Mesures et simulations du trafic dans la cellule

Les pertes, la latence et la gigue du délai seront les paramètres qui vont nous servir à l’évaluation des conditions de communication dans cette cellule dont nous venons de définir la taille. Ces performances dépendent de la qualité du signal provenant du point d’accès, mais aussi du fonctionnement de la couche MAC qui gère le partage du médium.

Une bonne qualité du lien avec l’AP va permettre d’atteindre des débits physiques optimums. La gestion de l’accès au médium entre les stations aura un impact sur les pertes, les délais, mais aussi le débit réel offert aux couches supérieures.

1.3.1 Mesure du taux de pertes

Quand nous avons décrit le fonctionnement de la couche MAC dans le chapitre III, nous avons dit qu’en cas d’échec de transmission (collision, perte d’acquittement, …), le standard a prévu un mécanisme de retransmission des trames. Ces retransmissions causent ainsi une

variation des délais de transmission et par conséquent de la latence et de la gigue. Mesurer l’impact du taux de pertes sur les performances est donc nécessaire.

Nous allons mesurer le nombre de retransmissions nécessaires aux stations en environnement réel afin de le comparer aux résultats de la simulation. Cela va nous permettre de vérifier l’analogie entre les deux, et nous donnera une idée sur la qualité des résultats que nous pouvons obtenir grâce à l’outil OPNET.

1.3.2 Ethereal et mode moniteur

Nous allons obtenir les résultats de mesures grâce à des outils d’analyse de réseaux. Ces outils rendent possible la visualisation des échanges de trames sur un canal. Dans la configuration présentée dans la figure 5.8, nous allons intégrer l’un de ces outils pour avoir la possibilité de voir le nombre de retransmissions nécessaires pour envoyer les trames. Mais avant, nous donnons une brève description de l’outil d’analyse Ethereal.

Ethereal (rebaptisé Wireshark) est l’un des outils les plus connus dans le domaine de la surveillance des échanges sur un réseau [Ethereal]. Couplé à une carte sans fil utilisant un pilote qui permet de la configurer en mode moniteur, il permet de capturer toutes les trames échangées dans une ou plusieurs cellules. Ce mode de fonctionnement particulier des cartes va nous permet de capturer également les trames de gestion de 802.11 (acquittements, beacons,…) et de voir leur contenu.

L'interface du logiciel, présenté sur la figure 5.7, est composée de trois zones. La zone supérieure liste les trames capturées avec quelques informations telles que l’heure de la capture de la trame, les adresses (IP ou MAC) de la source et de la destination et le type de protocole utilisé. La zone centrale permet de voir tous les en-têtes constituant la trame sélectionnée. Comme le logiciel reconnaît la plupart des protocoles, il est capable de faire un

découpage des différents champs associés aux différentes couches. La zone inférieure affiche les informations de la trame au format hexadécimal.

Figure 5.7. Interface d’Ethereal.

1.3.3 Configuration de mesures et de simulation

Dans cette configuration, nous utilisons quatre stations et un point d’accès. Deux stations fonctionnent dans le mode normal et vont effectuer des échanges avec le point d’accès. Les deux autres stations sont en mode moniteur, leur rôle est de capturer les échanges sur le médium entre les stations et l’AP.

Dans cette configuration (voir figure 5.8), le point d’accès est placé au centre de l’atelier à une hauteur de 2.50 m. Les stations sont diamétralement opposées et l’on déplace les stations par couple (station, moniteur) le long de la diagonale avec des pas de 1 m. La distance maximale qui peut séparer l’AP et une station est égale à 10 m, elle est notée dmax. Nous avons aussi fixé les puissances de transmission de l’AP et des stations à 1 mW (0 dBm). Avec

une telle puissance, le rayon de la cellule dans laquelle est assuré un débit de 11 Mbps est égal à une dizaine de mètres.

Figure 5.8. Configuration de mesures.

Afin de provoquer des collisions au niveau des AP, il faudrait que les transmissions des stations soient synchronisées, cette synchronisation est réalisée grâce à une station tierce qui envoie un TOP aux stations. Au TOP chaque station débute la transmission de 100 paquets vers l’AP. Chaque station en mode moniteur est placée à côté d’une station afin qu’elle puisse recevoir ce que cette dernière transmet, mais aussi de voir les acquittements de l’AP et les trames de la station concurrente. Avec cette configuration, nous allons effectuer quatre séries de mesures en faisant varier à chaque fois la taille des trames émises, de 100 à 800 octets (charge utile).

Grâce à Ethereal, nous allons pouvoir constater les retransmissions nécessaires pour chaque envoi en regardant le contenu du champ retry de l’en-tête contrôle de trames (frame control).

Tronçon #3 T ro nç on # 2 Station 1 Moniteur 1 Station 2 Moniteur 2 dmax Station Top Tronçon #1

Ce bit indique que la trame est une retransmission d’une trame précédemment transmise. Le champ retry peut être utilisé par la station réceptrice pour reconnaître des trames retransmises qui peuvent arriver lorsqu’ un accusé de réception se perd (voir la figure 5.9).

Figure 5.9. Exemple de champ Retry.

Pour l’AP et la station concurrente, nous sommes capables de voir les puissances de réception des trames par l’intermédiaire de la carte des stations moniteur. Cette information est contenue dans le champ RSSI (Received Signal Strength Indicator) qui est un indicateur de la puissance reçue par la carte 802.11 (voir la figure 5.10).

La même configuration a été implémentée sur la simulation. Les conditions de mesures ont été respectées sur le scénario (distances, fréquences d’échanges, puissances d’émissions, etc.). La figure 5.11 montre la configuration de la simulation. Nous y voyons les deux paires (station, moniteur) avec les trajectoires vers l’AP. Cet AP se trouve au centre et à une hauteur de 2.50 m.

Figure 5.11. Configuration de simulation.