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75 results on '"Moulierac, Joanna"'

2. Energy Efficient Routing by Switching-Off Network Interfaces

Author

Giroire, Frédéric, Mazauric, Dorian, and Moulierac, Joanna

Subjects
Computer Science - Networking and Internet Architecture
Abstract

Several studies exhibit that the traffic load of the routers only has a small influence on their energy consumption. Hence, the power consumption in networks is strongly related to the number of active network elements, such as interfaces, line cards, base chassis,... The goal thus is to find a routing that minimizes the (weighted) number of active network elements used when routing. In this paper, we consider a simplified architecture where a connection between two routers is represented as a link joining two network interfaces. When a connection is not used, both network interfaces can be turned off. Therefore, in order to reduce power consumption, the goal is to find the routing that minimizes the number of used links while satisfying all the demands. We first define formally the problem and we model it as an integer linear program. Then, we prove that this problem is not in APX, that is there is no polynomial-time constant-factor approximation algorithm. We propose a heuristic algorithm for this problem and we also prove some negative results about basic greedy and probabilistic algorithms. Thus we present a study on specific topologies, such as trees, grids and complete graphs, that provide bounds and results useful for real topologies. We then exhibit the gain in terms of number of network interfaces (leading to a global reduction of approximately 33 MWh for a medium-sized backbone network) for a set of existing network topologies: we see that for almost all topologies more than one third of the network interfaces can be spared for usual ranges of operation. Finally, we discuss the impact of energy efficient routing on the stretch factor and on fault tolerance.

Published
2014
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8. Minimization of Network Power Consumption with Redundancy Elimination

Author

Giroire, Frédéric, Moulierac, Joanna, Phan, Truong Khoa, Roudaut, Frédéric, Hutchison, David, editor, Kanade, Takeo, editor, Kittler, Josef, editor, Kleinberg, Jon M., editor, Mattern, Friedemann, editor, Mitchell, John C., editor, Naor, Moni, editor, Nierstrasz, Oscar, editor, Pandu Rangan, C., editor, Steffen, Bernhard, editor, Sudan, Madhu, editor, Terzopoulos, Demetri, editor, Tygar, Doug, editor, Vardi, Moshe Y., editor, Weikum, Gerhard, editor, Bestak, Robert, editor, Kencl, Lukas, editor, Li, Li Erran, editor, Widmer, Joerg, editor, and Yin, Hao, editor

Published
2012
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9. Designing Hypergraph Layouts to GMPLS Routing Strategies

Author

Bermond, Jean-Claude, Coudert, David, Moulierac, Joanna, Pérennes, Stéphane, Sau, Ignasi, Solano Donado, Fernando, Hutchison, David, Series editor, Kanade, Takeo, Series editor, Kittler, Josef, Series editor, Kleinberg, Jon M., Series editor, Mattern, Friedemann, Series editor, Mitchell, John C., Series editor, Naor, Moni, Series editor, Nierstrasz, Oscar, Series editor, Pandu Rangan, C., Series editor, Steffen, Bernhard, Series editor, Sudan, Madhu, Series editor, Terzopoulos, Demetri, Series editor, Tygar, Doug, Series editor, Vardi, Moshe Y., Series editor, Weikum, Gerhard, Series editor, Kutten, Shay, editor, and Žerovnik, Janez, editor

Published
2010
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10. MPLS Label Stacking on the Line Network

Author

Bermond, Jean-Claude, Coudert, David, Moulierac, Joanna, Perennes, Stéphane, Rivano, Hervé, Sau, Ignasi, Solano Donado, Fernando, Hutchison, David, Series editor, Kanade, Takeo, Series editor, Kittler, Josef, Series editor, Kleinberg, Jon M., Series editor, Mattern, Friedemann, Series editor, Mitchell, John C., Series editor, Naor, Moni, Series editor, Nierstrasz, Oscar, Series editor, Pandu Rangan, C., Series editor, Steffen, Bernhard, Series editor, Sudan, Madhu, Series editor, Terzopoulos, Demetri, Series editor, Tygar, Doug, Series editor, Vardi, Moshe Y., Series editor, Weikum, Gerhard, Series editor, Fratta, Luigi, editor, Schulzrinne, Henning, editor, Takahashi, Yutaka, editor, and Spaniol, Otto, editor

Published
2009
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11. Multicast Tree Aggregation in Large Domains

Author

Moulierac, Joanna, Guitton, Alexandre, Molnár, Miklós, Hutchison, David, Series editor, Kanade, Takeo, Series editor, Kittler, Josef, Series editor, Kleinberg, Jon M., Series editor, Mattern, Friedemann, Series editor, Mitchell, John C., Series editor, Naor, Moni, Series editor, Nierstrasz, Oscar, Series editor, Pandu Rangan, C., Series editor, Steffen, Bernhard, Series editor, Sudan, Madhu, Series editor, Terzopoulos, Demetri, Series editor, Tygar, Dough, Series editor, Vardi, Moshe Y., Series editor, Weikum, Gerhard, Series editor, Boavida, Fernando, editor, Plagemann, Thomas, editor, Stiller, Burkhard, editor, Westphal, Cedric, editor, and Monteiro, Edmundo, editor

Published
2006
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12. QoS Scalable Tree Aggregation

Author

Moulierac, Joanna, Guitton, Alexandre, Hutchison, David, editor, Kanade, Takeo, editor, Kittler, Josef, editor, Kleinberg, Jon M., editor, Mattern, Friedemann, editor, Mitchell, John C., editor, Naor, Moni, editor, Nierstrasz, Oscar, editor, Pandu Rangan, C., editor, Steffen, Bernhard, editor, Sudan, Madhu, editor, Terzopoulos, Demetri, editor, Tygar, Dough, editor, Vardi, Moshe Y., editor, Weikum, Gerhard, editor, Boutaba, Raouf, editor, Almeroth, Kevin, editor, Puigjaner, Ramon, editor, Shen, Sherman, editor, and Black, James P., editor

Published
2005
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17. MPLS Label Stacking on the Line Network

Author

Bermond, Jean-Claude, primary, Coudert, David, additional, Moulierac, Joanna, additional, Perennes, Stéphane, additional, Rivano, Hervé, additional, Sau, Ignasi, additional, and Solano Donado, Fernando, additional

Published
2009
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21. Reconfiguration de chaînes de fonctions de services sans interruption

Author

Gausseran, Adrien, Tomassilli, Andrea, Giroire, Frédéric, Moulierac, Joanna, Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Combinatorics, Optimization and Algorithms for Telecommunications (COATI), COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA), EfDyNet, ANR-17-EURE-0004,UCA DS4H,UCA Systèmes Numériques pour l'Homme(2017), ANR-15-IDEX-0001,UCA JEDI,Idex UCA JEDI(2015), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), and COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)

Subjects
SDN, NFV, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], SFC, Reconfiguration
Abstract

International audience; Ce travail vise à montrer l’utilité de reconfigurer des chaînes de fonctions de services (SFC) dans le but d’améliorer le coût opérationnel du réseau. Nous proposons un modèle d’optimisation basé sur le mécanism emake-before-break, dans lequel l’ancien chemin n’est détruit que quand le nouveau chemin est complètement opérationnel, ceci afin de ne pas avoir d’interruption du trafic. Nous montrons qu’avec notre approche, nommée break-free, le coût opérationnel du réseau est réduit tout en augmentant le taux d’acceptation des SFC.

Published
2019

22. N'interrompez pas mes Chaines de Service Lorsque Je les Reconfigure

Author

Gausseran, Adrien, Tomassilli, Andrea, Giroire, Frédéric, Moulierac, Joanna, Combinatorics, Optimization and Algorithms for Telecommunications (COATI), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Informatique [Université Nice Sophia Antipolis], COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA), Inria associated team EfDyNet, UCA, Inria, Université de Nice Sophia-Antipolis (UNS), CNRS, UCA,I3S, ANR-15-IDEX-0001,UCA JEDI,Idex UCA JEDI(2015), ANR-17-EURE-0004,UCA DS4H,UCA Systèmes Numériques pour l'Homme(2017), COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), and Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)

Subjects
NFV (fonctions réseaux virtuelles), [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], SDN (réseaux logiciels), Software Defined Networking, Reconfiguration, SFC (chaînes de service), Service Function Chains, Network Function Virtualization
Abstract

Network Functions Virtualization (NFV) enables the complete decoupling of network functions from proprietary appliances and runs them as software applications on general–purpose servers. NFV allows network operators to dynamically deploy Virtual Network Functions (VNFs).Software Defined Networking (SDN) introduces a logically centralized controller which maintains a global view of the network state. The centralized routing model of SDN jointly with the possibility of instantiating VNFs on–demand open the way for a more efficient operation and management of networks. In this paper, we consider the problem of reconfiguring network connections with the goal of bringing the network from a sub-optimal to an optimal operational state. We propose optimization models based on the make-before-break mechanism, in which a new path is set up before the old one is torn down. Our method takes into consideration the chaining requirements of the flows and scales well with the number of nodes in the network. We show that, with our approach, the network operational cost defined in terms of both bandwidth and installed network function costs can be reduced and a higher acceptance rate can be achieved; La virtualisation des fonctions réseau (NFV) permet le découplage complet des fonctions réseau des appareils propriétaires et leur exécution en tant qu’applications logicielles. NFV permet aux opérateurs de réseaux de déployer dynamiquement des fonctions de réseau virtuel (VNF). Le Software Defined Networking (SDN) introduit un contrôleur centralisé qui maintient une vue globale de l’état du réseau. Le modèle de routage centralisé du SDN et la possibilité d’instancier les VNF à la demande ouvrent la voie à une exploitation et une gestion plus efficaces des réseaux.Dans cet article, nous examinons le problème de la reconfiguration des connexions réseau dans le but de faire passer le réseau d’un état sous-optimal à un état opérationnel optimal. Nous proposons des modèles d’optimisation basés sur le mécanisme make-before-break, dans lequel un nouveau chemin est mis en place avant que l’ancien ne soit détruit. Ceci permet de ne pas avoir d’interruption du trafic. Notre méthode prend en compte les exigences de chaînage des flux et s’adapte bien au nombre de nœuds du réseau. Nous montrons qu’avec notre approche, le coût d’exploitation du réseau défini en termes de bande passante et de coûts des NFV installées peut être réduit tout en augmentant le taux d’acceptation des requêtes.

Published
2018

23. Don't Interrupt Me When You Reconfigure my Service Function Chains

Author

Gausseran, Adrien, Tomassilli, Andrea, Giroire, Frédéric, Moulierac, Joanna, Combinatorics, Optimization and Algorithms for Telecommunications (COATI), COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département Informatique [Université Nice Sophia Antipolis], COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA), Inria associated team EfDyNet, UCA, Inria, Université de Nice Sophia-Antipolis (UNS), CNRS, UCA,I3S, ANR-15-IDEX-0001,UCA JEDI,Idex UCA JEDI(2015), and ANR-17-EURE-0004,UCA DS4H,UCA Systèmes Numériques pour l'Homme(2017)

Subjects
NFV (fonctions réseaux virtuelles), [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], SDN (réseaux logiciels), Software Defined Networking, Reconfiguration, SFC (chaînes de service), Service Function Chains, Network Function Virtualization
Abstract

Network Functions Virtualization (NFV) enables the complete decoupling of network functions from proprietary appliances and runs them as software applications on general–purpose servers. NFV allows network operators to dynamically deploy Virtual Network Functions (VNFs).Software Defined Networking (SDN) introduces a logically centralized controller which maintains a global view of the network state. The centralized routing model of SDN jointly with the possibility of instantiating VNFs on–demand open the way for a more efficient operation and management of networks. In this paper, we consider the problem of reconfiguring network connections with the goal of bringing the network from a sub-optimal to an optimal operational state. We propose optimization models based on the make-before-break mechanism, in which a new path is set up before the old one is torn down. Our method takes into consideration the chaining requirements of the flows and scales well with the number of nodes in the network. We show that, with our approach, the network operational cost defined in terms of both bandwidth and installed network function costs can be reduced and a higher acceptance rate can be achieved; La virtualisation des fonctions réseau (NFV) permet le découplage complet des fonctions réseau des appareils propriétaires et leur exécution en tant qu’applications logicielles. NFV permet aux opérateurs de réseaux de déployer dynamiquement des fonctions de réseau virtuel (VNF). Le Software Defined Networking (SDN) introduit un contrôleur centralisé qui maintient une vue globale de l’état du réseau. Le modèle de routage centralisé du SDN et la possibilité d’instancier les VNF à la demande ouvrent la voie à une exploitation et une gestion plus efficaces des réseaux.Dans cet article, nous examinons le problème de la reconfiguration des connexions réseau dans le but de faire passer le réseau d’un état sous-optimal à un état opérationnel optimal. Nous proposons des modèles d’optimisation basés sur le mécanisme make-before-break, dans lequel un nouveau chemin est mis en place avant que l’ancien ne soit détruit. Ceci permet de ne pas avoir d’interruption du trafic. Notre méthode prend en compte les exigences de chaînage des flux et s’adapte bien au nombre de nœuds du réseau. Nous montrons qu’avec notre approche, le coût d’exploitation du réseau défini en termes de bande passante et de coûts des NFV installées peut être réduit tout en augmentant le taux d’acceptation des requêtes.

Published
2018

28. MINNIE : enfin un monde SDN sans (trop de) règles

Author

Rifai, Myriana, Huin, Nicolas, Caillouet, Christelle, Giroire, Frédéric, Moulierac, Joanna, Lopez Pacheco, Dino, Urvoy-Keller, Guillaume, Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia-Antipolis (I3S) / Equipe SIGNET, Signal, Images et Systèmes (Laboratoire I3S - SIS), Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Combinatorics, Optimization and Algorithms for Telecommunications (COATI), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), and COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)

Subjects
[INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI]
Abstract

International audience; Le paradigme des Software Defined Networks (SDNs), ou réseaux programmables, gagne en popularité ces dernières années. Il permet d'obtenir un meilleur contrôle sur le réseau en regroupant l'intelligence des commutateurs ou des routeurs sur un ou plusieurs contrôleurs. Cependant, ce gain se fait au détriment de la taille disponible pour les tables de "forwarding" des équipements SDN qui utilisent des mémoires spécifiques de petite taille. Dans ce papier, nous proposons MINNIE, un algorithme de routage SDN se fondant sur des techniques de compression de règles pour réduire la taille des tables. Nous le validons par simulation pour différentes topologies de réseaux de centres de données, et par expérimentation sur une plateforme de type fat tree composée de 20 commutateurs. Côté simulation, nous montrons que MINNIE peut supporter aux alentours d'un million de flots lorsque la limite est de seule-ment 1000 règles par table, et avec des temps de calcul (routage et compression) négligeables. Côté expérimentation, nous montrons que, sans MINNIE, la limite de règles peut être rapidement atteinte avec un faible nombre de clients, ce qui accroît le délai sur le réseau. Avec MINNIE, le nombre de règles est réduit de manière importante sans introduire de perte de paquets ni de délai supplémentaire visible. Dans les deux cas, MINNIE affiche des taux de compression de tables entre 70 et 99%.

Published
2016

29. Compression de table pour le routage efficace en énergie dans les Software-Defined Networks

Author

Giroire, Frédéric, Huin, Nicolas, Moulierac, Joanna, Phan, Truong Khoa, Combinatorics, Optimization and Algorithms for Telecommunications (COATI), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), UCL Department of Electronic and Electrical Engineering (UCL EEE), University College of London [London] (UCL), INRIA Sophia Antipolis - I3S, ANR-11-LABX-0031,UCN@SOPHIA,Réseau orienté utilisateur(2011), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), and COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)

Subjects
data center networks, TCAM memory, table de routage, Software Defined Networks, économie d'énergie, r\'eseaux de centre de donn\'ees, compression, réseau backbone, m\'emoire TCAM, energy savings, r\'eseaux programmables, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], routing tables, backbone networks
Abstract

Software-defined Networks (SDN), in particular OpenFlow, is a new networking paradigm enabling innovation through network programmability. Over past few years, many applications have been built using SDN such as server load balancing, virtual-machine migration, traffic engineering and access control. In this paper, we focus on using SDN for energy-aware routing (EAR). Since traffic load has a small influence on power consumption of routers, EAR allows to put unused links into sleep mode to save energy. SDN can collect traffic matrix and then computes routing solutions satisfying QoS while being minimal in energy consumption. However, prior works on EAR have assumed that the forwarding table of OpenFlow switch can hold an infinite number of rules. In practice, this assumption does not hold since such flow tables are implemented in Ternary Content Addressable Memory (TCAM) which is expensive and power-hungry. We consider the use of wildcard rules to compress the forwarding tables. In this paper, we propose optimization methods to minimize energy consumption for a backbone network while respecting capacity constraints on links and rule space constraints on routers. In details, we present two exact formulations using Integer Linear Program (ILP) and introduce efficient heuristic algorithms. Based on simulations on realistic network topologies, we show that, using this smart rule space allocation, it is possible to save almost as much power consumption as the classical EAR approach; Les réseaux programmable (ou Software-Defined Networks (SDN)), et en particulier OpenFlow, sont un nouveau paradigme réseau permettant l'innovation au travers de la programmation du réseau. Au cours des dernières années, plusieurs applications ont été construites grâce à SDN telles que l'équilibrage de charge de serveurs, la migration de machines virtuelles, l'ingénierie de trafic ou bien le contrôle d'accès. Dans ce papier, nous nous concentrons sur l'utilisation de SDN pour du routage vert. Puisque la charge du trafic à une faible influence sur la consommation énergétique des routeurs, le routage vert autorise la mise en veille de liens non utilisés afin d'économiser de l'énergie. SDN peut collecter la matrice de trafic pour ensuite calculer un routage satisfaisant la Qualité de Service tout en ayant une consommation énergétique minimale. Cependant, les précédents travaux sur le routage vert supposent que les tables de routage de commutateurs OpenFlow peuvent contenir une infinité des règles. En pratique, cette hypothèse ne tient pas puisque ces tables sont implémentées avec de la mémoire ternaire (TCAM) qui est cher et gourmande en énergie. Nous considérons l'utilisation de règles d'agrégation pour compresser les tables de routage. Dans ce papier, nous proposons des méthodes d'optimisation pour minimiser la consommation d'énergie des réseaux backbone tout en respectant les contraintes de capacités des liens ainsi que les contraints des tailles de tables sur les routeurs. Nous présentons deux formulations exactes utilisant des Programmes Linéaires Entier (PLE) et introduisons des heuristiques efficaces. Grâce à des simulations sur des topologies de réseaux réels, nous montrons que, en utilisant ce placement intelligent de règles, il est possible d'économiser autant d'énergie que dans le cas du routage vert classique.

Published
2016

30. MINNIE: an SDN World with Few Compressed Forwarding Rules

Author

Rifai, Myriana, Huin, Nicolas, Caillouet, Christelle, Giroire, Frédéric, Moulierac, Joanna, Lopez Pacheco, Dino, Urvoy-Keller, Guillaume, Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia-Antipolis (I3S) / Equipe SIGNET, Signal, Images et Systèmes (Laboratoire I3S - SIS), Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Combinatorics, Optimization and Algorithms for Telecommunications (COATI), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), INRIA Sophia-Antipolis, I3S, ANR-13-BS02-0007,Stint,Structures Interdites(2013), ANR-11-LABX-0031,UCN@SOPHIA,Réseau orienté utilisateur(2011), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), and COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)

Subjects
data center networks, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], TCAM memory, Software Defined Networks, compression, routing tables
Abstract

Software Defined Networking (SDN) is gaining momentum with the support of major manufacturers. While it brings flexibility in the management of flows within the data center fabric, this flexibility comes at the cost of smaller routing table capacities. Indeed, the Ternary Content Addressable Memory (TCAM) needed by SDN devices has smaller capacities than CAMs used in legacy hardware. In this paper, we investigate compression techniques to maximize the utility of SDN switches forwarding tables. We validate our algorithm, called \algo, with intensive simulations for well-known data center topologies, to study its efficiency and compression ratio for a large number of forwarding rules. Our results indicate that \algo scales well, being able to deal with around a million of different flows with less than 1000 forwarding entry per SDN switch, requiring negligible computation time. To assess the operational viability of MINNIE in real networks, we deployed a testbed able to emulate a k=4 fat-tree data center topology. We demonstrate on one hand, that even with a small number of clients, the limit in terms of number of rules is reached if no compression is performed, increasing the delay of new incoming flows. MINNIE, on the other hand, reduces drastically the number of rules that need to be stored, with no packet losses, nor detectable extra delays if routing lookups are done in ASICs.Hence, both simulations and experimental results suggest that \algo can be safely deployed in real networks, providing compression ratios between 70% and 99%.

Published
2016

31. Routage vert et compression de règles SDN

Author

Havet, Frédéric, Huin, Nicolas, Moulierac, Joanna, Phan, Truong Khoa, Combinatorics, Optimization and Algorithms for Telecommunications (COATI), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), UCL Department of Electronic and Electrical Engineering (UCL EEE), University College of London [London] (UCL), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), and COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)

Subjects
[INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI]
Abstract

International audience; La technologie SDN permet de séparer le plan de contrôle et le plan de données qui cohabitent actuellement sur les routeurs dans les architectures réseaux classiques et de réaliser le routage par un ou plusieurs contrôleur(s) centralisé(s). Nos travaux portent sur l'utilisation de cette technologie pour minimiser la consommation d'énergie dans les réseaux, notamment en permettant au contrôleur d'éteindre à distance des liens non utilisés. Une des problématiques est que les tables de routage SDN ne peuvent contenir qu'un nombre tr es limité de règles. Ceci est dû au type particulier de mémoire utilisé pour permettre l'ajout a distance de règles de routage par le contrôleur SDN. Dans ce papier, nous étudions le problème de compression de tables de routage bidimensionnelles avec priorité, en particulier la complexité algorithmique et proposons des algorithmes d'approximation. Nous proposons ensuite des algorithmes de routage vert qui effectuent en même temps le choix des routes, la compression des tables de routages et la mise en veille des liens non utilisés. Ces algorithmes sont testés sur les réseaux de la librairie SNDLib.

Published
2015

32. Optimizing IGP Link Weights for Energy-efficiency in a Changing World

Author

Moulierac, Joanna, Phan, Truong Khoa, Combinatorics, Optimization and Algorithms for Telecommunications (COATI), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), INRIA, Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), and COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)

Subjects
[INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], Green Networking, ComputerSystemsOrganization_COMPUTER-COMMUNICATIONNETWORKS, Traffic Engineering, Energy-aware Routing, Robust Network Optimization
Abstract

Recently, saving energy for backbone networks has raised an increasing concern for network operators. Since traffic load has a small influence on power consumption, the most common approach is to put unused links into sleep mode to save energy. To guarantee QoS, all traffic demands should be routed without violating capacity constraints. In this work, we consider to save energy with Open Shortest Path First (OSPF) protocol. From the perspective of traffic engineering, we argue that stability in routing configuration also plays an important role in QoS. In details, frequent changes in network configuration (link weights, slept and activated links) to adapt with traffic fluctuation in daily time cause network oscillation. We propose a novel optimization method of link weight so as to limit the changes in network configurations in multi-period traffic matrices. We formally define the problem and model it as Mixed Integer Linear Program (MILP). We then propose efficient heuristic algorithm that is suitable for large networks. Simulation results with real traffic traces on three different networks show that our approach achieves high energy savings and less pain for QoS (in term of less changes in network configuration).

Published
2014

33. Diffusion contrainte dans un groupe

Author

Moulierac, Joanna, König, Jean-Claude, Molnar, Miklos, Architectures and network models (ARMOR), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne, Algorithmes et Performance des Réseaux (APR), Laboratoire d'Informatique de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Moulierac, Joanna, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, and Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], [INFO.INFO-NI] Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI]
Abstract

National audience; Dans ce papier nous traitons de problèmes particuliers de communications de groupe dans les réseaux. Le problème de diffusion contrainte dans un groupe consiste à envoyer un message d'un émetteur à un ensemble de destinataires en imposant son passage par des noeuds spécifiques appelés les traducteurs. Dans un premier temps, nous prouvons que ce problème est NP-difficile et nous proposons une heuristique r-approchée pour le résoudre, où r est le facteur d'approximation de l'heuristique pour le problème de Steiner. Dans un deuxième temps, nous présentons une heuristique permettant de résoudre le problème de diffusion contrainte dans un groupe auquel on a rajouté une contrainte d'équilibrage.

Published
2004

34. On the Complexity of Compressing Two Dimensional Routing Tables with Order.

Author

Giroire, Frédéric, Havet, Frédéric, and Moulierac, Joanna

Subjects
ROUTING systems, TELECOMMUNICATION systems routing, APPROXIMATION algorithms, ALGORITHMS, DIMENSIONS
Abstract

Motivated by routing in telecommunication network using Software Defined Network (SDN) technologies, we consider the following problem of finding short routing lists using aggregation rules. We are given a set of communications $$\mathcal {X}$$ , which are distinct pairs $$(s,t)\subseteq S\times T$$ , (typically S is the set of sources and T the set of destinations), and a port function $$\pi :\mathcal {X} \rightarrow P$$ where P is the set of ports. A routing list $$\mathcal {R}$$ is an ordered list of triples which are of the form ( s, t, p), $$(*,t,p)$$ , $$(s,*,p)$$ or $$(*,*,p)$$ with $$s\in S$$ , $$t\in T$$ and $$p\in P$$ . It routes the communication ( s, t) to the port $$r(s,t) =p$$ which appears on the first triple in the list $$\mathcal {R}$$ that is of the form ( s, t, p), $$(*,t,p)$$ , $$(s,*,p)$$ or $$(*,*,p)$$ . If $$r(s,t)=\pi (s,t)$$ , then we say that ( s, t) is properly routed by $$\mathcal {R}$$ and if all communications of $$\mathcal {X}$$ are properly routed, we say that $$\mathcal {R}$$ emulates $$(\mathcal {X}, \pi )$$ . The aim is to find a shortest routing list emulating $$(\mathcal {X}, \pi )$$ . In this paper, we carry out a study of the complexity of the two dual decision problems associated to it. Given a set of communication $$\mathcal {X}$$ , a port function $$\pi $$ and an integer k, the first one called Routing List (resp. the second one, called List Reduction) consists in deciding whether there is a routing list emulating $$(\mathcal {X}, \pi )$$ of size at most k (resp. $$|\mathcal {X}| -k$$ ). We prove that both problems are NP-complete. We then give a 3-approximation for List Reduction, which can be generalized to higher dimensions. We also give a 4-approximation for Routing List in the fundamental case when there are only two ports (i.e. $$|P|=2$$ ), $$\mathcal {X}=S\times T$$ and $$|S|=|T|$$ . [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Published
2018
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35. Internet et la théorie des graphes

Author

Bermond, Jean-Claude, Moulierac, Joanna, Algorithms, simulation, combinatorics and optimization for telecommunications (MASCOTTE), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), and COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)

Subjects
[INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], [INFO.INFO-WB]Computer Science [cs]/Web, [INFO.INFO-DS]Computer Science [cs]/Data Structures and Algorithms [cs.DS], [INFO.INFO-DM]Computer Science [cs]/Discrete Mathematics [cs.DM]
Abstract

National audience; La théorie des graphes constitue un domaine des mathématiques qui s'est développé au sein de disciplines diverses telles que la chimie (modélisation de structures), la biologie (génome), les sciences sociales (modélisation des relations) et le transport (réseaux routiers, électriques, etc.). Le cycle eulérien et le cycle hamiltonien Réseaux internet et graphes " petit-monde " Comment calculer un plus court chemin ?

Published
2012

36. Xcast6 Treemap Islands - A Mixed Model of Application and Network Layer Multicast

Author

Moulierac, Joanna, Phan, Truong Khoa, Thoai, Nam, Tran, Cuong, Algorithms, simulation, combinatorics and optimization for telecommunications (MASCOTTE), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Faculty of Mechanical Engineering [HCM University] (FME), Ho Chi Minh City University of Technology (HCMUT), INRIA, Vietnam, European Project: 15964,FP6-IST,AEOLUS(2005), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), and COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)

Subjects
linear program, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], media streaming, ComputerSystemsOrganization_COMPUTER-COMMUNICATIONNETWORKS, Application Layer Multicast, Xcast, algorithms, IP multicast
Abstract

IP multicast is a protocol that deals with group communications with the aim of reducing traffic redundancy in the network. However, due to difficulty in deployment and poor scalability with a large number of multicast groups, IP multicast is still not widely deployed and used on the Internet. Recently, Xcast6 and Xcast6 Treemap, the two network layer multicast protocols, have been proposed with complementary scaling properties to IP multicast: they support a very large number of active multicast sessions. However, the key limitation of these protocols is that they only support small multicast group. In this paper, we propose Xcast6 Treemap island - a hybrid model of Application Layer Multicast (ALM) and Xcast6 that can work for large multicast group. Our model has several key advantages: ease of deployment, efficiency in bandwidth savings, no control message between end-host and router, zero multicast forwarding state at router and no need for a multicast address allocation protocol. In addition, this model is a potential service from which an ISP can get new revenue. Finally, in simulation section, we have made a comparison with IP multicast and NICE protocol to show the feasibility of our new model.; Le multicast a été inventé pour gérer les communications de groupes tout en réduisant la charge de trafic redondant sur le réseau. Actuellement, le multicast n'est pas largement déployé et utilisé sur l'Internet, principalement en raison des problèmes de passage à l'échelle avec un grand nombre de groupes. Récemment, Xcast6 et Xcast6 Treemap, ont été proposés pour pallier à ce problème: ces deux protocoles peuvent gérer un très grand nombre de groupes actifs. Toutefois, la principale restriction de ces protocoles est qu'ils ne fonctionnent qu'avec des groupes de très petite taille (avec peu de membres). Dans ce papier, nous proposons Xcast6 Treemap Island- un modèle hybride entre Application Layer Multicast (ALM) et Xcast6 qui peuvent gérer des groupes de grande taille. Les avantages principaux de noetr modèles sont les suivants : facilité de déploiement, utilisation efficace de la bande-passante, suppression des messages de contrôle et aucune nécessité d'un protocole d'allocation d'adresses multicast. Nous montrons la faisabilité et l'efficacité de notre proposition par des simulations où nous comparons notre proposition, un protocole IP multicast traditionnel, et le protocole NICE pour ALM.

Published
2011

37. Routage efficace en énergie

Author

Giroire, Frédéric, Mazauric, Dorian, Moulierac, Joanna, Algorithms, simulation, combinatorics and optimization for telecommunications (MASCOTTE), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Ducourthial, Bertrand et Felber, Pascal, Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), and COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)

Subjects
[INFO.INFO-DS]Computer Science [cs]/Data Structures and Algorithms [cs.DS]
Abstract

International audience; De récentes études montrent que la charge de trafic des routeurs n'a qu'une faible influence sur leur consommation énergétique. Par conséquent, la consommation dans les réseaux est fortement liée au nombre d'équipements du réseau activés (interfaces, chassis, etc). Dans un objectif de minimisation de l'énergie dans les réseaux, il est intéressant de minimiser le nombre (pondéré) d'équipements utilisés lors du routage. Dans cet article, nous considérons une architecture simplifiée où un lien entre deux routeurs relie deux interfaces. Quand un lien n'est pas activé, les deux interfaces correspondantes peuvent être éteintes. Par conséquent, afin de réduire la consommation d'énergie, l'objectif est de trouver un routage qui minimise le nombre de liens utilisés et satisfait toutes les demandes. Nous montrons des résultats d'inapproximabilité de ce problème, même si l'on considère des instances particulières. Nous prouvons des bornes en général et pour des topologies particulières telles que la grille, l'arbre ou le graphe complet. Nous proposons ensuite une heuristique dont nous évaluons les performances à l'aide de simulations sur des topologies réelles. Nous étudions ensuite l'impact de ces solutions efficaces en énergie sur la tolérance aux pannes et sur la longueur moyenne des routes.

Published
2011

39. Designing Hypergraph Layouts to GMPLS Routing Strategies

Author

Bermond, Jean-Claude, Coudert, David, Moulierac, Joanna, Pérennes, Stéphane, Solano Donado, Fernando, Algorithms, simulation, combinatorics and optimization for telecommunications (MASCOTTE), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Institute of Telecommunications, Warsaw University of Technology [Warsaw], IST FET AEOLUS, Project 'Optimization Models for NGI Core Network' (Polish Ministry of Science and Higher Education, grant N517 397334), COLOR INRIA LARECO, Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), and COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)

Subjects
dynamic programming, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], GMPLS, hypergraph layout, label stacking, approximation algorithms, AOLS
Abstract

International audience; All-Optical Label Switching (AOLS) is a new technology that performs packet forwarding without any Optical-Electrical-Optical (OEO) conversions. In this paper, we study the problem of routing a set of requests in AOLS networks using GMPLS technology, with the aim of minimizing the number of labels required to ensure the forwarding. We first formalize the problem by associating to each routing strategy a logical hypergraph whose hyperarcs are dipaths of the physical graph, called tunnels in GMPLS terminology. Such a hypergraph is called a hypergraph layout, to which we assign a cost function given by its physical length plus the total number of hops traveled by the traffic. Minimizing the cost of the design of an AOLS network can then be expressed as finding a minimum cost hypergraph layout. We prove hardness results for the problem, namely for general directed networks we prove that it is NP- hard to find a C log n-approximation, where C is a a positive constant and n is the number of nodes of the network. For symmetric directed networks, we prove that the problem is APX-hard. These hardness results hold even is the traffic instance is a partial broadcast. On the other hand, we provide an O(log n)- approximation algorithm to the problem for a general symmetric network. Finally, we focus on the case where the physical network is a path, providing a polynomial-time dynamic programming algorithm for a bounded number of sources, thus extending the algorithm given in [2] for a single source.

Published
2009

40. GMPLS Label Space Minimization through Hypergraph Layouts

Author

Bermond, Jean-Claude, Coudert, David, Moulierac, Joanna, Pérennes, Stéphane, Solano Donado, Fernando, Algorithms, simulation, combinatorics and optimization for telecommunications (MASCOTTE), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-COMmunications, Réseaux, systèmes Embarqués et Distribués (Laboratoire I3S - COMRED), Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Laboratoire d'Informatique, Signaux, et Systèmes de Sophia Antipolis (I3S), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA), Institute of Telecommunications, Warsaw University of Technology [Warsaw], European project FET AEOLUS and Project ``Optimization Models for NGI Core Network', INRIA, ANR-09-JCJC-0037,DIMAGREEN(2009), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), and COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)

Subjects
dynamic programming, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], GMPLS, hypergraph layout, optical networks, label stacking, approximation algorithms
Abstract

All-Optical Label Switching (AOLS) is a new technology that performs packet forwarding without any optical-electrical-optical conversions. In this report, we study the problem of routing a set of requests in AOLS networks using GMPLS technology, with the aim of minimizing the number of labels required to ensure the forwarding. We first formalize the problem by associating to each routing strategy a logical hypergraph, called a hypergraph layout, whose hyperarcs are dipaths of the physical graph, called tunnels in GMPLS terminology. We define a cost function for the hypergraph layout, depending on its total length plus its total hop count. Minimizing the cost of the design of an AOLS network can then be expressed as finding a minimum cost hypergraph layout. We prove hardness results for the problem, namely for general directed networks we prove that it is NP-hard to find a C log n-approximation, where C is a positive constant and n is the number of nodes of the network. For symmetric directed networks, we prove that the problem is APX-hard. These hardness results hold even if the traffic instance is a partial broadcast. On the other hand, we provide approximation algorithms, in particular an O(log n)-approximation for symmetric directed networks. Finally, we focus on the case where the physical network is a directed path, providing a polynomial-time dynamic programming algorithm for a fixed number k of sources running in O(n^{k+2}) time.

Published
2009

41. On the Number of MPLS LSPs using Multicast Tree Aggregation

Author

Moulierac, Joanna, Guitton, Alexandre, Molnar, Miklos, Architectures and network models (ARMOR), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne, Birkbeck College [University of London], IEEE, Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes

Subjects
control and management of networks, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], MPLS, Computer Science::Networking and Internet Architecture, Multicasting, tree aggregation
Abstract

International audience; Multicast tree aggregation is an efficient proposition that can solve the multicast forwarding state scalability problem. Existing works on tree aggregation have focused on developing and simulating protocols that build trees dynamically. However, the underlying problem of the impact of the tree construction algorithm on the performance of the protocols remains untouched. In this paper, we propose a study on the number of trees that need to be configured in a domain depending on the tree construction algorithm. We ran extensive simulations on several real domains and with different tree construction algorithms. Our results show that for a given set of multicast groups, even when this set includes all the possible groups, the number of trees that need to be configured is small. This allows a network administrator to configure off-line all these trees in order to maintain a stable set of trees and to have knowledge of the routes used by the multicast packets. Knowing the set of all the possible trees is also useful to determine the best subset to configure and to give an upper bound of the number of different trees.

Published
2006

42. Active monitoring of delays with asymmetric routes

Author

Moulierac, Joanna, Molnar, Miklos, Architectures and network models (ARMOR), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, and INRIA

Subjects
stations de surveillance, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], networks // Surveillance active, beacons, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], routage asymétrique, réseaux, Active monitoring, asymmetric routing, ACM: C.: Computer Systems Organization/C.2: COMPUTER-COMMUNICATION NETWORKS, NETWORKS
Abstract

There is an increasing interest in network monitoring recently. Indeed, knowledge of link characteristics is of significant importance in order to provide efficient routing. In this paper, we consider active network monitoring of link delays in a Service Provider or Enterprise IP network using round trip delays. Our proposition guarantees that all links are monitored contrary to previous propositions. Indeed, previous propositions assume symmetric routing in networks when placing the monitoring stations. With this assumption, round trips may be different when routes are asymmetric and link delays are not significant. We say that links are not monitored in this case. Previous propositions do not monitor 5.76% of links in average and 10% in worst cases during our simulations while we monitor always 100% of links. Moreover, in our proposition, the amount of traffic is reduced and the measures are more precise since the distance from a monitoring station (beacon) to the edges is limited by a given bound. Indeed, probe messages use short paths, traverse less routers and less links with our proposition. Finally, the number of beacons is not increased compared to the previous heuristic and so the installation and maintenance costs are minimized. // La surveillance des réseaux permet de mieux connaître les caractéristiques du réseau et de permettre par la suite un routage plus efficace. Dans cet article, nous considérons la surveillance active des délais des liens en mesurant des temps de parcours aller et retour (round trip delays). Notre proposition garantit que tous les liens sont mesurés contrairement aux propositions précédentes qui ne mesurent pas la totalité des liens du réseau. En effet, les propositions précédentes assument que le routage est symétrique et placent les stations de surveillance sous cette contrainte forte. Dans ce cas, 5.76moyenne et 10simulations alors que nous surveillons toujours 100la quantité de trafic généré par la surveillance est réduite car nous limitons la distance d'une station au lien qu'elle surveille.

Published
2005

43. Distributed Multicast Tree Aggregation

Author

Moulierac, Joanna, Guitton, Alexandre, Architectures and network models (ARMOR), Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires (IRISA), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne, INRIA, Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INRIA Rennes

Subjects
networks // Agrégation d'arbres, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], networks, multicast, [INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH], réseaux, aggregated multicast, tree aggregation, ACM: C.: Computer Systems Organization/C.2: COMPUTER-COMMUNICATION NETWORKS
Abstract

Multicast is not scalable mainly due to the number of forwarding states and control overhead required to maintain trees. Tree aggregation reduces the number of multicast forwarding states and the tree maintenance overhead by allowing several multicast groups to share the same delivery tree. In this paper, we exhibit several drawbacks of the existing protocols: the latency to manage group dynamics is high, the managers are critical points of failures and some group-specific entries are stored unnecessarily. Then, we propose a new distributed protocol that significantly reduces the number of control messages and limits the number of trees within a domain. By simulations, we show that our protocol achieves good performance and outperforms the previous known distributed algorithm. // Le Multicast n'est pas encore bien déployé dans Internet. Les deux raisons principales qui freinent son déploiement sont : le nombre d'états de routage important qui dépend du nombre de groupes et le nombre de messages de contrôle nécessaires pour maintenir les arbres multicast dans un domaine de routage. L'agrégation d'arbres multicast est un protocole qui permet de résoudre ces deux problèmes en permettant à plusieurs groupes multicast d'utiliser le même arbre de routage. Dans ce papier, nous détaillons plusieurs inconvénients concernant les protocoles rééalisant l'agrégation d'arbres. En effet, dans ces protocoles, la latence pour gérer la dynamicité des groupes est grande, les gestionnaires d'agrégation sont des points critiques dans le cas de pannes et des entrées spécifiques aux groupes sont stoquées inutilement. Nous proposons un nouveau protocole distribué qui réduit le nombre de messages de contrôle envoyés et qui limite le nombre d'arbres dans un domaine. Par des simulations, nous prouvons que notre protocole a de bien meilleures performances que le tout dernier protocole distribué connu.

Published
2005

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