La différenciation de services

L’Internet existant, fondé sur le principe du Best Effort (voir [H 2 285]), n’a pas été initialement conçu pour prendre en compte des informations de qualité de service (QoS). Le modèle Best Effort maximise l’utilisation de ressources tout en simplifiant l’opération des équipements d’interconnexion. Quand la mémoire d’un routeur est saturée, les paquets arrivants sont rejetés. Les mécanismes de retransmission de TCP (Transport Control Protocol) recouvrent ces pertes, garantissant un transfert sans faute de bout en bout. Simultanément, les algorithmes de « slow start » et de « congestion avoidance », implantés dans TCP, assurent une distribution de ressources relativement équitable  .

Si le comportement de TCP répond aux besoins d’applications traditionnellement majoritaires dans le réseau comme telnet ou ftp , il est peu adapté pour la transmission des flux avec des contraintes temporelles. Les applications de visioconférence ou de voix sur IP (VoIP) sont pour la plupart basées sur le protocole UDP (User Datagram Protocol) . Ce protocole peut être utilisé pour obtenir un débit quasi constant, mais il n’implante pas de mécanisme de gestion de la congestion. La présence de flux non adaptatifs affecte la performance de TCP, pénalisant les applications basées sur ce protocole. Des mesures de contrôle sont nécessaires pour éviter la saturation du réseau par les flux non adaptatifs, en assurant qu’un minimum de ressources est disponible pour que les applications TCP puissent communiquer.

Les mécanismes de contrôle de TCP empêchent la gestion du partage des ressources. La quantité de ressources accordées à un flux dépend de la capacité des liens et de la présence d’autres flux dans le réseau. Des intérêts économiques poussent à la modification de ce comportement. Une distribution contrôlée de la bande passante permettrait aux opérateurs de définir de nouveaux services qui pourraient être facturés en conséquence. S’il devient possible dans l’Internet d’assurer le débit ou le délai observés, les opérateurs seront en position d’implanter une politique tarifaire conforme aux ressources accordées.

L’évolution d’Internet pour prendre en compte les besoins des nouveaux flux et pour contrôler la distribution de ressources se fait en modifiant, au niveau 3, les mécanismes de file d’attente dans les routeurs ou en se basant sur les propriétés offertes par le niveau 2 (priorités dans IEEE 802.1p, classes de services ATM - Asynchronous Transfer Mode) plutôt qu’en modifiant TCP. Les mécanismes de contrôle de flux de ce protocole sont très mal compris à grande échelle, les modèles analytiques ne sont pas assez précis et la simulation ne peut s’appliquer qu’à de petits réseaux. Comme le bon fonctionnement de l’Internet repose sur ces mécanismes, les modifications de TCP se font très lentement .

Afin d’avoir une vision claire sur la différenciation de services, cet article en montre dans une première partie les motivations ainsi que le cheminement suivi pour arriver aux solutions proposées aujourd’hui. Les mécanismes expliqués ensuite sont les briques de base nécessaires à la mise en œuvre de la différenciation dans les réseaux. L’une des tâches essentielles lors de la mise en place de la différenciation de services est de choisir les mécanismes appropriés et de les paramétrer de façon à ce que la composition de leurs actions accomplisse le traitement différencié des flux dans le réseau. Une dernière partie présente le modèle DiffServ défini à l’IETF (Internet Engineering Task Force) afin de mettre en œuvre la différenciation de services dans le réseau.