Université des Sciences et Technologies Houari Boumediene Faculté d’Electronique et d’Informatique L3 GTR 2014/2015 Module : Technologies Réseau

La qualité de service dans les réseaux informatiques Par : TOUMI NASSIMA AFIR TAREK AMINE BERAHAL MOHAMED TAHAR BEKKOUCHE OUSSAMA

Sommaire 1. Pourquoi penser à la qualité de service? 2. Introduction à la QOS 3. Les différentes métriques de la QOS 4. Amélioration de la QOS 5. Les différents protocoles de la QOS 6. Le protocole RSVP 7.Conclusion

1. Pourquoi penser à la qualité de service ? Augmentation du nombre d’internautes  augmentation du trafic. Apparition de nouvelles applications multimédia qui sont sensibles au délai et à la perte de paquet et demandent un niveau minimum de ressources. Evolution des applications existantes et des contenus  des nouvelles exigences qui n'ont pas été prises en compte dans la conception des réseaux

2. Introduction à la QOS (1/3) 2.1 Définition: La qualité de service d'un réseau désigne sa capacité à transporter dans de bonnes conditions les flux issus de différentes applications, ces applications peuvent générer des flux de types: Informatique (transfert de fichiers,…) Voix (stream audio) Images (vidéo: stream vidéo) D'un point de vue technique la QoS est déterminée par différents paramètres ou métriques (la disponibilité, la bande passante, le délai ………ect ) . Variation des flux  solutions variées selon l'application

2. Introduction à la QOS (2/3) 2.2 Architecture de la QoS : La mise en œuvre d'une solution globale de QoS impose de disposer: De mécanismes horizontaux: pour signaler aux nœuds du réseau le comportement à adopter pour traiter tel ou tel flux. De mécanismes verticaux : pour offrir aux applications la QoS requise en utilisant des mécanismes de plus bas niveau.

2. Introduction à la QOS (3/3) 2.3 Les marchés de la QOS : 2.3.1 Le marché des entreprises : la QoS dans un réseau d'entreprise doit offrir un service réseau adapté aux besoin de chaque type d’application. 2.3.2 Le marché des opérateurs : Le support de la QoS au niveau de l’opérateur doit répondre a la demande des entreprises souhaitant interconnecter leurs sites disposant déjà de ces mécanismes . 2.3.3 Le marché des FAI : FAI pour Fournisseur d'Accès Internet est une société qui fournit un service de connexion Internet qui a pour objectif d’offrir les coûts les plus bas à un très grand nombre de clients.

3. Les différentes métriques de la QOS Il existe plusieurs métriques permettant de mesurer la qualité de service d’un réseau, les plus utilisées sont : La disponibilité . La bande passante . Le délai ou latence . La gigue . Le taux de pertes.

4. Amélioration de la QOS (1/4) 4.1 Les besoins : 4.1.1 Les besoins d’applications: Applications Informatiques : priorité faible, une bande passante faible, une bonne tolérance aux délais de transfert sur le réseau. Les applications interactives : Des exigences très strictes. Les applications voix : BP avec une utilisation modérée, un délai <= 250 ms. Les applications vidéo : Utilisation de mécanismes multicast . 4.1.2 Les besoins des utilisateurs : Différentes solutions existent selon la finalité de l'exploitant du réseau et le nombre de connexion et la moyens humains

4. Amélioration de la QOS (2/4) 4.2 Evaluation de la QOS : - Mesure : Collecter des données sur le fonctionnement du réseau. - Simulation: Reproduire le fonctionnement d’un système à l’aide d’un logiciel de simulation. - Analyse mathématique : Modélisation du réseau en formules smathématiques.

Amélioration de la QOS (3/4) 4.3 Les solutions QOS : les différents solution QOS sont: Le best effort : La gestion en best effort correspond à l'absence de mécanismes de QoS . Gestion du trafic au sein du réseau : consiste à implémenter des solutions de QoS dans les équipements du réseau, cette solution est basé sur l'intelligence des nœud qui vont mettre les flux moins prioritaires dans des files d'attente et réserver la BP .

4. Amélioration de la QOS (3/4) Mettre en place une solution aux extrémités du réseau : consiste à l’utilisation d'équipements variés et destinés aux entreprises comme les gestionnaires de la BP et les équipements de médiation application/réseau Le gestionnaires de BP : Un équipement très facile à utiliser (interface graphique ) pour indiquer les applications à favoriser.

4. Amélioration de la QOS (3/4) Les équipements de médiation Outils qui se placent à la frontière du domaine réseau et du domaine application. Les objectifs : La haute disponibilité du service pour les clients La performance de l'application. Parmi les approches utilisées avec les équipements de médiation : La répartition de charge vers des serveurs ou vers Internet La haute disponibilité grâce à la redondance des serveurs de façon transparente à l'utilisateur Les techniques de cache

4. Amélioration de la QOS (4/4) 4.4 Modèle et niveau de service QOS: 4.4.1 le Best Effort : représente l’absence de mécanismes de QoS avec une transmission basique des paquets en FIFO . 4.4.2 Les services différenciés (DiffServ) : ce modèle repose sur la différenciation des services en classifiant le trafic. Le principe est de reporter les pertes de données sur certaines classes pour en protéger d’autres considérées prioritaires. 4.4.3 Les services garantis (IntServ) : ce modèle repose sur les principes de contrôle d’admission et de réservation des ressources pour chaque flux, le protocole utilisé est RSVP (Resource reSerVation Protocol).

Les différents protocoles de la QOS Ethernet: La mise en œuvre de la QoS au niveau Ethernet est basée sur la priorité des trames. L'implémentation permet de définir 8 classes de trafic (sur 3 bits) à l'intérieur du champ TAG ajouté à la trame Ethernet de base. Frame Relay : Est basée sur l'utilisation du débit moyen garanti par le réseau et sur les temps de transfert.  On achemine les flux critiques dans les limites du débit moyen et les flux non critiques s'accommoderont du reste de la BP disponible.

5. Les différents protocoles de la QOS ATM (Asynchronous Trasfert Model): Protocole réseau de niveau 2 à commutation de cellules . Principe : Le découpage des paquets IP en petits paquets de taille fixe (53 octets) appelés cellules. Les classes de services dans ATM : CBR, RT-VBR, NRT-VBR, ABR, GFR, UBR. IntServ & RSVP (Resource ReSerVation Protocol): Se base sur la réservation de ressources dans le réseau.

5. Les protocoles de la QOS DiffServ & IP : Se base sur l'affectation d'un niveau de priorité à un ensemble de flux IP qui ont certaines caractéristiques en commun regroupés en agrégat. en fonction de cette identification on affecte une valeur de priorité dans l'en-tête des paquets IP MPLS (Le MultiProtocol Label Switching) : Protocole indépendant qui Réside uniquement sur les routeurs. On peut définir une politique de gestion de distribution des étiquettes selon les besoin les différentes applications.

6. Le Protocole RSVP Resource ReSerVation Protocol (ou RSVP) est un protocole de la couche transport du modèle OSI permettant de réserver des ressources dans un réseau informatique, Ou encore le moyen par lequel les applications communiquent de manière efficace et robuste leurs exigences sur le réseau. Services proposés : RSVP est un protocole de signalisation pour allouer dynamiquement de la bande passante aux applications orientées réseaux dans des environnements traditionnellement datagramme. Il est particulièrement utile pour les applications Multimédias de type CBR

6. Le Protocole RSVP

6.Le Protocole RSVP Travaille au dessus de IP (IPv4 ou IPv6) et occupe la place d'un protocole de transport dans la pile des protocoles mais ne transporte pas de données utilisateurs . RSVP passe de façon transparente les routeurs non RSVP.  RSVP n'est pas un protocole de routage. RSVP fait des réservation de ressources pour les applications unicast et multicast et s'adapte dynamiquement aux évolutions (participants, changements de routes).  Il est utilisé par un "host" pour le compte d'une application, pour demander une QoS au réseau (bande passante garanti, débit crête,..).  Il est utilisé par les routeurs pour le contrôle de la QoS et l'établissement et maintien du service demandé.

6.Le Protocole RSVP 6.3 Types de messages échangés grâce à RSVP : Sept types de messages RSVP ont été prévus: Path. Resv. PathErr. ResvErr. PathTear. ResvTear. ResvConf (optionnel. Un message RSVP est constitué d’une en-tête fixe et d’un corps variable :

6.Le Protocole RSVP 6.4 Fonctionnement 1)Le récepteur envoie la requête de QoS au démon RSVP local au routeur. 2)La requête Qos passe à 2 modules de décision: Admission Control : qui détermine si les ressources sont suffisantes en fonction de la requête (débit, taux de pertes...) Policy Control : qui vérifie que l'utilisateur a l'autorisation administrative de faire cette réservation. Il authentifie le demandeur et permet la facturation. 3)Envoie des paramètres de QoS aux deux modules de gestion de flots: Packet Classifier et Packet Scheduler. 4)Le scénario se reproduit pour le "saut" suivant .

Conclusion: La QoS est devenue un paramètre important lors de la conception des réseaux informatiques. Elle peut être évaluée , analysée et améliorée à l’aide de plusieurs méthodes. Elle permet d’offrir une expérience d’utilisation améliorée aux clients finaux.