Merci également à tous les stagiaires, avec qui j'ai passé de très bons moments autour de la machine à café. Enfin, après avoir brièvement décrit le concept de réseau de nouvelle génération (NGN), nous passerons en revue diverses propositions de mobilité couplée et de gestion de la QoS.
La Mobilité dans les Réseaux de Communication
Terminologie de la mobilité
- La mobilité personnelle
- La mobilité de session
- La mobilité de service
- La mobilité de terminal
- La mobilité de réseau
- Positionnement de notre étude sur la mobilité
Mobilité horizontale ou mobilité intra-technologique où un utilisateur se déplace de cellule en cellule au sein de la même technologie d'accès. Mobilité verticale ou inter-technologique, où l'utilisateur changera de technologie d'accès.
Les protocoles de gestion de la mobilité
- La gestion de la mobilité dans les technologies de niveau 1 et 2
- La gestion de la mobilité au niveau de la couche réseau
- La gestion de la mobilité entre les couches réseau et transport : le protocole HIP
- La gestion de la mobilité au niveau de la couche transport
- La gestion de la mobilité au niveau de la couche application avec SIP
- Les améliorations possibles
HMIPv6 peut alors généralement être utilisé comme solution de gestion de mobilité localisée au sein du même réseau d’accès. Gestion de la mobilité au niveau de la couche applicative avec SIP avec SIP.
Conclusion sur la mobilité
50 On constate donc qu'aucune couche ne semble présenter tous les avantages nécessaires à la gestion de la mobilité en s'adaptant à tout type d'application. Lors d'un changement de réseau, les exigences d'une application, par ex. permet le téléchargement de fichiers, différent des exigences d'une application VoIP. Il convient donc d'appréhender la problématique de la mobilité de manière plus globale, d'étudier les mécanismes permettant d'établir une qualité de service (QoS) adaptée à ces différents types d'applications et d'étudier les différentes possibilités qui relient ces deux notions. : mobilité et QoS.
La Gestion de la QoS
Les principes fondamentaux liés à la QoS
- Les principales métriques
- Exigences de QoS pour les applications audio et vidéo
- Exigences de QoS pour les applications de données
Qualité de service perçue, qui correspond à la qualité ressentie par l'utilisateur (appelée aussi QoE, qualité d'expérience). Notamment, on remarque que les applications de conversation audio et vidéo (vidéoconférence) sont plus exigeantes en termes de délai. Le Tableau 2 montre les exigences de QoS recommandées par l'UIT-T [93] pour les applications de données.
Les principaux modèles existants pour garantir la QoS
- Le modèle IntServ
- Le modèle DiffServ
- DiffServ vs. Intserv
Chaque classe de service est identifiée par une valeur codée dans un champ d'en-tête IP existant, redéfini par le groupe DiffServ et nommé DSCP (DiffServ Code Point), qui présente l'avantage de ne pas nécessiter l'utilisation d'un protocole de signalisation supplémentaire. Un client d'un domaine DiffServ (qui peut être un utilisateur ou un autre domaine DiffServ) doit négocier un accord avec le fournisseur de services responsable de ce domaine qui définit les conditions d'utilisation des services en question : cet accord est appelé SLA (Service Level Accord) et sa partie technique est spécifiée par différents SLS (Service Level Spécification). Cependant, dimensionner un domaine DiffServ sur la base de différents SLA avec des domaines et des utilisateurs voisins est une tâche difficile et complexe qui ne permet pas une adaptation dynamique aux changements rapides de trafic.
Protocoles de signalisation pour la QoS
- COPS et la notion de gestion de QoS par politique
- NSIS : un pas vers la signalisation générique
- SIP : le contrôle de session au service de la QoS
Ces paramètres sont négociés lors de la configuration de la session, ainsi que lors de toute modification. Mode « Activé », dans lequel l'établissement de session et la réservation de ressources sont effectués en parallèle, mais ne dépendent pas l'un de l'autre. Un mode « garanti » dans lequel une session n'est établie que si une réservation de QoS a été effectuée.
Architecture de QoS pour les réseaux de nouvelle génération
La signalisation SIP permet donc une gestion de la QoS beaucoup plus dynamique pour les applications qu'elle contrôle. SIP, bien que conçu à l'origine pour permettre le contrôle de session, peut donc être utilisé très efficacement dans la gestion dynamique de la QoS. Il soutient la mobilité générale, qui permettra un accès constant et indépendant du lieu aux services.
Mobilité et QoS : les solutions existantes
- Le support de la QoS pour Mobile IPv6 et ses extensions
- Le support de la QoS pour mSCTP
- Conclusion sur la gestion de la mobilité et de la QoS
Le protocole Mobile IPv6 et ses extensions ont fait l'objet de nombreuses propositions de prise en charge de la QoS. Cependant, la QoS n’est prise en compte qu’au niveau du nouveau routeur d’accès et non de bout en bout. Les solutions permettant de gérer la QoS pour un utilisateur mobile reposent donc essentiellement sur l'IPv6 mobile et certaines propositions ont été faites pour le mSCTP.
Conclusion
La suite de la thèse vise ensuite à mettre en œuvre une architecture permettant la gestion de la QoS et de la mobilité des utilisateurs, en se concentrant notamment sur le cas des réseaux de communication impliquant un système à satellites géostationnaires de type DVB-S2/RCS. Pour ce faire, nous nous intéresserons notamment à la définition d'une solution permettant au protocole SIP de gérer efficacement la mobilité et la QoS des applications multimédia d'un utilisateur. Mais en parallèle, pour toutes les autres applications que SIP ne peut pas gérer, nous définirons également une solution de mobilité et de QoS plus globale basée sur Mobile IPv6 ou ses extensions comme protocole de gestion de la mobilité.
Propositions d’Architectures pour la Mobilité et la QoS dans
Les réseaux satellite DVB-S2/RCS
- Les principales caractéristiques d’un système DVB-S2/RCS
- Les éléments d’un système DVB-S2/RCS
Transparent : Dans ce cas, lors de la réception d'un signal sur le canal montant (satellite sol), le satellite convertit uniquement la fréquence et la retransmet sur le canal. Il gère également les procédures liées à la connexion d'un ST (authentification, contrôle d'accès) ou à la synchronisation du système. 75 Les utilisateurs finaux peuvent être connectés directement au réseau satellite via un ST ou peuvent être connectés via un LAN, un WLAN ou encore un WMAN, lui-même connecté à ce ST.
Le projet SATSIX
La QoS dans les réseaux DVB-S2/RCS
- Le DAMA : un mécanisme d’allocation de bande passante à la demande
- La QoS de niveau IP
- La QoS de niveau MAC
- La QoS dans le projet SATSIX
- Contributions pour l’amélioration de la gestion de la QoS
L'idée d'un proxy SIP communiquant avec le serveur QoS a été introduite et développée précédemment pour automatiser la configuration de la QoS, mais uniquement pour rediriger un flux vers la file d'attente souhaitée dans le cas des applications SIP. Par conséquent, nous présenterons nos propositions architecturales pour la gestion de la QoS dans le paragraphe suivant. Une solution alternative à celle de l'Agent QoS pour la configuration de la QoS au niveau ST consiste à utiliser un proxy SIP amélioré s'inspirant du concept expliqué dans la section II.3.3.
La mobilité dans les réseaux DVB-S2/RCS
- Spécification de la mobilité SIP dans un système DVB-S2/RCS
- Evaluation théorique et recommandations
Dans le cas de l'utilisation du RO (2ème ligne), nous considérons que la procédure RRT est obligatoire pour les raisons de sécurité déjà évoquées dans la partie I.2.2.1.c. Dans le cas du mouvement 4, le tunnel PAR-NAR ne doit être maintenu que le temps que le MN échange localement le BU/BACK avec son HA et le délai D revient à 300 ms. En revanche, dans le cas de l'utilisation de la procédure Optimistic DAD, cela réduira le temps de chevauchement nécessaire pour obtenir une adresse pour le nouveau réseau et mettre en place le tunnel PAR-NAR.
Propositions d’architectures de mobilité et de QoS pour les systèmes DVB-S2/RCS
- Mobile IPv6 couplé au QoS Agent mobile
- FMIPv6 couplé au QoS Agent mobile
- SIP pour la gestion de la mobilité et de la QoS pour les applications interactives
Par conséquent, nous nous concentrerons d’abord sur la définition d’une solution permettant la gestion de la QoS dans le contexte de Mobile IPv6. Détection automatique de l'adresse du serveur QoS par l'agent QoS lors de la connexion au réseau (ou lors du changement de réseau), ce qui dans un système satellitaire signifie une détection automatique de l'adresse ST sur laquelle se trouve le nouveau réseau. SIP pour la gestion de la mobilité et QoS pour les applications interactives.
Conclusion
Mise à jour des paramètres de session pour l'envoi du message RE-INVITE, y compris la nouvelle adresse MN, ainsi que tous les nouveaux paramètres SDP. 109 en fournissant de nouvelles fonctionnalités de QoS et de gestion de la mobilité aux courtiers SIP. La dernière partie était consacrée à l'objectif final de notre thèse : relier mobilité et QoS dans le système satellite DVB-S2/RCS.
Implémentations et Evaluations
PLATINE : la plateforme d’émulation
- Environnement de développement de la plateforme d’émulation
- Les différents éléments de la plateforme
Le bloc porteuse satellite, responsable de l'émulation des porteuses (DVB-RCS, DVB-S2 et canaux de signal) et de l'émulation des taux de retard et d'erreur sur la liaison satellite. Pour permettre l'émulation de différents scénarios, chaque élément d'un réseau satellite DVB-S2/RCS est émulé sur un nœud dédié, comme le montre la Figure 41. Il permet l'émulation de différents types de systèmes satellitaires jusqu'à une configuration possible de délai, gigue, taux d'erreur, nombre de spots, type de satellite (transparent, régénératif ou mixte) et type de connectivité (maille, étoile).
Les outils nécessaire à l’évaluation
- Les outils de base
- Les outils pour la capture, le rejeu et l’analyse des flux
- Les outils pour la mobilité
- Les outils pour la QoS
Cela permet ensuite au proxy SIP local de savoir qu'il doit envoyer un message DEREGISTER au proxy SIP responsable du dernier domaine visité, satsix.org. Enfin, dans le cas d'une désinscription initiée par un autre proxy SIP, un proxy SIP désenregistre un utilisateur lorsqu'il voit un message REGISTER qui l'accompagne. 125 informations sur les réservations/libérations effectuées par le proxy SIP et transmises par le serveur QoS.
Evaluation de l’architecture de QoS dans un système DVB-S2/RCS
- Impact de la gestion des files d’attente : EF vs BE
- Impact des mécanismes liés aux requêtes RBDC
- Modification dynamique des ressources CRA
- Configuration de la file EF pour codec à débit variable
- Priorisation de la signalisation SIP
- Evaluation de notre service Web : le Media Type Repository
Dans le cas de la QoS, on constate que les flux audio et vidéo restent protégés malgré une petite augmentation du délai d'arrivée de la perturbation. Ensuite, la vitesse augmente progressivement avec l'augmentation du débit, ce qui est pris en compte pour le montant du CRA et la reconfiguration de la file d'attente EC. La priorisation de la signalisation SIP est donc essentielle, notamment dans le cas d'un redémarrage de session SIP après qu'un client SIP mobile a changé de réseau.
Evaluation des solutions de mobilité dans un système DVB-S2/RCS
- Comparaison des temps d’interruption
- Problème d’overhead
- Conclusion sur la mobilité
Dans le cas du move 1 pour Mobile IPv6 et FMIPv6, l'échange BU/BACK entre le MN et le HA prend une seconde de plus que prévu, sûrement dû à un bug dans la pile MIPL 2.0.2. Dans le cas où la méthode Optimiste DAD est utilisée, FMIPv6 devient alors la solution avec les temps d'interruption les plus longs pour les mouvements 1 et 2. Ainsi, dans le cas du mouvement 3, il arrivait que seuls les messages CoTi/CoT soient échangés avec le CN ( réduisant ainsi le temps d'interruption d'environ 1,2 s).
Evaluations des architectures couplant QoS et mobilité
- Mobile IPv6 couplé au QoS Agent mobile
- Gestion de la QoS et de la mobilité pour les applications interactives par SIP
- Conclusion sur les architectures couplant mobilité et QoS
Gestion de la qualité de service et de la mobilité pour les applications interactives SIP. Les proxys SIP (situés au niveau UT) ont ajouté des fonctionnalités concernant la gestion de la mobilité (voir IV.2.3.2.b). De plus, pour nos expérimentations nous avons utilisé des réseaux Wi-Fi (connectés au réseau satellite), mais nous ne sommes que intéressé par la configuration de la QoS au niveau du système satellite.
