemin de bout-en-bout : ce canal de données est intermittent. - On suppose néanmoins qu'il existe un moyen de contacter tous les noeuds sur un autre canal radio : ce canal est utilisé comme canal de contrôle du protocole de transport.

Autrement dit, on suppose que le canal de données peut être intermittent, mais qu'il existe un canal de contrôle qui permet de contacter tous les noeuds. Il s'agit ici d'une thématique à fort intérêt à la fois pour les opérateurs télécom et pour les utilisateurs, couramment appelée "offloading" (ou décharge de trafic). Dans ces circonstances on considère que le canal de données est peu cher ou abondant (forte bande passante) et que le canal de contrôle est coûteux ou de faible débit. Ceci se produit par exemple entre smartphones 4G connectés en WiFi-direct (canal de données WiFi haut-débit et peu coûteux, canal de contrôle 4G coûteux), ou bien encore pour des terminaux WiFi/satellite, ou pour des véhicules 802.11p/GPRS.

Ouverture à l'international

Pendant toute la durée de la thèse, les encadrants veilleront à ce que le candidat publie les résultats de ses travaux dans les journaux et les conférences les plus importants du domaine (comme ceux cités plus haut). Un séjour dans un laboratoire étranger à la pointe de la thématique est aussi envisagé. Le candidat sera en constante interaction avec les autres chercheurs du domaine, en France et à l'étranger. À l'étranger les encadrants possèdent déjà des forts liens avec les principaux chercheurs et laboratoires de recherche sur cette thématique, comme par exemple Cambridge University (Prof. John Crowcroft), Georgia Tech (Prof. Mostafa Ammar, Prof. Elen Zegura), ETH Zürich (Dr. Franck Legendre), Universidade Federal do Rio de Janeiro (Prof. Luis Costa et Prof. Miguel Campista) et CNR (Prof. Marco Conti, Dr. Andra Passarella).

Remarques additionnelles

Il s'agit d'une thèse en CIFRE coencadrée par Vania CONAN de Thalès.