Depuis quelques années, les centres d'appels enregistrent une forte croissance dans le monde. Les entreprises s'orientent de plus en plus vers ce choix qui leur offre une relation privilégiée avec leurs clients. Ainsi, ils disposent d'un moyen convivial et peu coûteux pour fidéliser leurs clients tout en essayant d'en acquérir de nouveaux. Ce travail fait suite à des problématiques réelles exprimées par l'entreprise Bouygues Telecom. Les données utilisées sont dans le même ordre de grandeur que ce qui se passe dans la réalité.<br />Dans la première partie de ce travail, nous étudions le phénomène de rappels. Nous commençons, d'abord, par montrer son importance dans le système. Par la suite, nous montrons que le fait d'ignorer ce phénomène engendre beaucoup d'erreurs lors du dimensionnement du centre d'appels et se traduit par des objectifs non satisfaits ou par un système surdimensionné sujet à des coûts supplémentaires. Cette analyse concerne le régime stationnaire. L'étude du système multi-période aboutit, elle, à la détermination de l'évolution de la demande réelle en fonction du temps et ce, à partir des arrivées observées.<br />Dans la deuxième partie, nous commençons par proposer des estimateurs du temps d'attente que les clients doivent passer dans la file avant d'être servis et ce, pour des clients répartis en plusieurs classes de priorité non-préemptive. En fonction de ces estimateurs, nous étudions plusieurs règles de routage. Nous comparons le système composé de plusieurs files d'attente, et nécessitant donc un routage, avec le système où les files d'attente sont fusionnées. Nous terminons cette partie par une analyse de deux disciplines de priorités probabilistes et nous les comparons avec la discipline de la priorité stricte. Comme dans le cas du routage, la comparaison s'effectue en fonction du nombre de conseillers nécessaires à la satisfaction de qualités de service objectif pour chaque classe de clients

Avoir une agriculture garantissant ses bonnes pratiques et ainsi, contribuer à la protection de l'environnement est un enjeu majeur du développement durable du monde rural. Pour cela, il faut être à même de surveiller les milieux et d'enregistrer les interventions liées à l'agriculture. Cette surveillance nécessite de collecter de plus en plus de données spatio-temporelles pour alimenter des systèmes d'information agri-environnementaux capables de construire des indicateurs permettant de prendre des décisions, d'assurer des contrôles... Cette collecte de données ne peut être performante que si elle est réalisée de manière automatique au travers de réseaux informatiques. Ainsi, dans le cadre de ces travaux, le concept de réseaux agri-environnementaux est présenté. Les caractéristiques et les contraintes liées à ces réseaux montrent que seuls les réseaux sans fil de type ad hoc peuvent être mis en oeuvre pour répondre aux besoins. Un état de l'art des réseaux ad hoc et des protocoles de routages associés montre que la création d'un nouveau protocole de routage coopératif est nécessaire afin de satisfaire les besoins des réseaux agri-environnementaux. Ce protocole de routage coopératif est la principale contribution de ces travaux. Vient ensuite la question de Qualité de Service dans ce type de réseaux sans fil qui est très importante, notamment dans un contexte de surveillance de l'environnement. Au sein du protocole de routage proposé, la Qualité de Service est abordée suivant plusieurs principes : estimation de la bande passante, augmentation de la connectivité du réseau... La Qualité de Service dans les réseaux agri-environnementaux est donc un autre point important de ces travaux de thèse. La mise en oeuvre de ces principes est illustrée au travers de différents exemples de réseaux agri-environnementaux. Cet aspect est abordé de manière globale par la mise en oeuvre de modules originaux tant sur le plan matériel que logiciel. Les solutions proposée permettent le déploiement de capteurs, fixes ou mobiles, à même de surveiller l'environnement et ainsi, de mieux comprendre les actions de l'homme sur celui-ci.

L'objet de cette thèse est de doter les réseaux satellites d'accès géostationnaires d'une architecture de QoS compatible avec l'infrastructure NGN (Next Generation Network) qui entend réaliser la convergence des réseaux et services de communication existants et à venir. Dans une première étape, nous établissons un modèle de QoS NGN s'inspirant principalement de l'évolution des architectures de QoS dans les réseaux IP. Dans une deuxième étape, nous démontrons que les réseaux satellites ne disposent pas, en l'état actuel, d'une architecture de QoS suffisamment mature pour assurer un accès large bande aux futurs services IP multimédias. Afin d'y remédier, nous spécifions une architecture de QoS NGN unifiée assurant une étroite collaboration entre les mécanismes de QoS déployés à différents niveaux de communication (Application, Session, Réseau et MAC). Elle assure à la fois une différenciation de la QoS adaptée aux besoins des différentes classes d'applications au niveau IP tout en optimisant l'utilisation des ressources satellites via des mécanismes de bande passante à la demande au niveau MAC. Deux solutions applicatives assurant la corrélation dynamique entre les applications et les services réseaux différenciés sont également spécifiées et implémentées. Enfin un émulateur satellite de niveau réseau a été implémenté et nous a permis d'évaluer les garanties de QoS offertes par notre architecture et de valider leur conformité avec les besoins d'applications multimédias réelles.

Les réseaux sans fil connaissent aujourd'hui un essor important. Le<br />nombre croissant d'offres commerciales basées sur la norme IEEE 802.11<br />(Wi-Fi) et ses déclinaisons en atteste. Ces réseaux nécessitent<br />actuellement la présence d'une station de base pour assurer les<br />communications entre mobiles. Les réseaux ad hoc sont des<br />réseaux sans fil spontanés, mobiles et totalement autonome. Les mobiles<br />communiquent directement entre eux, relayant les communications des<br />autres mobiles lorsque les correspondants sont hors de portée radio. Il<br />est dès lors possible de créer un réseau par la simple présence de<br />terminaux équipés de cartes d'interfaces adéquates. Ces réseaux mobiles<br />et dynamiques peuvent être utilisés pour étendre la portée de stations<br />de base, offrant ainsi un accès à l'Internet sur une zone géographique<br />étendue à moindre coût. Ils peuvent être déployés rapidement et être<br />utilisés par exemple dans des situations d'urgence.<br /><br />Les caractéristiques particulières du médium radio, telle que la portée<br />de communication limitée ou le mode de partage du canal radio ainsi que<br />la mobilité des terminaux rendent souvent les mécanismes et protocoles<br />issus du monde filaire peu performants. À l'heure actuelle, de nombreux<br />travaux ont été effectués afin de concevoir des protocoles de routage<br />adaptés à ces réseaux. Le groupe de travail MANET de l'IETF est en passe<br />de standardiser une ou plusieurs solutions de routage. De nombreuses<br />problématiques restent cependant ouvertes telles que la sécurité, le<br /> multicast ou encore la qualité de service. Ces différents<br />sujets ont fait couler beaucoup d'encre durant ces dernières années.<br />Toutes les solutions issues du monde filaire ont été ré-examinées et<br />adaptées mais peu de propositions réellement adaptées aux spécificités<br />de ces réseaux ont vu le jour.<br /><br />Le travail effectué durant ma thèse se situe autour de la problématique<br />de la réservation de bande passante dans les réseaux ad hoc.<br />Ce travail a débuté par la proposition d'un protocole de réservation de<br />bande passante prenant en compte les interférences pouvant survenir<br />entre émetteurs hors de portée de communication. En effet, deux mobiles<br />ne pouvant communiquer directement peuvent avoir à se partager la bande<br />passante du canal radio. Mettre en oeuvre un protocole de réservation de<br />bande passante nécessite d'apporter suffisamment d'informations aux<br />routeurs en charge d'accepter ou de refuser les requêtes formulées par<br />les applications afin de leur permettre d'effectuer un contrôle<br />d'admission réaliste.<br /><br />Ce travail nous a conduit à nous intéresser à l'étude du protocole<br />d'accès au médium de la norme IEEE 802.11 afin d'évaluer sa capacité.<br />L'intégralité des études théoriques des performances de ce protocole<br />concernaient jusqu'à présent des réseaux dans lesquels tous les mobiles<br />sont à portée de communication les uns des autres. Or, dans certaines<br />situations, la présence de communications distantes a un impact très<br />marqué sur les performances et sur l'équité de ce protocole d'accès au<br />médium. Nous avons modélisé plusieurs scénarios présentant une forte<br />inégalité dans l'accès au médium, phénomène pouvant avoir un impact<br />important sur l'estimation des ressources disponibles.<br /><br /><br />Le protocole d'accès au médium n'étant pas équitable dans un contexte<br />multi-sauts, nous avons proposé un algorithme distribué d'allocation de<br />bande passante dans de tels réseaux permettant de préserver une certaine<br />équité tout en conservant une utilisation globale du réseau correcte.<br />Dans de tels réseaux, il y a en effet souvent opposition entre<br />performance globale et partage équitable des ressources. La solution que<br />nous proposons permet dans un contexte statique ainsi que dans un<br />contexte mobile de réaliser un compromis entre ces deux objectifs<br />antinomiques, et ce de façon totalement distribuée.<br /><br />Enfin, dans le cadre de réseaux hybrides composés d'un réseau d'accès<br />sans fil offrant un accès à l'Internet à un réseau ad hoc<br />sous-jacent, nous avons étudié l'impact du trafic de contrôle sur les<br />performances du réseau. Cette problématique nécessite souvent de faire<br />un compromis entre transmission rapide et fiable des informations de<br />gestion du réseau telles que la localisation des différents mobiles<br />permettant de construire l'arbre de routage et utilisation du réseau. En<br />effet, une transmission fréquente d'informations de contrôle permet<br />d'aboutir à une vision précise du réseau mais a un coût important. Nous<br />avons montré, par simulation, que le gain obtenu par la précision de la<br />vision du réseau apportée à chaque routeur était rapidement compensé par<br />l'occupation des ressources engendrée à cette fin.<br /><br />Concevoir une solution de qualité de service pour de tels réseaux n'est<br />pas une problématique simple et beaucoup reste à faire. L'importance<br />d'une évaluation précise de la capacité du médium a été démontrée mais<br />ce processus reste coûteux à mettre en oeuvre et il est impossible de<br />prévoir toutes les situations pouvant survenir dans des réseaux radio<br />mobiles. Les protocoles de qualité de service devront donc s'efforcer<br />d'évaluer au mieux l'état du réseau afin de ne pas sur ou sous-évaluer<br />sa capacité mais devront aussi être adaptatif afin de réagir rapidement<br />et efficacement à la versatilité de ces réseaux.

La métrologie n'est appliquée dans la recherche, l'ingénierie et la conception des réseaux Internet que depuis peu de temps (le début des années 2000), mais cette approche est de plus en plus populaire et devrait tendre à se généraliser. Ses principes consistent à étudier, caractériser, analyser et modéliser le tra_c existant sur les liens de l'Internet, a_n de comprendre les principes qui régissent le comportement du réseau par rapport à un tra_c qui s'avère méconnu. En particulier, garantir la qualité de service (QdS) dans l'Internet est un problème essentiel aujourd'hui. La métrologie du tra_c Internet, et notamment son analyse montre que les mécanismes de transport actuels (TCP) introduisent des propriétés de LRD (Long Range Dependence) qui se traduisent par une grande variabilité du tra_c et obligent à surdimensionner les ressources de communication [20]. L'objectif de cette thèse est de trouver des protocoles de transport qui réduisent cette LRD a_n d'optimiser l'utilisation des ressources de communication. Ainsi, les nouveaux mécanismes protocolaires et architecturaux de l'Internet pourront être parfaitement adaptés aux besoins des utilisateurs et aux contraintes du tra_c [Lar03a]. Finalement, c'est le processus de recherche et d'ingénierie des réseaux qui sera modi_é en lui ajoutant une phase métrologique en amont permettant de collecter des données et des connaissances sur l'existant, qui permettront ensuite de concevoir et mettre en ÷uvre de nouveaux réseaux optimisés. Ainsi, ce travail de thèse présente une nouvelle approche pour l'Internet, dont l'objectif est d'améliorer la gestion du tra_c, la QdS et plus généralement, les services réseaux. Cette approche, appelée MBN (Measurement Based Networking), repose principalement sur l'utilisation de techniques de métrologie actives et passives qui permettent de mesurer en temps réel di_érents paramètres du réseau et de son tra_c pour ainsi réagir très rapidement et très précisément à des évènements spéci_ques se produisant dans le réseau (apparition de congestion par exemple). Nous illustrerons en particulier l'approche MBN au travers du développement d'un mécanisme de contrôle de congestion orienté mesures intitulé MBCC (Measurement Based Congestion Control) et nous l'évaluerons au travers de simulations NS-2 [Lar05c]. Nous montrerons, en particulier, comment ce nouveau mécanisme permet d'améliorer les caractéristiques du tra_c ainsi que la QdS dans l'Internet, malgré la complexité et la variabilité du tra_c actuel. En_n, dans la dernière partie de ce travail de thèse nous présenterons comment l'approche MBN et le mécanisme MBCC, en particulier, peuvent garantir une QdS robuste, i.e. capable de fournir la QdS demandée en toutes circonstances, notamment en présence d'attaques de DdS (Déni de Service) [Owe04f]. En e_et, nous utiliserons l'architecture MBA (Measurement Based Architecture) basée sur des mesures du tra_c en temps réel pour s'adapter aux ruptures légitimes ou illégitimes du tra_c s'y produisant en continu. En particulier, nous démontrerons que le mécanisme de congestion MBCC associé à MBA, conçu pour générer des tra_cs réguliers et optimaux, rend l'Internet plus robuste que TCP face aux attaques de DdS.

L'évolution des réseaux actuels vise principalement l'amélioration des performances à travers une augmentation importante des débits disponibles. Cependant, les besoins des applications multimédia se situent également dans l'accès à de nouvelles fonctionnalités telles que le multipoint et la garantie de qualité de service (QoS). Pour satisfaire ces besoins, nous proposons d'associer une architecture pour le multipoint avec QoS aux technologies de commutation. Une première instanciation de cette approche nous a amenés à étudier l'intégration de RSVP sur les réseaux ATM, et à proposer une solution palliant l'absence de service multipoint avec QoS capable de soutenir efficacement RSVP. Nous nous intéressons ainsi à CLIP, l'une des techniques d'intégration d'IP sur ATM, pour réaliser l'intégration du modèle RSVP. La contribution repose sur l'utilisation de plusieurs arbres multipoints pour éviter les limitations intrinsèques aux réseaux ATM. Cette approche a été expérimentée sur la plate-forme MIRIHADE à l'aide d'une application vidéo à codage hiérarchique. La commutation associée à une signalisation orientée connexion se prêtant mal à l'intégration des nouvelles fonctionnalités, nous nous sommes orientés vers l'utilisation d'une signalisation en mode non connecté à travers une solution de type ``Commutation par label''. Appliquée à RSVP, nous avons intégré directement la signalisation de la commutation dans celle assurant les nouvelles fonctionnalités pour permettre la commutation directe du trafic de données tout en conservant les fonctionnalités de la couche réseau. Notre solution, appelée ``RSVP Switching'', est en cours d'expérimentation sur la plate-forme SAFIR, pour un projet de simulation interactive distribuée ayant des besoins importants en terme de multipoint avec QoS.

Nos travaux abordent le problème de l'efficacité des techniques d'implémentation hautes performances du système de communication. Car si les principes généraux sont désormais bien connus, il n'en va pas toujours de même de leur application. Des résultats obtenus sur notre plate-forme expérimentale, nous tirons des conclusions quant aux aspects machine hôte, système, et protocoles. Pour l'aspect machine hôte nous montrons que la parallélisation des piles de communication est décevante et grandement limitée par les contentions d'origine système. Nous montrons également comment la technique ILP, destinée à limiter les accès mémoire, peut être intégrée à la méthode d'accès d'une pile TCP/IP. Les bénéfices de cette technique restent largement dépendants des conditions d'utilisation, de la nature de l'application, et des manipulations de données. Du point de vue système, l'étude de deux environnements d'exécution de protocoles opposés, BSD et Streams, a permis d'identifier leurs faiblesses, et notamment pourquoi l'environnement Streams actuel n'est pas adapté aux hautes performances. Nous en déduisons un ensemble de principes qu'un environnement performant se doit de respecter. L'architecture de la pile de communication est essentielle. Nous montrons qu'une architecture démultiplexée, avec des chemins de données directs entre applications et drivers réseaux, permet un excellent support du contrôle de flux local et des mécanismes systèmes de QoS. En revanche, les implémentations de niveau utilisateur souffrent de nombreuses limitations. Elles sont cependant indispensables à certaines techniques. Du point de vue protocoles, nous montrons que la présence d'options dans les en-têtes de paquets n'est pas contraire à l'obtention de bonnes performances. A la notion trop rigide d'en-têtes de taille fixe nous substituons celle d'en-tétes de taille prédictible. Enfin, il ressort deux notions clés de ces travaux, la simplicité et la flexibilité, dont dépendent les performances et les fonctionnalités du système de communication.

La notion de qualité de service (QoS) est un concept important pour transporter sur les réseaux de l'information avec un maximum de fiabilité. Les métriques de la QoS sont le débit, le délai, la gigue et le taux de pertes. Par ailleurs, la multiplicité des applications conduit à une hétérogénéité des données : les flots élastiques requièrent un débit soutenu et les flots non élastiques exigeants en délai. Les algorithmes d'ordonnancement à différenciation proportionnelle permettent de partager équitablement les ressources entre les applications, selon leurs besoins. Toutefois, la proportionnalité ne s'est jusque-là effectuée que selon un seul critère de qualité (débit, délai ou taux de perte). Nous proposons un algorithme d'ordonnancement à différenciation proportionnelle, fondée sur la fonction de puissance mettant en rapport deux critères : le délai et le débit. L'ordonnanceur PSP (Power as a Scheduling Parameter) offre un partage équitable des ressources entre les applications à besoins différents de manière à ce qu'aucune classe ne subisse de phénomène de famine. L'implémentation et les tests de l'ordonnanceur ont été réalisés au moyen de l'outil de simulation ns-2.

L'objectif de ce travail de thèse dans un premier temps est l'évaluation de performances des modèles de routage multi-chemins pour l'ingénierie de trafic et l'équilibrage de charge sur un réseau de type IP/MPLS (MPLS-TE). Nous comparons la capacité de ces modèles à équilibrer la charge du réseau tout en faisant de la différentiation de trafic. Nous les appliquons sur des grandes topologies générées par le générateur automatique des topologies BRITE, qui s'approchent en forme et en complexité du réseau réel. Nous mesurons ainsi l'impact de leur complexité respective et donc la capacité à les déployer sur des réseaux de grande taille (scalabilité). Dans un second temps, l'objectif est de proposer un concept de modélisation générale d'un réseau à commutations par paquets. Ce modèle est établi sur la base de la théorie différentielle de trafic et la théorie des files d'attente, tout en utilisant des approches graphiques. Le but est d'estimer l'état de charge du réseau et de ses composants (routeurs, liens, chemins). Ensuite, en fonction de ça, nous développons des approches de contrôle de congestion et commande sur l'entrée améliorant les techniques de routage adaptatif et l'équilibrage de charge dans les réseaux IP/MPLS

Mesurer les performances d'une application est devenue une tâche incontournable pour mieux comprendre sa dynamique et anticiper son évolution. Cette tâche nécessite des outils de supervision qui s'adaptent aux différentes spécificités de l'application et de son environnement de déploiement (distribution, hétérogénéité, etc.). Ces outils doivent également être les moins intrusifs possibles pour ne pas perturber le fonctionnement de l'application. Notre contribution dans cette thèse est de concevoir et d'implémenter une plateforme de supervision basée sur le déploiement dynamique de sondes pour collecter des informations sur l'utilisation des ressources systèmes. Ces sondes sont choisies pour leurs faibles degrés d'intrusivité. Elles fonctionnent en mode « offline » en enregistrant localement et sans traitement préalable les informations collectées au lieu de les transmettre sur le réseau. Ce mode de fonctionnement est moins intrusif car il optimise l'utilisation des ressources systèmes et réseaux. La plateforme intègre également un moteur générique d'analyse qui assure la transformation des formats hétérogènes des informations collectées vers un format pivot basé sur XML ce qui facilite la phase de corrélation. Ce travail de thèse, réalisé dans un cadre industriel, définit une plateforme pour fédérer des sondes de supervision. Le concept de cette plateforme peut être étendue pour faciliter la construction de systèmes nécessitant de vérifier l'état des ressources. C'est le cas par exemple des systèmes qui vérifient les contrats de performances.