Bibliographie & annexes
Présentation
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)
-
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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Asymétrie dans la capacité des liaisons2. Impact des délais et des capacités de transmission
2.1 Produit capacité-délai (BDP)
Concernant l’utilisation de la capacité disponible des liaisons [34, section 3.1], le mécanisme de contrôle de flux basé sur une fenêtre glissante a un impact sur la performance de TCP : au fur et à mesure que la taille de la fenêtre efficace d’émission augmente, l’émetteur TCP va injecter de plus en plus de segments sans attendre la réception des ACK confirmant ces données, et ce, jusqu’à ce que la transmission se fasse sans interruption.
-
Considérons un réseau idéalisé, composé d’un émetteur et d’un récepteur TCP reliés directement entre eux par une liaison unique, dont la capacité nette de transmission (i.e., vue au niveau TCP, avant encapsulation des données par les couches inférieures) est de C octets/s. La figure 1 illustre le comportement de l’émetteur pour deux valeurs différentes de la fenêtre. Intuitivement, on voit que l’émetteur doit disposer d’une fenêtre wnd telle que, pendant un RTT (temps d’aller et retour), il puisse continuer à envoyer des segments avant l’arrivée du premier ACK ; autrement dit :
![]()
( 1 )
avec :
- te :
- temps nécessaire pour transmettre un segment de taille MSS.
On définit la valeur « optimale » w opt de la fenêtre d’émission comme étant la valeur minimale de wnd telle que l’émetteur puisse transmettre de manière non interrompue.
En négligeant le temps d’émission te par rapport au temps d’aller-retour RTT, elle est donnée par :
w opt ≈ C · RTT( 2 )
( 1 )
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Impact des délais et des capacités de transmission
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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