en fr Content replication in mobile wireless networks Réplication de contenu dans les réseaux sans fil mobiles Report as inadecuate




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1 Eurecom Sophia Antipolis 2 LTCI - Laboratoire Traitement et Communication de l-Information

Abstract : The growth of mobile devices and network-based services nowadays has raised a timely question on how to efficiently distribute the data items to mobile users. Network applications need data as an input to process and provide information to users. Consequently, data traffic exerted by mobile devices fetching content is a drainage of mobile operators- network resources. Similar to the wired Internet, mobile users are now coping with the congestion at network gateways and due to the unpredictability of human mobility, mobile service providers cannot sufficiently provision infrastructures for their customers. Content replication in this context has been proved as a good solution to enhance network performance and scalability. In this thesis, we tackle the issues of content replication in heterogeneous mobile networks. Such scheme requires us to solve two basic questions: where and how many replicas should be placed in the system. We study the solution through the lenses of facility location theory and design a distributed mechanism that reduces content access latency and avoids congestion at mobile gateways. Additionally, we consider the resource constraints of mobile devices and introduce a P2P cache-and-forward mechanism for load balancing purpose. We evaluate our mechanisms against realistic human mobility models. Finally, to address rational users who may behave selfishly in replicating content, we derive a cost model and study content replication scheme using tools akin to game theory. We focus on the replication factor under a flash-crowd scenario with different wireless bit rates. Based on the theoretical findings, our future work is to develop the strategies to be implemented in a practical network setting.

Résumé : La croissance des terminaux et des services de réseau mobile pose aujourd-hui une question sur la méthode de distribuer efficacement des données aux utilisateurs. Plusieurs applications de réseau ont besoin de télécharger des données afin de fournir des informations aux utilisateurs. En conséquence, l-explosion du trafic de données exercé par les clients qui cherchent des contenus en ligne provoque la saturation du réseau cellulaire des opérateurs mobiles. Similaire aux problèmes du réseau Internet, les utilisateurs mobiles ont désormais fait face à la congestion au niveau des passerelles de réseau. En raison de l-imprévisibilité de la mobilité humaine, les fournisseurs de services mobiles ne peuvent pas installer suffisamment des infrastructures pour leurs clients. La réplication de contenu dans ce contexte a été prouvée comme une bonne solution pour améliorer la performance et l-extensibilité du réseau. Dans cette thèse, nous abordons les problèmes de la réplication du contenu dans des réseaux hétérogènes mobiles. Nous étudions deux questions fondamentales: où et combien de répliques doivent être placées dans le système. Nous modélisons le problème à l-aide de la théorie de -facility location- et nous concevons un mécanisme distribué qui est capable de réduire la latence d-accès au contenu et d-éviter la congestion au niveau des passerelles mobiles. En outre, nous examinons les contraintes de ressources des équipements mobiles et proposons des mécanismes P2P pour transférer les répliques afin de parvenir l-équilibrage de charge parmi les utilisateurs. Nous évaluons nos mécanismes en utilisant des modèles de mobilité humaine. Enfin, pour résoudre le problème causé par les utilisateurs rationnels qui se comportent égoïstement lors de la réplication du contenu dans les réseaux hétérogènes mobiles, nous dérivons un modèle de coût et utilisons la théorie des jeux pour étudier les équilibres du système. Particulièrement, nous étudions le facteur de réplication dans un scénario -flash-crowd- avec de différents débits de réseau sans fil. A partir des résultats théoriques, nos futurs travaux sont d-élaborer des stratégies à mettre en œuvre dans les réseaux en pratique.

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Keywords : content replication mobile wireless networks facility location theory distributed algorithms human mobility

Mots-clés : réplication de contenu réseaux mobiles sans fil théorie de la localisation des installations algorithmes distribués mobilité humaine





Author: Chi-Anh La -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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