Les réseaux du future

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1 Les réseaux du future Nguyen Thi Mai Trang LIP6/PHARE UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 1 Plan Virtualisation Clouds Réseaux «Green» Radio cognitive Femtocell Multi-homing Codage réseau UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 2

2 Virtualisation Source: UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 3 Clouds Source: UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 4

3 Réseaux Green Source: UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 5 Radio cognitive Un terminal à la radio cognitive est capable de reconfigurer dynamiquement la partie radio pour utiliser au maximum les fréquences disponibles Utilisation flexible du spectre radio Augmentation des fréquences disponibles Augmentation de la capacité réseau Meilleure couverture réseau UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 6

4 Allocation des fréquences UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 7 Utilisation des fréquences licenciées Pas toutes les fréquences sont bien utilisées UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 8

5 Principe de la radio cognitive UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 9 Réseaux primaire et secondaire Source: K-C. Chen and R. Prasad, Cognitive Radio Networks, Wiley UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 10

6 s Les terminaux 4G peuvent utiliser d une manière opportuniste les bandes licenciées sous-utilisées (e.g. bande de télévision) Les opérateurs peuvent vendre des fréquences d une manière opportuniste quand il y a une certaine sousutilisation des fréquences Les différentes technologies (Wi-Fi, LTE, WiMax) peuvent utiliser les fréquences d une manière coopérative aux moments et aux endroits appropriés Exemple: UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 11 Radio flexible Source: UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 12

7 Femtocell Source: D. Calin, H. Claussen, H. Uzunalioglu, On Femtocell deployment architectures and macrocell offloading benefit in joint macro-femto deployment, IEEE Communications, January UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 13 Multi-homing Un terminal mobile multi-interface peut se connecter à plusieurs réseaux d accès simultanément permettant une complémentarité de services fournis par différents réseaux disponibles Meilleur débit par l agrégation de bande passante Meilleure disponibilité en passant à un autre réseau quand un réseau a des problèmes de connectivité Meilleur partage de charge en aiguillant le trafic de différentes applications vers différents réseaux appropriés Meilleur délai de handover en utilisant le chemin de bout en bout le plus court pour le contrôle UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 14

8 Protocoles pour le multi-homing Niveau transport SCTP (Stream Control Transmission Protocol) MPTCP (Multipath TCP) Niveau réseau Mobile IPv6 (avec l extension de Monami6 Mobile Nodes and Multiple Interfaces in IPv6) Shim6 (Site Multihoming by IPv6 Intermediation) HIP (Host Identity Protocol) UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 15 SCTP SCTP IP Numéro de port SCTP Adresse IP End-point SCTP Internet Chemin primaire Chemin secondaire SCTP IP Chaque SCTP end-point est identifié par une liste d adresses IP Les extensions LS-SCTP (Load-sharing SCTP) et CMT (Concurrent Multipath Transfer) permettent d utiliser plusieurs chemins simultanés UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 16

9 Multipath TCP MPTCP TCP (subflow) IP TCP (subflow) Internet TCP (subflow) MPTCP IP TCP (subflow) Adresse IP Chemin d initiation Chemin supplémentaire Une connexion MPTCP est établie avec un seul chemin au début Les chemins supplémentaires sont rajoutés sous l accord des deux terminaux Chaque chemin correspond à une connexion TCP normale UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 17 Mobile IPv6 Nœuds correspondants Binding cache BID1 : <HoA :CoA1> BID2 : <HoA:CoA2> BID : Binding Identifier HoA : Home Address CoA : Care-of-Address HA : Home Agent Home Network HA Re-routage Visited Network HoA Nœud mobile Binding Updates CoA1 CoA2 Nœud mobile déplacé Visited Network L extension Monami6 permet à un nœud mobile d enregistrer plusieurs Care-of-Address auprès du Home Agent UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 18

10 SHIM6 Transport Transport SHIM6 Identifier Locators Internet Identifier Locators SHIM6 IP (routage) IP (routage) ULID (Upper Layer Identifier) Adresse IP Chemin de bout en bout Chaque nœud est identifié par un ULID qui est une des adresses IP disponibles Context forking permet d utiliser plusieurs chemins simultanément UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 19 HIP Update RVS(R) HI (R) : IP (R) DNS (R) HI(R), RVS(R) Update IP(R) DNS Request [HI (R)] RVS (Rendez-Vous Server) Transport Request [HI (R)] Transport HIP Identifier Locators Internet Identifier Locators HIP IP (routage) HI (Host Identifier) Adresse IP Chemin de bout en bout IP (routage) Chaque nœud est identifié par un HI qui est la clé publique d une paire de clés publique-privée UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 20

11 Gestion de mobilité coopérative (1) Le chemin le plus court est utilisé pour envoyer les messages de contrôle Sub-Path 1 wlan0 eth0 Sub-Path 2 hs0 Sub-Path 3 Serveur au LIP6 Portables à Kista Internet UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 21 Gestion de mobilité coopérative (2) UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 22

12 Reordering à l application 1 données à transmettre tampon du récepteur(6) A 1 B 1 A B 2 UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 23 Distribution de flux UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 24

13 Codage réseau (1) UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 25 Codage réseau (2) Source: S. Katti, H. Rahul, D. Katabi, W. Hu, M. Médard, and J. Crowcroft. XORs in the Air: Practical Wireless Network Coding. In ACM SIGCOMM, UPMC - M1 Réseaux - UE RTEL 26