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Contrôle de débit : nous avons étudié et mis au point un algorithme de transmission de flot audio en sous-bandes robuste contre la perte de paquets et à faible coût de calcul. Cet algorithme ainsi qu'un nouveau mécanisme de contrôle de congestion TCP-Friendly sont décrits dans http://www.inria.fr/rodeo/turletti/audio . L'ensemble offre une solution au problème de la transmission multimédia vers un ensemble hétérogène de récepteurs, chaque récepteur pouvant adapter son débit de réception en fonction de ses ressources disponibles. Contrôle de pertes : nous avons continué nos travaux sur la reconstruction de paquets perdus par des méthodes d'ajout de redondance et de codage conjoint source-canal. Nous avons maintenant un mécanisme adaptatif qui fournit une très bonne qualité audio et vidéo même sur des réseaux très congestionnés (taux de pertes de 10% et plus). Il reste à étendre ce mécanisme à la transmission multipoint.
Synchronisation : nous avons développé un algorithme de synchronisation pour la voix dans MiMaze. Le but est de permettre aux participants dans le jeu MiMaze de se parler entre eux, de restituer le son de façon 3D (c'est-à-dire qu'un joueur entendra la voix d'un autre joueur comme étant dans son dos si ce deuxième joueur est effectivement placé ainsi dans le labyrinthe virtuel), et de synchroniser le monde visuel avec le monde auditif correspondant. L'algorithme utilise la notion d'intégrale de chemin, mais il est très simple à mettre en oeuvre.
Les travaux se sont axés sur trois points essentiels cette année :
Nous avons développé une nouvelle application multimédia destinée à l'Internet, et basée sur le système de simulation distribuée interactive (DIS). Nous avons procédé à une première étude de cette application, MiMaze (Multicast internet Maze), qui nous a permis de soulever les principaux problèmes liés à la communication. À partir de ces observations, nous avons étudié de nouveaux mécanismes de transmission multipoint nous permettant d'améliorer la qualité de l'application. MiMaze est une application ludique qui se joue dans un environnement virtuel, actuellement un labyrinthe en deux dimensions. Chaque joueur évolue sous la forme d'un «PacMan», et a pour objectif de trouver et tuer ses ennemis.
Cette application se distingue des autres applications de notre projet par ses contraintes de communication temps-réel et de synchronisation, et par le nombre de participants potentiels :
Cette application est le premier jeu distribué prenant parti de la communication multicast sur l'Internet.
En analyse de trafic, on s'est concentré sur le problème du contrôle d'admission basé sur les mesures, inspiré par les travaux précédents sur RCBR (Renegotiated Constant Bit Rate). Le but est de baser les décisions d'admission de connexion (flux) non pas sur des descripteurs de trafic fournis par les utilisateurs, mais sur des mesures ou estimations du comportement de ces flux. Ceci permet d'offrir une qualité de service à l'utilisateur sans lui demander une spécification a priori de son trafic. Cependant, les paramètres mesurés ajoutent de l'incertitude dans le système, avec le risque de compromettre la qualité de service. Nous avons donc évalué l'impact des erreurs d'estimation sur la performance du système. Il s'avère que ces erreurs mènent, en moyenne, à un contrôle trop optimiste et une dégradation de la qualité de service.
Pour arriver à un contrôle robuste, c'est-à-dire, capable de donner les mêmes garanties de qualité de service à l'utilisateur que l'approche traditionnelle basée sur les descripteurs explicites ; on cherche alors à compenser cette dégradation. Nos travaux proposent des modèles, validés par simulation, permettant de comprendre l'impact de l'incertitude introduite par l'estimation de paramètres et la dynamique du système, c'est-à-dire, la corrélation dans les flux, et les arrivées et les départs de flux. Nos résultats permettent de calculer la longueur de la fenêtre d'estimation à utiliser, ainsi que les corrections à apporter aux décisions d'admission [17], [14].
Le mécanisme de communication multipoint-à-multipoint dans ATM appelé SEAM (« Scalable and Efficient ATM Multicast »), a pour but de faciliter la communication de groupe et la rendre « scalable » dans le nombre de sources et de destinations, en n'utilisant qu'un seul circuit virtuel par groupe. En collaboration avec K. K. Ramakrishnan (AT&T Research), nous avons d'abord comparé la performance de SEAM avec une autre solution basée sur un arbre multipoint par source. Nos simulations montrent clairement l'avantage que représente SEAM en termes de signalisation. Nous avons aussi simulé la performance du mécanisme « cut-through », qui permet d'associer à un commutateur plusieurs ports d'entrée sur un ou plusieurs ports de sortie, sans pour autant confondre des cellules appartenant à différents paquets. Finalement, nous avons élaboré un mécanisme d'interopérabilité avec des équipements ATM ne supportant pas la fonctionnalité SEAM, qui permettra son introduction graduelle [13], [12].
Le projet sur l'allocation optimale de temporisateurs pour éviter l'implosion de « feedback » s'est finalisé avec publication de résultats dans [8].
ALFred est un compilateur de protocole basé sur une architecture ALF (Application Level Framing) qui permet d'associer à chaque application distribuée le protocole de communication adapté à ses besoins. Une application est spécifiée dans cet environnement en utilisant le langage formel Esterel. Nous avons dans un premier temps évalué le premier prototype d'ALFred développé en C durant l'activité HIPPARCH EC-AUS, en instrumentant trois applications à titre d'exemple. Il s'agit d'un serveur de température, d'un forum de discussion interactif de type IRC et d'un serveur d'image JPEG. L'évaluation s'est effectuée selon différents critères comme la taille du code, le coût du cycle de développement logiciel, le nombre d'instructions nécessaires pour acheminer une ADU (Application Data Unit) du réseaux jusqu'à l'application, les latences et débit de bout en bout ...
Ces mesures ont permis de comparer les performances du code engendré automatiquement par ALFred à partir d'une spécification Esterel par rapport à une implémentation manuelle de l'application. Elles sont analysées dans un article qui va être publié dans le journal JSAC 1998 [5]. En s'inspirant de l'expérience de ce premier prototype, nous avons commencé à développer un nouveau compilateur de protocole en Java, qui soit plus robuste, plus flexible, et prenne en compte un plus grand nombre d'applications multimédias (DIS, vidéo conférence, etc) en intégrant de nouveaux mécanismes comme le FEC ainsi que de nouvelles fonctionnalités comme le multicast. Il faut noter que l'équipe MEIJE a rendu possible la conception d'un tel environnement Java pour notre architecture en développant un compilateur d'Esterel vers Java.
L'année à venir sera consacrée à finaliser le nouvel ALFred et à l'évaluer sur un sous ensemble du protocole HTTPng à spécifier en Esterel. Pour cela nous comparerons la version engendrée automatiquement avec les versions manuelles existantes. Nous en profiterons également pour compléter notre bibliothèque de mécanismes de protocole si besoin.
Nous avons étudié des mécanismes permettant de faire du routage dynamique dans des réseaux comprenant des liens unidirectionnels. Deux types de réseaux ont été identifiés.
Le premier correspond à un réseau où un receveur peut communiquer avec un émetteur par l'intermédiaire d'un chemin où tous les liens sont bidirectionnels. Un receveur ne peut envoyer directement des informations de routage vers un émetteur, les protocoles ne fonctionnent alors pas correctement. Un mécanisme de « tunneling » a été étudié et mis en oeuvre pour permettre l'acheminement de données entre un receveur et un émetteur en simulant une communication bidirectionnelle.
Le deuxième type correspond à un réseau où un receveur ne peut communiquer par un chemin où tous les liens sont bidirectionnels. Le cas extrême de cette configuration est un réseau où tous les liens sont unidirectionnels. Même en utilisant le mécanisme de « tunneling », les protocoles de routage ne fonctionnent pas dans cette topologie. Nous avons alors étudié un nouveau protocole de routage qui sera décrit dans le paragraphe suivant.
Le mécanisme de « tunneling » est actuellement expérimenté à l'échelle européenne et a été utilisé en particulier pour la retransmission de la conférence SIGCOMM'97 à Cannes. Des stations de réception sont installées à Londres (Angleterre), Dramstadt (Germany) et Paris (France), la station émettrice étant située sur le site Inria de Sophia Antipolis. Les sessions de la conférence étaient filmées et retransmises sur le MBone via les différents points de réception en Europe. L'intérêt d'une telle expérience est de décongestionner une partie de l'Internet et ainsi d'obtenir de meilleures performances.
Les nouveaux axes de recherche vont s'orienter autour de l'étude de qualité de services pour les transmissions satellites.
Afin de pouvoir apporter une solution au problème du routage lorsque plus d'un lien est unidirectionnel, nous avons considéré le cas général où tous les liens sont unidirectionnels. Résoudre ce cas général a pour avantage de pouvoir en même temps résoudre la question du routage asymétrique en désolidarisant simplement un lien bidirectionnel en deux liens unidirectionnels.
Partant de la constatation que les techniques développées pour des réseaux avec un seul ou quelques liens unidirectionnels (c'est-à-dire les tunnels ou la modification des protocoles), de même que les techniques de routage habituelles (c'est-à-dire les vecteurs de distances et les états de liaisons) sont inadaptées, nous avons défini une nouvelle approche de routage basée sur la découverte de circuits. Les destinations possibles à partir d'un point quelconque du réseau sont tous les noeuds figurants sur un circuit, c'est-à-dire un chemin qui revient à son point de départ. La connaissance de la topologie est assurée par un mécanisme similaire aux états de liaisons qui ne requiert pas d'acquittement noeud par noeud. À partir de là, le protocole détecte les circuits et s'assure que tous les membres d'un circuit ont une vision identique de son état afin d'assurer la consistence des tables de routage.
Ce protocole expérimental a pour nom UniDirectional Link Routing Protocol (UDLRP). Il est toujours à un stade de développement, mais est l'objet d'un article soumis à INFOCOM'98.
Nous nous intéressons au problème de la transmission multipoint fiable sur réseaux hybrides (terrestre/satellite). Nous avons étudié le protocole de transmission et les performances obtenues sur notre réseau satellite de l'application MFTP (Multicast File Transfer Protocol) développée par StarBurst Communications Corporation. Le protocole actuel n'intègre aucun algorithme de contrôle de congestion, le débit de transmission étant fixé avant la transmission par l'émetteur. Une collaboration avec StarBurst est envisagée afin d'améliorer les performances de MFTP en y incluant des algorithmes de contrôle de transmission qui soient efficaces sur des réseaux hybrides.
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