2.3 Qualité de service pour les trafics envoyés sur TCP et UDP
2.3.1 QdS des réseaux virtuels, IMS (IP Multimedia Subsystem) et
Un client mobile possède normalement un seul appareil qui exploite plusieurs technolo- gies sans fils en sélectionnant une configuration selon ces technologies. Une solution pertinente pour améliorer la performance de TCP [11] se résume en changeant la taille maximale des segments TCP et en modifiant des algorithmes TCP lors d’un changement d’une technologie à une autre. Le protocole IP mobile constitue une source supplé- mentaire de délais pour les réseaux sans fils. Par exemple, quand un client voyage ayant son appareil cellulaire, sa connexion change d’une cellule mobile à une autre (en anglais, Handover ). Lors d’une connexion TCP, ceci peut interrompre temporairement l’échange de données avec le réseau central. Ceci peut être mal interprété par TCP qui considère cela comme une congestion de réseau et par conséquent, il réduit son débit de données transmises. Les informations du trajet de connexion TCP changent lors d’un changement de technologie par l’appareil cellulaire. Ces informations incluent la largeur de bande passante disponible, le temps de propagation aller-retour et le seuil de retransmission (en anglais, RTO : Retransmission Time out).
Pour les réseaux virtuels fondés sur des circuits ou bien des lignes dédiées virtuelles (en anglais, Virtual Leased Lines), un mécanisme d’adaptation est proposé [94] pour modifier les trajets ou chemins (en anglais, paths) dans le dessein de respecter les paramètres déterministes de la QdS. Normalement, ces réseaux virtuels relient des branches d’une entreprise ou de deux institutions différentes. Le mécanisme engendre un contrôleur fondé sur la logique floue pour ajuster les ressources allouées à un trajet selon les variations du trafic dans ce trajet, dans le but de respecter les contraintes de la QdS. Un délai acceptable du trafic est l’un des paramètres pertinents de la QdS à améliorer en supposant que les informations du lien virtuel sont fournies à l’avance par un protocole de routage étendu, par exemple.
Considérons SIP (en anglais, Session Initiation Protocol) [21] qui est un protocole de signalisation destiné à l’établissement des sessions de communications pour plusieurs applications dont la téléphonie sur Internet. Une amélioration à SIP a été proposée par l’article [52] afin d’améliorer la QdS dans les réseaux IP, en particulier les réseaux exploi- tant Diffserv. L’approche dans cet article permet à SIP de gérer des informations sur la QdS. Elle exploite COPS (en anglais, Common Open Policy Service) qui est un protocole permettant aux serveurs de politiques d’envoyer leurs décisions aux équipements du réseaux comme les routeurs, pour le contrôle de l’admission dans le réseau Diffserv.
Dans ce réseau capable de maintenir la QdS, les entités COPS interagissent avec des serveurs SIP (appelé Q-SIP) et avec des médiateurs de largeur de bande passante BB (en anglais, Bandwidth Broker ). Un client de COPS (celui-ci est effectivement le Proxy Q-SIP comme expliqué dans les lignes qui suivent) demande une réservation de ressources auprès d’une entité COPS appelée COPS-DRA (COPS-DiffServ Resources Allocation) qui se trouve dans le routeur1 situé aux bornes du réseau Diffserv. Quand
un appelant SIP lance une requête INVITE, celle-ci est interceptée par un serveur Proxy Q-SIP. Ce dernier décide si la session doit tenir compte de la QdS ou non. Si oui, il ajoute des paramètres de la QdS à INVITE et l’envoie au prochain serveur Q-SIP jusqu’au destinataire. Quand ce dernier accepte l’appel, son Q-SIP Proxy lance une demande de réservation de ressources auprès du serveur central de l’admission des ressources BB. L’architecture que définit le 3GPP pour un système multimédia sur IP, appelé IMS (en anglais, IP Multimedia Subsystem), inclut les éléments principaux suivants [67] : • Un protocole de signalisation (SIP).
• Des architectures fournissant la QdS pour le réseau IP, notamment InteServ (en anglais, Integrated Services), visant les données en paquets, et DiffServ, pour les données en flots. InteServ est un autre standard dans le même domaine. DiffServ est plus extensible (en anglais, scalable) mais moins dynamique comparativement à InteServ. MPLS (en anglais, Multi Protocol Label Switching) est une technologie qui peut jouer un rôle important dans ce domaine, comme un back-bone pour Diffserv. L’utilisation d’InteServ est plus coûteuse en gestion puisqu’il exploite RSVP (en anglais, Resource ReServation Protocol) pour chaque flot de paquets.
• Un contrôle des politiques du réseau (en anglais, PCF : Policy Control Function). Ces entités sont reliées, entre autres, à l’authenticité, à l’autorisation, à la gestion des ressources et à l’admission des appels. COPS est un candidat pour l’interaction entre les entités qui décident des paramètres de la QdS et des PEPs (en anglais, Policy Enforcement points, un routeur en est un exemple) qui les exécutent. Ces entités décideurs sont appelées PDPs (en anglais, Policy Decision Points), par exemple, un BB Bandwidth Broker.
L’article [67] analyse aussi la coopération entre les protocoles de l’IMS. L’analyse effectuée peut servir dans un contexte d’un fournisseur de service dans un réseau IP.
Parmi les options technologiques offertes pour renforcer la QdS, il y a en particulier ATM (en anglais, Asynchronous Transfer Mode), RSVP, InteServ et DiffServ. L’article [31]
1Dans l’article, l’entité du routeur est implanté dans un ordinateur exploitant la plate-forme Linux. Pour
simplifier l’architecture de plus, l’entité du BB réside aussi dans cet ordinateur. Le routeur joue le rôle de fournisseur de la QdS.
2.3. QUALITÉ DE SERVICE POUR LES TRAFICS ENVOYÉS SUR TCP ET UDP 25 s’attarde sur l’architecture de DiffServ pour la QdS pour IP, puisqu’elle est plus extensible (en anglais, scalable) que InteServ. L’article propose une nouvelle approche pour garantir la QdS de bout à bout, permettant aux clients d’accéder à des services où la QdS est gérée de façon automatique (en anglais, Plug and Play ). L’approche se résume en développant un outil pour classifier en temps réel les différents trafics dans un réseau. L’avantage de cet outil est qu’il peut être adapté afin de gérer dynamiquement la largeur de bande passante libre dans les réseaux DiffServ, en particulier, pour servir comme une entité supplémentaire du médiateur de la bande passante (en anglais, BB, Bandwidth Broker ). L’approche est fondée sur PHB (Per Hop Behaviour ) où PHB fait la distinction entre les paquets en les marquant selon leurs types en utilisant le code de 6 bits appelé DSCP (en anglais, Differntiated Service Code Point). Ce code DSCP est placé dans un champ réservé pour DiffServ dans l’en-tête IP.
Pour accommoder le trafic multimédia sur les réseaux IP, l’IETF et l’ITU ont adopté le pro- tocole RTP/RTCP (en anglais, Real Time Protocol/RealTime Control Protocol) [25]. Pour la diffusion multimédia en temps réel, on a adopté une version spécifique de RTP appe- lée RTSP (en anglais, Real Time Streaming Protocol). RTP est normalement exploité par les applications, vu qu’il est au-dessus du protocole UDP. L’une des façons d’éviter le délai pour le trafic de la voix, la taille des paquets est amincie pour réduire la probabilité de fragmentation et d’égarement dans les routeurs. Ainsi, du côté client, l’application ne subit pas de dégradations à cause de pertes de paquets et de congestions.
Considérons le protocole RSVP qui permet de réserver des ressources sur le réseau. Des modifications ont été apportées à RSVP dans [56] pour garantir un niveau accep- table de la QdS afin de surmonter des inconvénients comme le manque d’extensibilité et sa complexité. Les auteurs de l’article [56] proposent des améliorations pour rendre RSVP plus rapide et pour y ajouter de nouveaux mécanismes dont la mobilité, ce qui peut servir l’IP mobile. Les protocoles reliés à la QdS sur IP se classent sous deux catégories :
1. ceux utilisant une approche par paquet et
2. ceux utilisant une approche par flot comme le protocole RSVP.
Pour la première catégorie, les paquets contiennent des informations de la QdS sans intervention de la part des routeurs. Pour la deuxième catégorie, les ressources sont réservées d’avance en utilisant des messages spécifiques entre la source de données et sa destination (client). Cette approche sépare la signalisation et les données, ce qui favorise l’extensibilité.