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We propose a new scalable et flexible architecture for Ethernet switching. First we identify the legacy bottlenecks in classical Ethernet backbones: mainly the tree topology and the redundant packet forwarding decisions. Then we describe how a fully distributed communication architecture, based on proven, high-performance computing concepts (source routing, multistage interconnection, wormhole switching) can provide a scalable backbone inside, with Ethernet compatibility outside. Thanks to carefully placed intelligence, materialized as "network processors", we show that not only scalability is enhanced but also flexibility and global transistor count. We present a prototype of this architecture implemented with Myrinet technology.

A tool able to predict the behavior of the network in a Global computing environment could help the users to obtain better performance. In this paper we study the accuracy of the Network Weather Service (NWS) networking features and specifically the TCP throughput measurement and prediction. We studied the NWS forecast stability and confidence level on different types of networking connectivity. To examine how the predicted values can be applied to "bulk" transfer, the prediction was compared with results of measurements achieved with the Iperf network monitoring tool. Iperf results are more accurate than the NWS ones but the tool is much more intrusive. We propose an improvement to use its predicting feature in an internet based global computing environment.

Real-time traffic in the Internet is growing and the best-effort model has not been designed for such challenging streams. The DiffServ (DS) architecture, which permits one to aggregate traffic flows into classes with a common forwarding requirement, is a quality of service (QoS) solution for IP networks. But most of the DS models provide classes getting better performance than others, calling for pricing differentiation and possibly admission control. We explore the possibility of providing a simple, robust and pricing-free QoS solution by practising "differentiated fairness": different classes have equivalent performance according to their specific needs. No admission control is required, no absolute guarantee is provided. This "soft" model has been implemented and tested. Experiments shows that the scheduler can balance resource sharing so that "differentiated fairness" is obtained.

International audience; Grid computing is a promising way to aggregate geographically distant machines and to allow them to work together to solve large problems. After studying Grid network requirements, we observe that the network must take part of the Grid computing session to provide intelligent adaptative transport of Grid data streams. By proposing new intelligent dynamic services, active network can be the perfect companion to easily and efficiently deploy and maintain Grid environments and applications. This paper presents the Active Grid Architecture (A-Grid) which focus on active networks adaptation for supporting Grid environments and applications. We focus the benefit of active networking for the grid on three aspects: High performance and dynamic active services, Active Reliable Multicast, and Active Quality of Service. \textcopyright Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2001.

A new series of coumarin inhibitors of DNA gyrase B bearing a N-propargyloxycarbamate at C-3' of various 5',5'-dialkylnoviose, including RU79115, were synthesised and their antibacterial activities have been delineated. Introduction of dialkyl substituents at 5'5'-position of noviose leads to coumarin analogues with improved in vitro and in vivo antibacterial activity.

Frameworks and design patterns are emerging technologies in software engineering. They increase software quality in terms of reusability, modularity and extensibility. Synchronous groupware can benefit of these new technologies. This article describes AMF-C, a multiagent model which structures each agent with a various number of facets, and two associated frameworks. Indeed, a cooperative application can use either a fragmented framework (facets are dispatched into the network) or a replicated one (each agent is totally replicated). Design patterns are identified for the definition and the interconnection of facets. In this last case, an expressive graphical formalism is used to wire control components. The design and implementation tasks are largely reduced and mainly rely on a good choice and combination of patterns. Finally, we introduce the associated tools and methodology that holds great promise in addressing the design issues.

A well-known research challenge is the establishment of some quality of service in an ad hoc network. Such a fluid and dynamic environment does not lend itself to extensive state-building approachess like Intserv. Diffserv, in which packets are treated according to some class aggregation seems to be a better match. Diffserv provides strong guarantees to applications by being mainly based on admission control, policing and provisioning. In this paper, we present the "Equivalent Differentiated Services" (EDS) per-hop behavior. EDS provides a set of best-effort services with differentiated performances. We show how EDS could benefit ad hoc networks.

The vision of the GEYSERS project is to qualify optical infrastructure providers and network operators with a new architecture and by thus enabling them to enhance their traditional business operations towards true end-to-end Cloud Computing product offerings. Optical network infrastructure providers will compose logical infrastructures and rent them out to network operators; network operators will run cost-efficient, dynamic and mission-specific networks by means of integrated control and management techniques. On top of this GEYSERS develops Cloud Computing extensions that allow high-end IT resources at users' premises to be fully integrated with the network services procedures, both at the infrastructure-planning and connection-provisioning phases. Following this vision, GEYSERS will specify and implement a novel optical-network architecture able to support ‘Optical Network + Any-IT’ resource provisioning seamlessly and efficiently and by thus conceive a true end-to-end Cloud Computing Infrastructure-as-a-Service framework that ranges beyond contemporary data-center confined Cloud Computing frameworks.

Parallel applications allow to execute many tasks of the same application, on many processors in the same time. These applications were first executed on supercomputers, and then on clusters. Today, this last infrastructure is evolving towards grids. Grids, in this thesis, are defined as an interconnection of clusters by a long-distance network. Most of MPI applications are written with the MPI standard, which describe how processes communicate, by message passing. Initially design for clusters, MPI is still used to program parallel applications in grids. While different problems have been resolved for communications in clusters, the long-distance network of the grid raises many problems. First, MPI messages are transmitted re-liably on the long-distance network via the TCP protocol. However, TCP is based on a data transfer by flows ; thus, it is not adapted to MPI communications. Secondly, the high latency of the long-distance network implied costly communications and costly retransmissions of lost packets. Finally, the available throughput on this access link to the network is generally lower than the sum of the throughput if all nodes want to communicate on this link, at the same time. This is creating congestion, both within the application and both between the other applications. It becomes necessary to manage this bottleneck. The main objective of this thesis is to study in detail the interactions between the parallel applications and the transport layer in the long-distance network of computing grids, and then to solve these problems., Apparu en 1970, le calcul parallèle permet, contrairement aux applications classiques qui exécutent un algorithme de manière séquentielle, d'exécuter des tâches d'une même application sur plusieurs processeurs en même temps. Les premières architectures -- les supercalculateurs -- qui regroupaient des milliers de processeurs au sein de la même machine, ont fait place aux grappes, à la fin des années 1970 : une interconnexion d'ordinateurs standard par un réseau rapide. Ces architectures s'étant développées un peu partout, les grilles ont fait leur apparition au début des années 1990, de manière à fédérer les ressources de différentes entités en les interconnectant et ainsi disposer d'une plus grande puissance de calcul globale. La grille, telle que nous la considérons dans ce manuscrit sera donc définie comme une interconnexion de grappes par un réseau longue distance. Les applications parallèles s'appuient la plupart du temps sur le standard MPI qui fonctionne par passage de message. Initialement destiné aux grappes, celui-ci est toujours utilisé pour programmer les communications des applications s'exécutant sur les grilles. Cela permet la réutilisation d'anciennes applications. Alors que différents problèmes ont été résolus pour les communications au sein des grappes, le réseau longue distance de la grille pose plusieurs problèmes. Tout d'abord, les messages MPI sont transmis de manière fiable sur le réseau longue distance via le protocole TCP. Or TCP, qui reste le protocole de transport utilisé dans la plupart des grilles, est basé sur un transfert de données à l'aide de flux ; il est donc peu adapté aux communications MPI. Ensuite, la grande latence du réseau longue distance implique des communications et des retransmissions de paquets perdus qui sont coûteuses. Enfin, le débit disponible sur le lien d'accès à ce réseau est généralement inférieur à la somme des débits nécessaires si tous les processus communiquent en même temps sur ce lien. Ceci crée de la congestion à la fois au sein d'une même application et à la fois avec les autres applications qui l'utilisent, et il devient nécessaire de gérer ce goulot d'étranglement. L'objectif principal de cette thèse est d'étudier en détail les interactions entre les applications parallèles et la couche de transport dans les réseaux longue distance des grilles de calcul, puis de proposer des solutions à ces problèmes.

In today's context of rapid expansion of the Internet, deep understanding of the statistical properties of network traffic is essential for Internet Service Providers to offer users the best "Quality of Service" possible. A major breakthrough in that direction was the discovery in 1993 of the self-similarity of network traffic, followed up by the ON/OFF model proposed in 1997 that posits the heavy-tailness of flow-size distributions as a plausible origin of this property. While of great interest, such mathematical models always rely on necessary simplifying assumptions which can limit their practical applicability to real networks, in particular due to the complexity of the TCP protocol. In this thesis, we use a hybrid approach based on the combination of real traffic traces, controlled experiments and theoretical developments to address some open questions concerning network traffic properties and their impact on QoS. Our experiments are based on a large-scale controllable testbed and an efficient traffic capture system. Then, we first address issues related to aggregate network traffic: we extend previous long-range dependent models and we propose an estimator of the flow-size distribution's tail index under sampling. We also perform an empirical study of the impact of long-range dependence and heavy-tails on QoS. Finally, we turn to the packet-level traffic of one TCP source and show, using a large-deviation principle, that it can be finely characterized by a multifractal structure intimately related to the control mechanism AIMD, and naturally reproduced by Markov models.; Dans le contexte actuel d'expansion rapide de l'Internet, la compréhension profonde des propriétés statistiques du trafic réseau est essentielle pour que les fournisseurs d'accès puisse offrir la meilleure "Qualité de Service" possible aux utilisateurs. Une avancée majeure dans cette direction a été la découverte en 1993 de l'auto-similarité du trafic, suivie en 1997 par le modèle ON/OFF qui interprète cette propriété par les tailles de fichiers à queue lourde. Bien qu'ils soient d'un grand intérêt, de tels modèles mathématiques s'appuient nécessairement sur des hypothèses simplificatrices qui peuvent en limiter l'applicabilité en situation réelle, en particulier du fait de la complexité du protocole TCP. Dans cette thèse, nous utilisons une approche hybride, basée sur la combinaison de traces de trafic réelles, d'expériences contrôlées et de modèles théoriques, pour aborder certaines questions ouvertes sur le trafic réseau et la Qualité de Service. Nos expériences utilisent une plate-forme contrôlable à grande échelle et un système performant de capture du trafic. Nous abordons dans un premier temps des questions liées au trafic agrégé : nous étendons les modèles existants de longue mémoire et nous proposons un estimateur du paramètre de queue lourde sous échantillonnage. Nous étudions ensuite empiriquement l'impact de la longue mémoire et des queues lourdes sur la Qualité de Service. Nous nous tournons enfin vers le trafic d'une seule source TCP et montrons, à l'aide d'un principe de grandes déviations, qu'il peut être finement caractérisé par une structure multifractale reliée au mécanisme de contrôle AIMD, et naturellement reproduite par des modèles markoviens.

Over the last twenty years, there has been a large increase both in terms of number of interconnected hosts and in terms of link capacities. At the beginning of the ARPANET in 1969, more than forty years ago, there were four nodes, all located in the USA and connected with a link speed of 50 kilobits per second. In 1986, when the NSFNET, the network of the US universities, was created, the number of hosts was over a few thousands, but the backbone links' speeds were still of 56 kilobits per second. From that moment on, the growth in number of interconnected hosts and in link capacity has been exponential, thanks to the success of popular applications like the WWW and technological advances like SDH, SONET or DWDM in the fiber optics networks domain or like ATM and the DSL technologies derived from it. The current-day Internet interconnects billions of users (half a billion hosts in late 2006) all around the world, has a cumulated core links speed over several Terabits per second and access links up to 10 Gbps. Another fundamental technological change is also that nowadays, access links start having speeds in the same order of magnitude as the backbone link's speed. For instance, it is common to find data centers where the nodes are interconnected with 1 Gbps or 10 Gbps links and have a connection to the outside with a similar speed. This change is important as only a few connections would be necessary to cause saturation in the backbone. This situation is likely to spread as DSL technologies are gradually replaced by Fiber-To-The-Home (FTTH). 5 Mbps connections aggregated on OC48 (2.5 Gbps) links will then be replaced by 100 Mbps to 1 Gbps links aggregated over 10 Gbps links or less depending on the actual optical technology used in the access network. In such environments, high congestion levels might not be rare and might cause disruption to high-end applications. Lots of promising applications have emerged and would benefit from this increase in capacity like Video On Demand (VoD) that allows end-users to host their own high-definition movie entertainment whenever they want or scientific experiments that gather huge volumes of data (e.g. LHC) that need to be transported to computational facilities scattered all around the globe. The interaction of users with remote objects through the use of communication networks, also known as Telepresence, starts to have a paramount role in a variety of domains ranging from medical or military applications to space exploration. But these applications are still built on top of the very successful softwares or protocols like TCP and IP that were designed a long time ago for a context of low-speed networks. Their design was dictated by one goal: providing a robust and fair interconnection between existing networks. Now put in a high-speed networks context, these extremely robust and scalable protocols are still able to deliver but they are starting to show their limits in terms of performance, security, functionalities and flexibility. The most typical example is the quasi ``one-size-fits-all'' TCP protocol at the transport layer. This protocol was designed to provide a connection-oriented ``virtual circuit'' service for applications like remote login or file transfer. These two applications have two nearly conflicting sets of requirements: the first one needs a low delay and has low requirements for bandwidth while the second one mostly requires high bandwidth. Both require reliable transmissions. TCP was designed as a ``one-size-fits-all'' protocol but as the capacity of the links increased in the wired networks, as the intrinsic characteristics changed for the wireless networks and as the application requirements diverged, TCP is no longer able to scale up in performance. Multiple solutions have been proposed over time, but today's protocol designers have a large disadvantage over those forty years ago: making four similar computers interact is not exactly the same thing as designing a communicating software or protocol fit to be used by billions of vastly heterogeneous computers. Introducing change in a system of such a scale is problematic: it makes it very improbable to make a complete overnight migration of every element in the network, especially if it requires an upgrade of all physical equipments. Thus the change can only be gradual and as software updates in the end-hosts at the very edge of the networks, as it would be easier than changing core hardware elements. The fear to see congestion collapse events in the Internet as in the late 80s is coming back. Caused by too much traffic on crowded links leading to poor performance for everybody over long periods of time, it had advocated for the introduction of a congestion control mechanism in the transport protocol. If the new solutions are behaving selfishly when sharing the common resources (the links), this fear is grounded. It is then necessary to provide ways to assert if a given solution has the appropriate properties before allowing it to roam freely over a large-scale shared system., Au cours des vingt dernières années, c'est une évolution très rapide non seulement en termes de nombre d'éléments inter-connectés mais surtout en termes de capacités des liens qui a pu être constatée au sein des réseaux de communications. A la création du réseau ARPANET en 1969, il y a plus de quarante ans, quatre ordinateurs, tous situés aux États-Unis étaient connectés avec des liens avec un débit de 50 kilobits par seconde. En 1986, à la création du réseau des universités américaines, le NSFNET, le nombre de machines dépassait déjà plusieurs milliers mais le débit des liens de coeur était encore de 56 kilobits par seconde. A partir de ce moment, la croissance à la fois en termes de nombre d'éléments inter-connectés et de capacités des liens a été exponentielle, grâce au succès de nouvelles applications populaires comme le WWW ou les avancées technologiques comme SDH, SONET ou DWDM dans le domaine des réseaux de fibres optiques et ATM et les protocoles DSL qui en dérivent. L'Internet actuel interconnecte des milliards d'utilisateurs (un demi-milliard de machines fin 2006) répartis partout dans le monde, pouvant utiliser des liens de coeur dont les débits cumulés sont supérieurs à plusieurs Térabits par seconde et dont les liens d'accès peuvent atteindre jusqu'à 10 Gigabits par seconde. Une autre évolution technologique fondamentale est que, aujourd'hui, certains liens d'accès ont des débits du même ordre de grandeur que les débits des liens de coeur auxquels ils sont connectés. Il est aujourd'hui courant de trouver des fermes de serveurs où les noeuds sont interconnectés avec des liens à 1 Gbps ou 10 Gbps et qui ont une connexion vers l'extérieur avec un débit similaire. Cette modification est importante car désormais quelques connexions suffisent à provoquer une saturation des liens de coeur. Cette situation risque d'empirer au fur et à mesure du remplacement des technologies DSL par la Fibre-Jusqu'à-La-Maison (FTTH). Des connexions à 5 Mbps agrégées sur des liens OC48 (2.5 Gbps) vont alors être remplacées par des connexions à 100 Mbps, voire 1 Gbps, agrégées sur des liens à 10 Gbps, voire moins suivant la technologie optique utilisée sur le réseau d'accès. Il est fort probable que dans de tels environnements des niveaux de congestion élevés ne soient pas rares, engendrant des perturbations pour de nombreuses applications. Un grand nombre d'applications prometteuses ont émergé et pourraient bénéficier de capacités de communication accrues, comme par exemple la Vidéo-à-la-Demande (VoD) qui permet aux utilisateurs de regarder des films en haute définition chez eux quand ils le désirent ou les expériences scientifiques générant des quantités massives de données (comme le LHC) qui doivent être acheminées dans des centres de calcul répartis tout autour du globe. L'interaction d'utilisateurs avec des objets distants via un réseau de communication ou Téléprésence commence également à prendre un rôle prépondérant dans de nombreux domaines allant du médical au militaire en passant par l'exploration spatiale. Mais ces applications sont encore construites au dessus de logiciels ou de protocoles à succès comme TCP et IP, conçus il y a longtemps pour un contexte de réseaux bas-débit. Le conception était dirigé par un but principal: fournir une interconnexion robuste entre des réseaux existants. Plongés maintenant dans un contexte de réseaux très haut-débit, ces protocoles extrêmement robustes et capables de passer à l'échelle sont toujours en activité mais commencent à montrer leurs limites en termes de performance, sécurité, fonctionnalités et flexibilité. L'exemple le plus typique est TCP au niveau de la couche de transport. TCP a été conçu comme un protocole ``à tout faire'' mais à mesure que la capacité des liens augmente dans les réseaux fixes, que les caractéristiques intrinsèques changent pour les réseaux sans fils et que les besoins des applications divergent, TCP n'est plus capable de permettre une utilisation performante pour tous des capacités nominales des liens du réseau. De nombreuses solutions ont été proposées, mais les concepteurs de protocoles d'aujourd'hui ont un large désavantage par rapport à ceux d'il y a quarante ans. Faire fonctionner ensemble quatre machines identiques n'est pas exactement pareil que concevoir un logiciel de communication ou protocole susceptible d'être utilisé entre des milliards de machines hétérogènes. Apporter du changement dans un système d'une telle ampleur est problématique: il n'est pas possible d'envisager une migration massive du jour au lendemain surtout si des équipements physiques sont concernés. Le changement ne peut être que graduel et via des mises à jour logicielles dans les hôtes d'extrémité. La peur d'un effondrement de l'Internet dû à la congestion comme à la fin des années 80 resurgit. Causés par une surabondance de trafic réseau sur des liens saturés, ces troubles ont mis en avant la nécessité d'introduire un mécanisme de contrôle de congestion dans les protocoles de transport. Si les nouvelles solutions introduites se comportent de façon égoïste quand elles partagent une ressource commune (un lien), alors cette peur est fondée. Il est donc nécessaire de fournir des moyens de vérifier si une solution donnée possède les propriétés adéquates avant de l'introduire dans un système partagé à très large échelle.