VTL : Une Architecture Stable pour la Conception, l'Implémentation, et le Déploiement de Protocoles de Communication d'Internet

National audienceThe Internet and its evolutions are fundamentally based on the unique TCP/IP model, whose primary protocol of the Transport layer (L4) is the TCP protocol (and somewhat UDP). Despite its well-known limitations, TCP is still widely deployed and used on almost 90% of Internet traffic. Near all the literature's propositions to overcome TCP's limitations are not deployed in the mainstream operating systems (OS) of the market and/or face limited use by the Internet's applications. This situation leads to the ossification or sclerosis of the Internet transport layer and is a significant barrier to the introduction of innovation into this layer of the Internet's TCP/IP architecture. Thus, this thesis proposes to address the issue of ossification of the Transport layer and is focused on three main contributions disseminated in the six chapters of this manuscript. First, we propose and implement the architecture of a service-oriented Virtual Transport Layer (VTL) and extend this service-oriented paradigm by providing the architecture with the capability to dynamically deploy Transport protocols within the end-systems operating systems (OS). In order to facilitate the use and stimulate the adoption of the proposed architecture, we then provide the approach and mechanisms necessary to allow any TCP-based application to use transparently any Transport protocol other than TCP. The transparency refers to the fact that the TCP application does not need to be modified. One thing is to know how to replace TCP in a transparent way for the application, the other thing is to choose the best alternative to TCP. Indeed, depending on network conditions and application needs, it would be better to choose one protocol over another. The optimal choice of the alternative to TCP according to the network context and the TCP application's needs is the subject of this thesis's last contribution.L’Internet et ses évolutions technologiques sont fondamentalement basés sur l’unique modèle de communication TCP/IP dont le protocole principal de la couche Transport (L4) est le protocole TCP (et dans une moindre proportion UDP). Malgré ses limites bien connues, TCP reste très largement utilisé sur près de 90% du trafic Internet. La quasi-totalité des propositions de la littérature pour pallier les limites de TCP sont non déployées dans les principaux systèmes d’exploitations du marché et/ou font face à une utilisation limitée par les applications sur Internet. Cette situation conduit à ce qui est connu sous le nom d’ossification ou de sclérose de la couche Transport d’Internet et constitue une barrière importante à l’introduction d’innovation dans cette couche de l’architecture TCP/IP d’Internet. Ainsi, cette thèse se propose d’adresser la problématique de l’ossification de la couche Transport et est centrée sur trois principales contributions disséminées dans les six chapitres de ce manuscrit. Dans un premier temps, nous proposons et implémentons l’architecture d’une couche de Transport virtuelle (VTL) orientée-service et étendons ce paradigme de l’orientée-service en dotant l’architecture de capacité de déploiement dynamique de protocoles de Transport au sein des systèmes d’exploitation des hôtes d’extrémités. En vue de faciliter l’utilisation et stimuler l’adoption de l’architecture proposée, nous fournissons dans un deuxième temps, l’approche et les mécanismes nécessaires pour permettre à toute application TCP d’utiliser de manière transparente tout protocole de Transport autre que TCP. La transparence fait référence au fait que l’application TCP n’a pas besoin d’être modifiée. Une chose est de savoir remplacer TCP de façon transparente pour l’application, l’autre chose est de choisir la meilleure alternative à TCP. En effet, en fonction des conditions du réseau et des besoins de l’application, il serait plus judicieux de choisir tel protocole plutôt que tel autre. Le choix optimal de l’alternative à TCP suivant le contexte réseau et les besoins de l’application TCP est l’objet de la dernière contribution de cette thèse