Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Le protocole TCP a été conçu au début des années 1980 dans un contexte de technologies réseau qui sont très différentes de celles d’aujourd’hui. Même si sa longévité témoigne de sa robustesse, des évolutions technologiques posent de sérieux problèmes de performance à TCP. Quelques problèmes de performance dus aux caractéristiques des liaisons et aux technologies des couches basses sont présentés ici, avec un aperçu des évolutions et modifications possibles de TCP. Plusieurs techniques sont toujours du domaine de la recherche ; et l’accent est mis essentiellement sur celles qui ont fait l’objet d’un RFC de type Experimental à l’IETF.
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The TCP protocol was developed at the beginning of the 1980s within the context of network technologies which are extremely different from the ones of today. Although its longevity is a proof of its robustness, certain technological evolutions cause severe performance issues to the TCP. Several performance issues due to the characteristics of the liaisons and to the low-layer technologies are presented in this article including an overview of the evolutions and possible modifications of the TCP. Several techniques are still being researched; this article focuses on those that have been subjected to an experimental RFC at the IETF.
Auteur(s)
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David ROS : Maître de Conférences dans le Département RSM (Réseaux, Sécurité et Multimédia) à l’ENST (École Nationale Supérieure des Télécommunications) de Bretagne
INTRODUCTION
Le protocole TCP a été conçu au début des années 1980 dans un contexte de technologies réseau qui sont très différentes de celles d’aujourd’hui. Même si sa longévité témoigne de sa robustesse, des évolutions technologiques – comme l’augmentation des débits et le caractère hétérogène des réseaux d’aujourd’hui (liaisons sans fil, réseaux cellulaires, réseaux d’accès asymétriques...) – posent de sérieux problèmes de performance à TCP. TCP est capable de s’adapter à des conditions du réseau très diverses (en termes de bande passante disponible, délais, pertes...), mais c’est au prix de conséquences importantes sur le comportement du protocole.
L’étude et l’amélioration de TCP dans son ensemble étant un sujet trop vaste, l’objectif de ce dossier est de présenter quelques problèmes de performance dus aux caractéristiques des liaisons et aux technologies des couches basses. On donne également un aperçu des évolutions et modifications possibles de TCP, visant à pallier ces problèmes. Plusieurs techniques, illustrées ici, sont toujours du domaine de la recherche ; et l’accent est mis essentiellement sur celles qui ont fait l’objet d’un RFC de type Experimental à l’IETF.
Ce dossier vient en complément de deux autres : « Protocole de transport TCP » Protocole de transport TCP et « TCP : performance et évolution du protocole » TCP : performance et évolution du protocole du même auteur.
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4. Liaisons radio
L’émergence de nouvelles technologies réseau basées sur la transmission radio (réseaux cellulaires, WiFi, WiMAX, Bluetooth...) impose de nouveaux défis à TCP, d’une part à cause des phénomènes liés à la radio, et d’autre part du fait des handovers entre stations de base, qu’elles soient de la même technologie (handover horizontal) ou de technologies radio différentes (handover vertical). Dans le cas des réseaux sans fil sans infrastructure, ou réseaux ad hoc, ces problèmes sont aggravés par les changements de route inhérents à la nature de ces réseaux et des protocoles de routage utilisés.
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En effet, TCP a été conçu en tenant compte implicitement d’un contexte filaire, où la perte d’un paquet IP est généralement interprétée comme un problème de congestion. Ainsi, la performance du protocole se dégrade de façon significative lorsque les pertes de paquets ne sont pas principalement dues à la saturation du réseau. Des caractéristiques inhérentes aux réseaux sans fil – comme l’évanouissement du signal, le bruit électromagnétique ou la mobilité des terminaux – font que la probabilité de perte d’un paquet pour des raisons autres que la congestion soit relativement élevée. La perte d’un paquet étant prise à tort par un problème de congestion, un TCP standard va réagir en réduisant sa fenêtre de congestion et donc son débit, sans que cela ne soit nécessaire. De ce fait, le débit moyen efficace (throughput ) d’une connexion TCP dans un environnement sans fil peut être sensiblement inférieur à celui d’une connexion sur un réseau filaire, même si elles sont toutes les deux soumises aux mêmes conditions de pertes dues à la congestion.
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Les liaisons radio peuvent également avoir des capacités de transmission relativement faibles et variables dans le temps. Cette variation peut être une conséquence de la mobilité des terminaux.
Exempledans certains systèmes, la puissance d’émission de la station de base (et donc la capacité de transmission) varie en fonction de la distance du terminal à cette station.
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De plus, les réseaux sans fil présentent souvent des délais importants, et surtout des fluctuations de délai,...
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Liaisons radio
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ALLMAN (M.) - TCP Congestion Control with Appropriate Byte Counting (ABC). - Internet Standards Track RFC 3465, IETF (2003).
-
(2) - ALLMAN (M.), DAWKINS (S.), GLOVER (D.), GRINER (J.), TRAN (D.), HENDERSON (T.), HEIDEMANN (J.), TOUCH (J.), KRUSE (H.), OSTERMANN (S.), SCOTT (K.), SEMKE (J.) - Ongoing TCP research related to satellites. - Internet Standards Track RFC 2760, IETF (2000).
-
(3) - ALLMAN (M.), FLOYD (S.), PARTRIDGE (C.) - Increasing TCP’s Initial Window. - Internet Standards Track RFC 3390, IETF (2002).
-
(4) - ALLMAN (M.), GLOVER (D.), SANCHEZ (L.) - Enhancing TCP over satellite channels using standard mechanisms. - Internet Standards Track RFC 2488, IETF (1999).
-
(5) - BALAKRISHNAN (H.), PADMANABHAN (V. N.) - How network asymmetry affects TCP. - IEEE Communications Magazine, p. 60-67 (2001).
-
(6) - BALAKRISHNAN (H.), PADMANABHAN (V. N.), FAIRHURST...
ANNEXES
Internet Engineering Task Force (IETF) : tous les documents issus des groupes de travail, ainsi que les Internet Drafts (documents de travail), sont disponibles gratuitement sur le site de l’IETF. http://www.ietf.org/
Groupes de travail de l’IETF : les groupes de travail tcpm (TCP Maintenance and Minor Extensions) et tsvwg (Transport Area Working Group) s’intéressent à l’évolution de TCP et des protocoles de transport en général, respectivement. http://www.ietf.org/html.charters/tcpm-charter.html http://www.ietf.org/html.charters/tsvwg-charter.html
Internet Research Task force (IRTF) : les documents et la liste publique de discussion du groupe de recherche TMRG, ainsi que des pointeurs d’intérêt, sont disponibles à l’adresse ci-dessous : http://www.icir.org/tmrg/ Pour ce qui est du groupe de recherche ICCRG, créé en novembre 2005, une description des objectifs du groupe et la liste publique de discussion sont disponibles à l’adresse ci-dessous. http://www.irtf.org/charter?gtype=rg&group=iccrg Enfin, la liste publique de discussion du groupe de recherche End-to-End, à l’IRTF, est consacrée entre autres aux problématiques de recherche autour des protocoles de transport, dont TCP. http://www.postel.org/mailman/listinfo/end2end-interest
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