Participants : Jacques Lévy
Véhel, Biplab Sikdar.
En collaboration avec D. Koffman (ENST) et P. Nain (INRIA
Sophia).
Mots clés : analyse multifractale,
mouvement Brownien multifractionnaire, trafic de données
.
Résumé :
Les trafics sur les réseaux d'ordinateurs présentent des
spécificités dont l'étude nécessite de nouveaux
outils ; en particulier, leur forte sporadicité, qui
ressemble à celle de processus tel le mBf, a des
conséquences importantes par exemple sur les temps de
transfert.
Les modèles conventionnels de trafic supposent
généralement que les processus d'arrivée (caractérisés par le
nombre d'octets échangés) sont, soit sans mémoire, soit à
mémoire ``courte''. Ces hypothèses se sont révélées
inadéquates pour décrire la structure des trafics observés
sur des réseaux de type LAN. En particulier, elles ne
permettent pas de rendre compte de la forte sporadicité
observée sur plusieurs échelles de temps, qui semble être
principalement liée au fait que les processus d'arrivée sont
à mémoire longue. Des modèles récents prennent en compte
cette caractéristique en considérant le processus à mémoire
longue le plus simple, le mouvement Brownien fractionnaire.
Le succès du mBf comme modèle du trafic repose sur le fait
que le degré de dépendance à long terme est contrÔlé par un
seul paramètre, H. La
dépendance à long terme étant grossièrement une qualité
statistique de l'ordre 2, il est
naturel de se demander si le mBf est aussi un bon modèle pour
les statistiques d'ordre supérieur des trafics réels.
L'analyse multifractale permet d'apporter des réponses via
le spectre multifractal qui caractérise les irrégularités
locales du processus. Pour un mBf, ce spectre est
trivial : la régularité locale est partout la même
(égale à H). Dans ce sens,
le mBf est un processus monofractal. Des études numériques
intensives ont montré que les trafics LAN enregistrés à
Berkeley et au CNET exhibent au contraire un comportement
multifractal sur 3 à 4 ordres de grandeur.
Les spectres observés mettent aussi en évidence les
différences entre les trafics sortant et entrant, dans toutes
les traces analysées. D'autre part, la forme particulière du
spectre du trafic sortant à Berkeley fournit des informations
sur la stationnarité du processus, une question importante en
pratique. Plus généralement, l'intérêt de ce type d'étude est
que les propriétés fractales et multifractales du trafic,
comme la mémoire longue et l'irrégularité ponctuelle, ont des
répercussions par exemple sur le comportement des files
d'attente ou sur les temps de transfert des données.
Pour mieux comprendre comment apparaissent ces
caractéristiques fractales, nous réalisons des expériences
sur un réseau dédié au sein de l'ARC Epsilon. Celles-ci ont
mis en évidence plusieurs causes possibles de
multifractalité.