Pour évaluer l’impact des politiques d’ordonnancement sur la transmission des flux avioniques et vidéo, nous devons prendre en considération leurs contraintes de délai et gigue que nous allons évaluer en sortie de l’end system émetteur, à la traversée des commutateurs et au niveau des end systems de destination.
Les flux considérés dans le réseau AFDX sont soit sporadiques (les VLs ayant des intervalles inter-trames supérieurs ou égaux au BAG) soit périodiques (les flux vidéo). Pour présenter les métriques de performance, nous allons considérer le cas du réseau le plus chargé avec des VLs périodiques.
3.3.1 Les délais
Délai de bout-en-bout
Le délai de bout-en-bout fait référence au temps nécessaire pour qu’une trame soit transmise entre la source et la destination. Le délai de bout-en-bout est composé par la somme du délai source et du délai de traversée du réseau.
dbout−en−bout = dsource+ dr´eseau (3.1)
Les éléments principaux qui produisent un impact sur le délai de bout-en-bout sont la longueur de la trame, le débit du réseau, le nombre de liens et de commutateurs traversés (qui dépendent de la longueur du chemin) ainsi que les politiques de services appliquées au niveau de l’end system et des commutateurs et les flux concurrents. Parmi ces paramètres, les politiques de services et les flux concurrents présentent une importance particulière car ils peuvent introduire un retard au niveau de l’end system et de la congestion au niveau des ports de sortie des commutateurs.
Pour les flux avioniques, le délai de bout-en-bout doit être inférieur à une échéance qui dépend de la fonction avionique qui communique, alors que pour les flux vidéo il est
3.3 Évaluation des performances du réseau 69
important de limiter la variabilité de ce délai pour assurer une transmission vidéo fluide.
Délai source en sortie de l’émetteur
Au niveau de l’end system source, les trames de différents flux peuvent arriver simultanément à l’entrée des files d’attente de l’ordonnanceur. Elles seront transmises une par une en fonction de la décision d’ordonnancement. Certaines trames devront donc attendre. Le délai entre la date d’entrée d’une trame dans la file d’attente et la date effective de son émission sur le support est appelé délai source. Le délai source est calculé pour une trame i par l’équation (3.2) et illustré dans la Figure 3.3.
disource= δi= xi− di (3.2)
di représente la date d’entrée de la trame i dans la file d’attente et xi marque la date de
son émission.
Figure 3.3 Illustration du délai source pour un flux périodique
Délai de traversée du réseau
Une fois qu’une trame quitte l’end system, elle est envoyée via le lien physique au port d’entrée du commutateur. Le délai de transmission sur le lien physique dépend du débit du lien et de la longueur de la trame. Au niveau du commutateur, la trame est transférée vers le port de sortie du commutateur correspondant en mode store and forward. Ce transfert induit un délai de commutation borné. Dans la pratique, ce délai varie très peu. Au port de sortie du commutateur, les trames peuvent subir un délai d’attente variable dans la file du commutateur. Ce délai dépend de la politique d’ordonnancement mise en oeuvre par le commutateur et des trafics concurrents. Le délai requis par une trame pour traverser tous les liens physiques et les commutateurs pour arriver à destination est défini comme le délai de traversée du réseau.
Sur un chemin donnéC de longueur L reliant C commutateurs, le délai de traversée du réseau d’une trame i est calculé par l’équation (3.3).
dCr´eseau(i) = L X l=1 dtransmission+ C X c=1
(dcommutation+ dcattente(i)) (3.3)
Où c représente chaque commutateur traversé.
L’évaluation de ces délais peut s’effectuer de manières différentes, en particulier :
— Par une analyse pire cas, pour obtenir des bornes sur les délais — Par simulation, pour extraire des statistiques sur les délais.
Les bornes sont indispensables pour les flux avioniques pour lesquels le respect des contraintes doit être garanti. En revanche, l’objectif pour les flux vidéo est d’obtenir une bonne qualité d’expérience. Pour cela, nous pouvons nous appuyer sur des statistiques sur les délais. Dans le paragraphe suivant, nous définissons deux métriques de performance, une pour chaque type de flux.
3.3.2 Métriques de performance
Deux métriques de performance différentes sont définies pour mieux représenter les contraintes spécifiques des flux VL et vidéo. Ces deux métriques sont définies dans la suite et sont liées au délai source.
Retard maximum à l’émission des flux vidéo. Dans le cas de la transmission vidéo, nous mesurons le retard maximum à l’émission des trames vidéo car cela peut induire une réception dégradée du flux vidéo. Pour un flux vidéo, v, le retard maximum à l’émission est donné par le délai source maximal, mesuré pour un nombre Nv de trames vidéo.
δvmax= max
i∈[1..Nv]
disource (3.4)
Dans le reste de cette thèse, nous désignerons cette métrique par les termes "retard maximum" ou "délai source maximum" de manière interchangeable.
Sur l’exemple de délai source de la Figure 3.3, le retard maximum à l’émission est donné par δ4.
Gigue des flux VL. Une contrainte importante des flux avioniques est une gigue bornée en sortie de l’end system. La gigue d’un flux avionique est définie par la différence entre la durée de BAG et l’intervalle ∆tx entre deux dates d’émission de trames consécutives en sortie de l’end system. Le standard ARINC 664-p7 impose une gigue maximale Jmax