The impact of reneging in processor sharing queues

We investigate an overloaded processor sharing queue with renewal arrivals and generally distributed service times. Impatient customers may abandon the queue, or renege, before completing service. The random time representing a customer’s patience has a general distribution and may be dependent on his initial service time requirement. We propose a scaling procedure that gives rise to a fluid model, with nontrivial yet tractable steady state behavior. This fluid model captures many essential features of the underlying stochastic model, and we use it to analyze the impact of impatience in processor sharing queues. We show that this impact can be substantial compared with FCFS, and we propose a simple admission control policy to overcome these negative impacts

Garanties de performance pour les flots IP dans l'architecture Flow-Aware Networking

The thesis deals with the realization of a Quality of Service architecture that breaks with traditional approaches, and allows end-to-end performance guarantees for the traffic. The Flow-Aware Networking approach considers the traffic at the flow level, for which simple but robust traffic models lead to a fundamental relationship between the resources offered by the network, the demand and the obtained performance. In particular, the Cross-Protect router architecture proposes the combination of a fair queueing scheduler, and an admission control so as to implicitly ensure the performance of both streaming and elastic flows, without the need for any marking nor signalization protocol. In such a context, we consider the sizing of router buffers, the introduction of fair queueing scheduling inside the network and its impact on the performance of TCP protocols, as well as the realization of a suitable admission control algorithm. Finally, a declination of this architecture for the access network is proposed.La thèse s'intéresse à la réalisation d'une architecture de Qualité de Service en rupture avec les approches classiques, permettant d'offrir des garanties de bout en bout pour le trafic. L'approche Flow-Aware Networking considère le trafic au niveau des flux applicatifs, pour lesquels des modèles de trafic simples mais robustes conduisent à une relation fondamentale entre ressources offertes par le réseau, la demande générée, et la performance obtenue. En particulier, l'architecture de routeur Cross-Protect propose la combinaison d'un ordonnancement fair queueing et d'un contrôle d'admission afin d'assurer de manière implicite la performance des flots streaming et élastique, sans nécessiter ni marquage ni procotole de signalisation. Dans un tel contexte, nous considérons le dimensionnement des buffers au sein des routeurs, l'introduction d'un ordonnancement de type fair queueing dans le réseau et son impact sur la performance des protocoles TCP, ainsi que la réalisation d'un algorithme de contrôle d'admission approprié. Pour terminer, une déclinaison de cette architecture pour le réseau d'accès est proposée

Adaptive delay-constrained internet media transport

Reliable transport layer Internet protocols do not satisfy the requirements of packetized, real-time multimedia streams. The available thesis motivates and defines predictable reliability as a novel, capacity-approaching transport paradigm, supporting an application-specific level of reliability under a strict delay constraint. This paradigm is being implemented into a new protocol design -- the Predictably Reliable Real-time Transport protocol (PRRT). In order to predictably achieve the desired level of reliability, proactive and reactive error control must be optimized under the application\u27s delay constraint. Hence, predictably reliable error control relies on stochastic modeling of the protocol response to the modeled packet loss behavior of the network path. The result of the joined modeling is periodically evaluated by a reliability control policy that validates the protocol configuration under the application constraints and under consideration of the available network bandwidth. The adaptation of the protocol parameters is formulated into a combinatorial optimization problem that is solved by a fast search algorithm incorporating explicit knowledge about the search space. Experimental evaluation of PRRT in real Internet scenarios demonstrates that predictably reliable transport meets the strict QoS constraints of high-quality, audio-visual streaming applications.Zuverlässige Internet-Protokolle auf Transport-Layer erfüllen nicht die Anforderungen paketierter Echtzeit-Multimediaströme. Die vorliegende Arbeit motiviert und definiert Predictable Reliability als ein neuartiges, kapazitäterreichendes Transport-Paradigma, das einen anwendungsspezifischen Grad an Zuverlässigkeit unter strikter Zeitbegrenzung unterstützt. Dieses Paradigma wird in ein neues Protokoll-Design implementiert -- das Predictably Reliable Real-time Transport Protokoll (PRRT). Um prädizierbar einen gewünschten Grad an Zuverlässigkeit zu erreichen, müssen proaktive und reaktive Maßnahmen zum Fehlerschutz unter der Zeitbegrenzung der Anwendung optimiert werden. Daher beruht Fehlerschutz mit Predictable Reliability auf der stochastischen Modellierung des Protokoll-Verhaltens unter modelliertem Paketverlust-Verhalten des Netzwerkpfades. Das Ergebnis der kombinierten Modellierung wird periodisch durch eine Reliability Control Strategie ausgewertet, die die Konfiguration des Protokolls unter den Begrenzungen der Anwendung und unter Berücksichtigung der verfügbaren Netzwerkbandbreite validiert. Die Adaption der Protokoll-Parameter wird durch ein kombinatorisches Optimierungsproblem formuliert, welches von einem schnellen Suchalgorithmus gelöst wird, der explizites Wissen über den Suchraum einbezieht. Experimentelle Auswertung von PRRT in realen Internet-Szenarien demonstriert, dass Transport mit Predictable Reliability die strikten Auflagen hochqualitativer, audiovisueller Streaming-Anwendungen erfüllt