Architecture de gestion et de contrôle des ressources pour les applications multimédia dans le réseau local domestique

Abstract

The home network is an open, heterogeneous and distributed environment where ensuring multimedia applications' quality of service is a main concern. Mechanisms to reserve resources (CPU, memory, network) and architectures using them already exist. However, they require modifying the devices or the applications and they do not take into account the heterogeneity of the home network. To tackle the heterogeneity related issues, this work limits the number of measurements to make and to store by aggregating the quantities of resources. This aggregation is automated using clustering or bin-packing algorithms. Then a non-intrusive resource management framework is developed upon an architecture, customized for the actual devices. This architecture uses global components that delegate to local components the management of local resources. These components rely on the resource reservation mechanisms provided by the Linux operating system in order to guarantee the resources to the applications. The aggregation, which we evaluated through simulation, efficiently reduces the number of measurements to carry and to store. The framework has been implemented on real devices (PCs, laptops and embedded multimedia devices), bridged with wireless and Ethernet networks. The evaluations of the framework show that reservations are guaranteed even if noise is generated on the resources, which also guaranties the expected quality of service.Le réseau local domestique est un environnement ouvert, hétérogène et distribué pour lequel il est primordial de garantir la qualité de service des applications multimédia. Des mécanismes de réservation de ressources (CPU, mémoire, réseau) et des architectures utilisant ces mécanismes existent. Les architectures et les mécanismes existants nécessitent de modifier les équipements ou les applications et ne prennent pas en compte l'hétérogénéité inhérente au domaine d'étude. Ces solutions ne sont pas adaptées au contexte du réseau local domestique. Pour répondre au problème de l'hétérogénéité, ce travail propose de limiter le nombre de mesures à réaliser et à stocker en agrégeant les quantités de ressources. Cette agrégation est automatisée à l'aide d'algorithmes basés sur du clustering ou du bin-packing. Cette thèse propose ensuite un framework de gestion des ressources peu intrusif, reposant sur une architecture configurable en fonction des équipements présents. Cette architecture utilise des composants globaux qui délèguent, aux composants locaux, la gestion des ressources locales. Les composants locaux utilisent les mécanismes de réservation du système d'exploitation Linux pour garantir les quantités de ressources aux applications. L'agrégation évaluée par simulation, réduit efficacement le nombre de mesures à réaliser et à stocker. De son côté, le framework de gestion des ressources est mis œuvre sur des équipements réels (des PCs, des ordinateurs portables et des équipements embarqués dédiés au multimédia), communiquant via des réseaux Wifi et Ethernet. Les évaluations du framework montrent que les réservations sont garanties même quand du bruit est généré sur les ressources utilisées, ce qui garantit aussi la qualité de service attendue