Afif, Mèriem (2007) Interaction des Mécanismes RLC/MAC et de SCTP dans les Réseaux Mobiles B3G. PhD thesis Télécommunications, Informatique et Réseaux, ENST p.178.
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La tendance actuelle dans les réseaux de communication sans fils (EDGE/EGPRS, WLAN, AdHoc...) est focalisée sur l'étude des mécanismes d'interaction inter-couches. Le travail effectué dans cette thèse porte sur l'étude des mécanismes d'interaction entre la couche transport et la couche liaison et leurs applications pour contrôler les paramètres de transmission (liés au contrôle de congestion et de flux). Après une description détaillée des fonctionnalités de base de SCTP et de ses extensions mobiles, nous présentons une analyse de performances de SCTP avec multistreaming supportant une application interactive de type HTTP1.0 dans un environnement EDGE. Comparé au TCP, SCTP avec multistreaming améliore la qualité de service offert en évitant le problème de HOL blocking. La deuxième contribution porte sur l'amélioration de performances de handover data intra et inter réseaux d'accès. Nous proposons un nouveau chunk de contrôle SCTP, le QoS_Measurement_Chunk, qui remonte les mesures de qualité sur le lien radio, effectuées par le mobile, aux entités réseaux (SGSN et GGSN). Cette procédure, basée sur le multihoming associé à la mobilité a montré une amélioration de performances de la couche transport, comparée au SCTP standard, particulièrement pour la résolution des problèmes de dégradation de qualité en situation de handover data (EDGE/EDGE, EDGE/WLAN). Elle consiste principalement en une adaptation du flux de transmission sur la couche transport au flux de transmission au niveau liaison. C'est dans cette optique que se situe notre troisième contribution, consistant ainsi en une modélisation inter-couches (transport/liaison). Notre approche consiste en une formulation analytique du débit utile au niveau SCTP en fonction de celui au niveau liaison dans un réseau EDGE. Cette modélisation se base sur une optimisation inter-couches efficace de bout en bout, permettant d'adapter la taille de la fenêtre de congestion à l'état du canal de transmission radio.
| Item Type: | PhD Thesis (PhD) |
|---|---|
| Thesis Supervisor: | Martins, Philippe and Tabbane, Sami |
| Date: | 12 November 2007 |
| Board of examiners: | Robbana, Riadh and Chahed, Tijani and Najm, Elie and Guemarra, Sihem and Choukair, Zied |
| Ecole Doctorale: | ED 130 INFORMATIQUE, TELECOMMUNICATIONS ET ELECTRONIQUE (EDITE) |
| Discipline: | Télécommunications |
| Collection (Fonds): | ENST |
| Institution: | ENST |
| Department: | Informatique et Réseaux |
| Subjects: | 2. Information and Communication Sciences and Technologies |
| Uncontrolled Keywords: | Sctp, Multistreaming, Multihoming, Mobilité, Handover data inter-systèmes, Interaction inter-couches, Contrôle de congestion, Contrôle de flux. |
| ID Code: | 3131 |
| Deposited By: | Mèriem Afif |
| Deposited On: | 24 January 2008 |
Table of content
Table des matières
Résumé de l'étude 7
Abstract 9
Chapitre 1 : Introduction Générale 24
1.1. État de l'art de SCTP 24
1.2. Problématique 26
1.3. Motivation et contributions 28
1.4. Organisation du rapport 29
Chapitre 2 : Fonctions de bases de SCTP et Extensions mobiles de SCTP 31
2.1. Introduction 31
2.2. Limitations des protocoles de transport existants 32
2.3. Présentation générale du protocole SCTP 34
2.3.1 Généralités 34
2.3.2 Format générale d'un paquet SCTP 36
2.3.3 Établissement d’une association 39
2.3.4 Terminaison d’une association 43
2.3.5 Transfert des données utilisateurs (gestion des acquittements) 45
2.4. Contrôle de Congestion en SCTP 48
2.4.1 Différences entre contrôle de congestion en TCP et SCTP 49
2.4.2 Slow Start 50
2.4.3 Congestion Avoidance 51
2.4.4 Contrôle de congestion 52
2.4.5 Processus de retransmission rapide : Fast Retransmit on Gap Reports 53
2.4.6 Temporisateur de retransmission : T3-rtx 53
2.4.7 Path MTU Discovery: PMTU Discovery 54
2.5. Multistreaming et Association 55
2.6. Multihoming 56
2.6.1 Gestion des adresses IP 56
2.6.2 Contrôle des adresses empruntées (ou des chemins) 57
2.6.3 Transfert de données dans une association avec multihoming 59
2.7. Multihoming et mobilité 61
2.7.1 Extension de SCTP : Adressage dynamique 61
2.7.2 Procédure ASCONF de SCTP [STE 05] 62
2.7.3 Règles générales de gestion des adresses 63
2.7.4 Mobile SCTP (mSCTP) 64
2.7.5 Combinaison de la mobilité au niveau couche liaison avec celle au niveau transport 66
2.7.6 Insuffisances de mSCTP 66
2.7.7 Cellular SCTP : cSCTP 67
2.7.8 Mécanisme de gestion de mobilité au niveau transport (basé sur mSCTP) 68
2.8. Conclusion 69
Chapitre 3 : Évaluation de performance de SCTP sur l'interface radio EGPRS pour un trafic HTTP 71
3.1. Introduction 71
3.2. Application du protocole SCTP dans un contexte radio mobile 71
3.2.1 Les problèmes rencontrés lors de l’implémentation de TCP dans un environnement radio mobile 71
3.3. Le Multistreaming en SCTP 73
3.4. HTTP : protocole de couche application dans un réseau EGPRS 77
3.5. SCTP over ARQ 78
3.6. Introduction d’un trafic de type HTTP 79
3.7. Implémentation de SCTP sous NS2 81
3.8. Les paramètres de simulations 85
3.8.1 Configuration de la couche RLC/MAC et les paramètres de lien 85
3.8.2 Les paramètres couche transport 85
3.8.3 Validation du simulateur SCTP 86
3.8.4 Les paramètres couche application 87
3.9. Résultats obtenus et commentaires 87
3.10. Conclusion 94
Chapitre 4 : Multihoming et Handover Data intra et inter-RAT 96
4.1. Introduction 96
4.2. Formalisation de la modification proposée de SCTP 97
4.3. Contexte générale des simulations 99
4.3.1 Paramètres des simulations 100
4.4. Modification de SCTP : QoS-Measurement-chunk 100
4.4.1 Extension de SCTP : QoS-Measurement-chunk 101
4.4.2 QoS_Measurement_Chunk : Comportement pour un schéma de codage variable au cours d'une communication 107
4.4.3 Comportement du QoS_Measurement_Chunk : variations déterministes du schéma de codage 109
4.4.4 Comportement du QoS_Measurement_Chunk : variations aléatoires du schéma de codage 114
4.4.5 Cas de deux mobiles : Comportement du QoS_Measurement_Chunk avec variations déterministes du schéma de codage 118
4.4.6 Comportement du QoS_Measurement_Chunk : Application dans un contexte de handover data Inter-RAT (EGPRS/WLAN) 121
4.5. Conclusion 125
Chapitre 5 : Aspect Cross-Layer entre le mécanisme RLC/MAC EDGE/EGPRS et SCTP 127
5.1. Introduction 127
5.2. Caractéristiques de la technologie EDGE/EGPRS 127
5.2.1 Modulation et codage 127
5.2.2 Pile protocolaire 130
5.2.3 Évaluation de performances et contrôle de flux en EDGE/EGPRS 130
5.2.3.1 Contrôle de flux 131
5.2.3.2 Retransmission des données 132
5.3. Principe d'une optimisation Cross-Layer 132
5.4. Modélisation Cross-Layer : Transport/Liaison 133
5.4.1 Problématique 133
5.4.2 Modélisation 134
5.4.2.1 Solutions existantes dans la littérature 134
5.4.3 Solution proposée 136
5.4.3.1 Description des simulations 138
5.4.3.2 Modifications proposées sur le contrôle de congestion 139
5.4.3.3 Résultats des simulations 140
5.4.3.4 Validation des résultats obtenus 144
5.5. Conclusion 147
Chapitre 6 : Conclusions générales et perspectives 148
6.1. Contributions 148
6.2. Perspectives 149
Annexe 1 : Terminologie SCTP : chunk de données et chunk SACK - 151
1. Chunk de données - 151
2. Chunk SACK - 154
Annexe 2 : Validation du Simulateur SCTP sous NS2.27 - 156
1. Paramètres de simulations - 156
2. Résultats et interprétations des simulations - 157
a ). RTT - 157
b ). CWND - 158
c ). PBA : Partial_Byte_Acked - 159
d ). TSN et SSN - 159
Annexe 3 : Performances des protocoles TCP et TCP Eifel sur un lien radio en handover - 161
1. Performances de TCP - 161
2. Performances de TCP Eifel - 164
Annexe 4 : Gestion de QoS et contrôle de flux en EDGE/EGPRS - 167
1. Procédure d'activation de contexte PDP secondaire - 167
2. Procédure BSS Packet Flow Context (BSS-PFC) - 169
a ). Création de PFC - 170
b ). Transfert de données dans une situation d'activation de plusieurs contextes PDP - 171
Bibliographie - 174
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