Une comparaison au réseau terrestre

Cette comparaison avec le réseau terrestre s’effectuera en trois temps : une première comparaison avec un modèle très simple, une seconde prenant en compte les pertes et une dernière sur la réactivité du système dans le cadre d’une navigation web.

5.4.2.1.1. UNE PREMIÈRE COMPARAISON

Dans un premier temps, une courte étude propose de comparer le service d’accès Internet via une liaison terrestre avec un lien asymétrique satellite/terrestre. L’outil de comparaison est la simulation sous NS 2 [129], et le réseau est modélisé comme suit (Figure 5.8).

Figure 5.8 Scénario de comparaison entre un accès Internet via une connexion terrestre et le même service via un système satellite unidirectionnel

Dans cette comparaison, on notera que pour le lien retour, le délai considéré est de 100 ms, puisque cette valeur nous semble représenter le délai moyen d’une communication client/serveur sur le réseau Internet [42]. Nous considérons le débit du réseau d’accès comme le débit limitant ; il est donc utilisé pour la communication de bout en bout. Dans le cas satellite, le délai du serveur à la gateway est de 10 ms, le délai satellite de 254 ms, et le délai engendré par l’accès au médium dans ce sens est négligé. Dans un premier temps la communication est effectuée par temps clair. Toutes les pertes ponctuelles du canal physique satellitaire sont considérées comme corrigées par les FEC. La figure suivante propose un aperçu des résultats obtenus (Figure 5.9).

Cette comparaison montre dans un premier temps la supériorité des réseaux hauts débits terrestres pour l’accès Internet. Toutefois pour les longs transferts, le délai devient moins sensible, et les performances du système satellite se rapprochent de celles d’un accès haut débit comme l’ADSL. Par contre, la comparaison avec un lien bas débit, et notamment RTC, fait ressortir le lien unidirectionnel asymétrique comme une alternative intéressante.

• Le trafic dit standard est plutôt constitué de petits messages comme des pages web, des mails, etc… C’est donc la réactivité du système pour les petits paquets qui est en jeu. Dans ce cadre, on remarque que le satellite est le moins performant, pour des données de très faibles tailles (moins de 1 KB), voire en dessous d’une liaison 9.6/9.6 Kb/s. Cette comparaison pourrait être poussée en étudiant une navigation web, utilisant le protocole http.

• Le satellite est un média avec un BER bien plus élevé que les réseaux terrestres classiques. Or, cette comparaison n’a pris en compte ce facteur.

Figure 5.9 Observation du délai d’un transfert FTP en fonction de la technologie d’accès à Internet

5.4.2.1.2. L’INTRODUCTION DE PERTES DANS LA COMPARAISON

Nous proposons ici d’observer d’abord une étude avec une modélisation par pertes uniformément réparties et une autre par pertes en rafales.

5.4.2.1.2.1. Modélisation de type Bernoulli

Dans un premier temps nous avons ajouté au lien satellite une loi de perte au niveau paquet de type Bernoulli, tel que le PLR soit de 10-3_{. La loi proposée dans [130] donne déjà une valeur}

maximale pour le trafic d’environ 106 paquets à la seconde (34)1_{, soit un total de 1.24 Mb/s pour}

des paquets de MSS 1460 octets.

(34) ( ) 1 3

2.

B PLR

RTT PLR

= ×

Avec un lien satellite de 512 Kb/s, ce débit ne peut être atteint. Mais cette expression ne prend pas en compte l’asymétrie du lien, tant au niveau débit que différence de PLR. Nous avons donc réalisé une simulation calculant l’espérance du débit utile maximale au niveau applicatif pour un PLR de 0, de 10-3 _{et de 10}-2_{, avec une seule connexion TCP. L’étude repose sur un seul}

transfert FTP d’une durée comprise entre 50 à 5000 secondes et utilisant le débit maximal offert par la connexion au FAI. On peut comparer cet accès en fonction de la version de TCP utilisée et de la durée du transfert ( Tableau X).

Tableau X. COMPARAISON DU DÉBIT MOYEN OBSERVÉ SUR UN TRANSFERT FTP EN FONCTION DE LA DURÉE D’OBSERVATION –MODÈLE D’ERREUR UNIFORMÉMENT RÉPARTIE

On observe ici différents éléments. D’une part, plus le temps du transfert est important, plus le débit offert à l’application devient stable, sauf dans le cas d’un taux de perte trop élevé. D’autre part, les débits proposés, même pour 10 secondes de transfert dans des conditions très bruitées, restent supérieurs à ceux d’une connexion RNIS 64 Kb/s ou 128 Kb/s. Enfin on peut noter avec ce tableau la légère amélioration que peut apporter TCP NewReno comparé à TCP Reno, surtout quand il y a beaucoup d’erreurs. Dans le dernier cas, on peut remarquer un meilleur débit pour 10 secondes de transfert. L’explication est ici assez simple : vu le faible taux de pertes, il n’y a pas eu beaucoup de pertes sur ce court temps. A partir d’un certaine durée de transfert, le support satellite unidirectionnel est donc plus intéressant qu’un lien terrestre bas débit, même de type Numéris.

Tableau XI. COMPARAISON DU DÉBIT MOYEN OBSERVÉ SUR UN TRANSFERT FTP EN FONCTION DE LA DURÉE D’OBSERVATION –MODÈLE D’ERREUR À DEUX ÉTATS

5.4.2.1.2.2. Modélisation de type Gilbert

Toutefois, le modèle d’erreur utilisé ici n’est pas très réaliste. Le modèle proposé dans la partie 5.1.3.2 est donc utilisé ici pour avoir une idée de l’impact de pertes en rafale sur le service.

Dans ce cadre, les simulations ont été réalisées en prenant successivement un PLR de 10-4_,

de 10-3 _{et de 10}-2_{, tout en gardant des rafales de même taille en moyenne (4 paquets), soit une}

valeur de q égale à 0.25 ( Tableau XI).

L’observation reste dans les grandes lignes la même que précédemment. Toutefois on peut noter que les pertes en rafales ont une influence moindre sur le transfert que les pertes uniformément réparties : le débit est dans l’ensemble plutôt meilleur. Ce principe vient du fait que pour une seule erreur, TCP tend à considérer une rafale d’erreur, entraînant la réémission d’un grand nombre de données déjà reçues. Lors de rafales, TCP se comporte de la même manière, or le modèle de rafales peut introduire une perte de plus de 10 paquets consécutifs (Figure 5.10). Ainsi à un même taux de pertes global, TCP se comporte mieux sur un médium où les pertes de paquets se produisent en rafales, car les réémissions se font de manière plus efficace.

Figure 5.10 Exemple de pertes en rafale pour un PLR de 10-3 _{avec le modèle de Gilbert}

5.4.2.1.2.3. Conclusion

L’introduction de pertes dans la modélisation baisse certes les performances du système, mais celles-ci restent supérieures aux réseaux bas débit. De plus, les pertes de type rafale sont mieux supportées par les applications de type FTP. Pour la suite de cette étude, nous utiliserons alors, quand cela est nécessaire, le modèle à deux états pour représenter les pertes.

Ce type d’architecture de service est donc envisageable dans le cadre du système hybride. 5.4.2.1.3. UNE COMPARAISON REPOSANT SUR LE PROTOCOLE HTTP

Une troisième étude menée dans ce cadre repose sur le protocole HTTP. Avec un profil d’utilisateur identique dans chaque cas, nous proposons d’observer le nombre de pages consultées pendant une période de consultation d’un quart d’heure, soit 900 s. L’étude reprend la topologie présentée précédemment. Nous comparons ici un accès unidirectionnel satellite avec retour terrestre à différentes accès terrestres. L’étude satellite utilise le modèle d’erreur en rafale présenté précédemment, avec un PLR de 10-3_{. Le comportement de l’utilisateur est modélisé par}

un intervalle entre deux requêtes suivant une loi de Poisson, de moyenne 5 s (après que la précédente requête ait été traitée). La répartition des tailles de pages web suit une loi exponentielle dont la variation de la moyenne est un critère d’étude ici. Les résultats (Figure 5.11) sont obtenus via la méthode du batch mean, soit une moyenne sur 100 blocs de 900 secondes. Pour un quart

d’heure, nous considérons les résultats suffisamment décorrélés. Les simulations ont été réalisées sous NS 2.

Figure 5.11 Évolution du nombre de pages http consultées en un quart d’heure en fonction de la taille moyenne de ces pages

Les figures ci-dessus représentent cette évolution. On peut constater que la réactivité d’un accès satellite unidirectionnel, contrairement aux a priori, est presque comparable à celle d’un accès ADSL. En effet si l’on considère que la taille moyenne des pages web sont de 50 KB [130], en un quart d’heure un utilisateur accédant à Internet via un système satellite unidirectionnel, aura consulté en moyenne 94.1 pages (retour 9.6 Kb/s), contre à 117,5 pour un accès ADSL. De plus on peut noter que, mis à part pour des pages en moyenne très petites, l’accès par satellite unidirectionnel a de très bonnes performances. Pour des pages de tailles importantes, il dépasse de loin les accès terrestres bas débit, tous types confondus. L’évolution de la courbe montre comment le débit du lien influence plus directement la navigation web estompant l’impact du délai, quand les pages ont une tendance à être importantes.

La navigation web sur un accès satellite unidirectionnel propose des performances satisfaisantes, pouvant avoir un gain sur un accès très bas débit de l’ordre de 900 % pour des pages en moyenne de 50 KB.

5.4.2.1.4. CONCLUSION

Ces premières études permettent de conclure positivement sur le support d’un service d’accès par satellite. L’architecture proposée pour l’accès Internet standard est une solution meilleure que les solutions de type terrestre disponibles dans des zones isolées.