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Réseaux THD : exigences et défis technologiques pour des

services de bout en bout

Stéphane Bortzmeyer, Mohsen Souissi

Symposium THD

29 avril 2011

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Aperçu

• Quelques notions utiles

• Facteurs de variabilité de la capacité de bout en bout

– Des goulets d’étranglement qui bougent selon la capacité disponible

– Des trafics qui n’utilisent pas forcément un chemin optimal

– Les applications peuvent chercher le meilleur pair

• Usages Internet entre « évolution » et « révolution »

– Aspect « évolution » : le THD comme simple facilitateur

– Aspect « révolution » : le THD comme facteur déterminant

• Conclusion

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Quelques notions utiles • Le THD est une notion floue !

– À partir de quel débit peut-on considérer que c’est du THD ?

• 10 Mb/s ? 20 Mb/s ? 100 Mb/s ? Symétrique vs Asymétrique ?

– Avoir de la fibre à la maison (FTTH) n'est pas tout

• On peut être connecté à 100 Mb/s et n'avoir que 1 Mb/s de débit effectif avec l’interlocuteur avec qui on échange des données

• Plutôt se fier à des notions et des métriques rigoureusement définies

– Voir références [1]

• Plutôt utiliser la notion de capacité

– Capacité : ce que peut faire passer le réseau

• (cf. fiche « Capacité et débits ») [1]

– Débit : ce que le réseau transmet effectivement à un moment donné (observé)

– On s’intéresse à la capacité réseau de bout en bout, observée par l’utilisateur au niveau applicatif

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Quelques notions utiles (2)

• D’autres notions utiles

– Latence : délai d'acheminement

– Gigue : variation - de la latence ou du débit. Pour du « streaming », c'est souvent la métrique la plus importante

• Goulet d'étranglement

– C'est la partie du trajet où la capacité est la plus faible qui détermine la capacité du chemin

• Termes à fuir absolument :

– Bande passante : étymologiquement, cela n'a de sens qu'en analogique. Même si on est tolérant aux abus de langage, le gros problème de ce terme est qu'il dépend de la couche considérée (prise en compte des en-têtes)

– Vitesse (ou performance) : termes ambigus qui peuvent désigner aussi bien la capacité que la latence

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Aperçu

• Quelques notions utiles

• Facteurs de variabilité de la capacité de bout en bout

– Des goulets d’étranglement qui bougent selon la capacité disponible

– Des trafics qui n’utilisent pas forcément un chemin optimal

– Les applications peuvent chercher le meilleur pair

• Usages Internet entre « évolution » et « révolution »

– Aspect « évolution » : le THD comme simple facilitateur

– Aspect « révolution » : le THD comme facteur déterminant

• Conclusion

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Facteurs de variabilité de la capacité de bout en bout

• Des goulets d’étranglement qui bougent selon la capacité disponible

– Capacité dans les réseaux d’accès abonné : Qqs centaines kb/s à plusieurs

dizaines de Mb/s, souvent asymétrique

– Capacité dans les réseaux de collecte de FAI : Plusieurs centaines de Mb/s

– Capacité dans les dorsales de FAI/opérateurs et au niveau du transit entre

opérateurs : Quelques Gb/s à plusieurs dizaines de Gb/s

– Les goulets d'étranglement : un mal nécessaire ?• Il y en a toujours un : le tronçon de moindre capacité

• Souvent à la sortie du FAI, mais peut être partout ailleurs selon l’état

d’encombrement du réseau

• Une des raisons est le « fanout » ou surréservation : si le FAI vend du 100 Mb/s à

N abonnés, il n'a jamais de ligne de sortie à N*100 Mb/s

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Facteurs de variabilité de la capacité de bout en bout (2)

• Des trafics qui suivent un chemin décidé par un mécanisme de

routage

– Le routage dépend généralement de la longueur du chemin• Rarement de la capacité de bout en bout

• Il est possible d’influencer les décisions de routage par des politiques techniques

qui supplantent le fonctionnement par défaut

– Les trafics pair-à-pair n’ont généralement pas connaissance des meilleurs

pairs en terme de capacité réseau de bout en bout• Des mécanismes au niveau des applications permettent d’améliorer

– La mise à disposition de services en mode CDN (« Content Delivery

Network ») ou Anycast permet d’améliorer à la fois la latence et la capacité

de bout en bout

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Les applications peuvent chercher le meilleur pair

• Depuis que l'Internet existe, les applications cherchent le meilleur pair :

– Test d'une liste de miroirs potentiels

– Test des serveurs de noms par un résolveur (on garde le plus rapide)

• Il existe des méthodes plus générales comme le futur protocole « ALTO »

– « Application-Layer Traffic Optimization » (ALTO) permet de privilégier des pairs proches en terme topologie réseau

– Le principe d'ALTO est de demander à un « oracle » quel est le meilleur pair

– Voir références [2]

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Aperçu

• Quelques notions utiles

• Facteurs de variabilité de la capacité de bout en bout

– Des goulets d’étranglement qui bougent selon la capacité disponible

– Des trafics qui n’utilisent pas forcément un chemin optimal

– Les applications peuvent chercher le meilleur pair

• Usages Internet entre « évolution » et « révolution »

– Aspect « évolution » : le THD comme simple facilitateur

– Aspect « révolution » : le THD comme facteur déterminant

• Conclusion

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Usages Internet :entre « évolutions » et « révolutions »

• Aspect « évolution » : le THD comme simple facilitateur

– Navigation Web (HTML), e-mail,transfert de fichiers…

– C’est juste plus rapide et plus agréable si le chemin est fluide de bout en bout

– Certaines technologies d’infrastructure permettent juste d’augmenter la

capacité, sans rupture significative (exemple : passage de liens ATM 155

Mb/s à des liens à 622 Mb/s) ou passage de liens Fast Ethernet (100 Mb/s) à

des liens Gb Ethernet)

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Usages Internet :entre « évolutions » et « révolutions » (2)

• Aspect « révolution » : le THD comme facteur déterminant

– Applications qu'on n'aurait pas pu utiliser à cause du manque de capacité

suffisante (YouTube, « IPTV  » , DailyMotion, Megaupload, Netflix,

Flickr...), à supposer qu'on puisse même les inventer à l'époque (avant

l’avènement du THD)

– Applications inadaptées à un modèle de facturation au volume, d’autant que

l'utilisateur ne contrôle pas ce qui se passe : WoW, BitTorrent…

– Applications « always on  » trop bavardes et tout le temps : Google Maps,

messagerie instantanée, « Internet des objets »

– Applications nouvelles « contactables », arrivées au moment où les NAT ont

prospéré (p2p, IPv6...) [3]

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Conclusion

• Le THD de bout en bout, quand il est disponible, favorise l’innovation en matière de développement d’applications réseau gourmandes en débit

• Pour bénéficier du THD de bout en bout, il faut que la capacité du chemin soit suffisamment élevée pour répondre aux besoins applicatifs de l’utilisateur

• Disposer de la fibre à domicile (FTTH) est une condition localement confortable mais elle est loin de garantir un confort global

• Il est possible d’améliorer la capacité de bout en bout, en utilisant des mécanismes visant à rapprocher les interlocuteurs et à mieux répartir les ressources sur le réseau

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Références

• [1] – Cf. fiche thématique « Capacité et débit » :

http://www.portailthd.fr/blogs/post/ojonas/2009/10/fiche-capacitedebit/

– RFCs du groupe de travail IPPM de l'IETF notamment RFC 2330 (cadre et définitions), RFC 3393 (gigue) et RFC 5136 (définition de la capacité)

• [2]– « Internet-Drafts » du groupe de travail ALTO de l'IETF, RFC 5693 (cahier des

charges d'ALTO), RFC 6029 sur les travaux existants,

– Exposé THD à l'atelier « Réseaux P2P et overlay » du 29 nov. 2010 (http://www.portailthd.fr/blogs/post/annelucie/2010/12/retour-sur-latelier-pair-a-pair-et-overlay/)

• [3]– Cf. fiche thématique sur IPv6 : http://www.portailthd.

fr/blogs/post/ojonas/2009/10/fiche-ipv6/