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Mécanismes de Contrôle de Congestion




Realisé :                             Proposé par :
KNADEL Idriss                        Mr Idboufker

                         2012/2013




                                                      1
                                                          1
Plan
      Introduction


Algorithmes basique de CC


   Algorithmes de CC


       Conclusion




                            2
                                2
   CC = adaptation à la bande passante disponible à
    chaque instant

   Congestion = routeur avec file d'attente pleine
      Rejet/perte de paquet (car débordement mémoire routeur).
      Délais importants de transfert (car attente dans les files des
     routeurs).




                                                                       3
   Contrôle de flux : par rapport au récepteur
    ◦ l'émetteur adapte le nombre de paquets envoyés à la taille du
      buffer de réception

   Contrôle de congestion : par rapport au réseau
    ◦ l'émetteur adapte le débit des données envoyées à la bande
      passante instantanée du réseau

    => NB : ce n'est pas la taille des paquets, mais leur débit d'envoi
     qui change



                                                                          4
   Les algorithmes basiques de CC supportés par TCP
    sont [RFC 2581] :

    ◦   Slow start
    ◦   Congestion avoidance
    ◦   Fast retransmission
    ◦   Fast recovery




                                                       5
   L’idée est d’émettre de plus en plus jusqu‘à
    l'observation d'une congestion.

   A partir de la essayer de réguler l‘émission pour
    supprimer la congestion .

   Au niveau TCP , l'observation de la perte d'un paquet
    est assimilé à un début de congestion.



                                                            6
   Taille de la Fenêtre de congestion « cwnd ».
   Seuil de démarrage lent « ssthresh »
    - Estimation de la bande passante disponible
   RTT (Round Trip Time)




                                                   7
   But : retrouver rapidement la bande passante
    Disponible
    ◦ Initialement « cwnd=1 ».
    ◦ ssthresh = valeur prédéterminée.
    ◦ cwnd *= 2 à chaque RTT (croissance exponentielle).
    ◦ Si atteinte ssthresh :
       on entre en congestion avoidance
    ◦ Si perte :
       ssthresh = cwnd / 2
       cwnd = 1
       on relance le slow start.
                                                           8
   But : augmenter le débit en testant gentiment la bande
    passante disponible.
   Utilisé quand cwnd >= ssthresh.
    ◦ cwnd = cwnd +1 à chaque RTT (croissance linéaire).
    ◦ Si perte :
      ssthresh = cwnd / 2
      cwnd = 1
      retour au mode slow start




                                                             9
10
   But : détecter plus rapidement la perte d'un paquet (et
    le retransmettre).

   DupACK : un accusé identique au précédent
    ◦ – si paquet N arrive au récepteur avant N-1, son accusé est
      identique à l'accusé de N-2.

   Fast retransmission : si N dupacks, on n'attend plus le
    timeout, mais :
    ◦ on retransmet le paquet
    ◦ on entre en slow start (Tahoe) ou fast recovery (les autres)


                                                                     11
   But: permet d’ éviter que le canal de communication ne
    soit vide évitant ainsi le besoin de démarrer le slow
    start pour le remplir de nouveau.
   Cwnd= ssthresh/2 ( si réception de N dupACK).
   Cwnd = cwnd +1 à chaque RTT (croissance linéaire).




                                                         12
   Tahoe : slow start + congestion avoidance + fast
    retransmission.
   Reno : Tahoe + fast recovery.
   Newreno : Reno + adaptation aux pertes successives.
   Vegas : basé sur l'historique du RTT (état des routeurs).
   Westwood+ : basé sur l'historique du RTT, meilleure
    utilisation si pertes aléatoires
   Beaucoup d'autres...



                                                            13
   Perte <=> timeout ou 3 dupacks
   Utilise :
    ◦ Slow start
    ◦ Congestion avoidance
    ◦ Fast retransmission




                                     14
   TCP Reno est la variante la plus populaire.
   Reno = Tahoe + fast recovery

   TCP Reno peut différencier entre les deux cas suivants:

    ◦ perte de paquet aperçue par le RTO (le réseau subit une
      congestion sévère).
    ◦ perte de paquet aperçue par des acquittements dupliqués (la
      congestion dans le réseau n’ est pas sévère)



                                                                    15
16
   Windows Vista : Compound TCP
   Windows XP :TCP Reno (or New Reno)
   Linux kernel 2.6.19 : CUBIC.
   Linux up to kernel version 2.6.18: BIC
   Il n'est pas aisé de parler de meilleure version TCP : il y
    a des versions adaptées aux :
    ◦ Réseaux très hauts débits,
    ◦ Réseaux petits débits,
    ◦ Réseaux qui font beaucoup d'erreurs.




                                                             18
   Contrôle de congestion dans le protocole TCP ( Eugen Dedu ).

   Etudes de la consommation d’énergie de TCP
    Tahoe, Reno, New-Reno, SACK, Vegas et WestwoodNR dans
    les réseaux ad hoc ( Alaa Seddik Ghaleb*, Yacine Ghamri-
    Doudane** et Sidi-Mohammed Senouci*).

   Etude détaillée du protocole TCP Le contrôle de congestion
    (M. Heusse, P. Sicard).




                                                                 19

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Présentation algo

  • 1. Mécanismes de Contrôle de Congestion Realisé : Proposé par : KNADEL Idriss Mr Idboufker 2012/2013 1 1
  • 2. Plan Introduction Algorithmes basique de CC Algorithmes de CC Conclusion 2 2
  • 3. CC = adaptation à la bande passante disponible à chaque instant  Congestion = routeur avec file d'attente pleine Rejet/perte de paquet (car débordement mémoire routeur). Délais importants de transfert (car attente dans les files des routeurs). 3
  • 4. Contrôle de flux : par rapport au récepteur ◦ l'émetteur adapte le nombre de paquets envoyés à la taille du buffer de réception  Contrôle de congestion : par rapport au réseau ◦ l'émetteur adapte le débit des données envoyées à la bande passante instantanée du réseau => NB : ce n'est pas la taille des paquets, mais leur débit d'envoi qui change 4
  • 5. Les algorithmes basiques de CC supportés par TCP sont [RFC 2581] : ◦ Slow start ◦ Congestion avoidance ◦ Fast retransmission ◦ Fast recovery 5
  • 6. L’idée est d’émettre de plus en plus jusqu‘à l'observation d'une congestion.  A partir de la essayer de réguler l‘émission pour supprimer la congestion .  Au niveau TCP , l'observation de la perte d'un paquet est assimilé à un début de congestion. 6
  • 7. Taille de la Fenêtre de congestion « cwnd ».  Seuil de démarrage lent « ssthresh » - Estimation de la bande passante disponible  RTT (Round Trip Time) 7
  • 8. But : retrouver rapidement la bande passante Disponible ◦ Initialement « cwnd=1 ». ◦ ssthresh = valeur prédéterminée. ◦ cwnd *= 2 à chaque RTT (croissance exponentielle). ◦ Si atteinte ssthresh :  on entre en congestion avoidance ◦ Si perte :  ssthresh = cwnd / 2  cwnd = 1  on relance le slow start. 8
  • 9. But : augmenter le débit en testant gentiment la bande passante disponible.  Utilisé quand cwnd >= ssthresh. ◦ cwnd = cwnd +1 à chaque RTT (croissance linéaire). ◦ Si perte :  ssthresh = cwnd / 2  cwnd = 1  retour au mode slow start 9
  • 10. 10
  • 11. But : détecter plus rapidement la perte d'un paquet (et le retransmettre).  DupACK : un accusé identique au précédent ◦ – si paquet N arrive au récepteur avant N-1, son accusé est identique à l'accusé de N-2.  Fast retransmission : si N dupacks, on n'attend plus le timeout, mais : ◦ on retransmet le paquet ◦ on entre en slow start (Tahoe) ou fast recovery (les autres) 11
  • 12. But: permet d’ éviter que le canal de communication ne soit vide évitant ainsi le besoin de démarrer le slow start pour le remplir de nouveau.  Cwnd= ssthresh/2 ( si réception de N dupACK).  Cwnd = cwnd +1 à chaque RTT (croissance linéaire). 12
  • 13. Tahoe : slow start + congestion avoidance + fast retransmission.  Reno : Tahoe + fast recovery.  Newreno : Reno + adaptation aux pertes successives.  Vegas : basé sur l'historique du RTT (état des routeurs).  Westwood+ : basé sur l'historique du RTT, meilleure utilisation si pertes aléatoires  Beaucoup d'autres... 13
  • 14. Perte <=> timeout ou 3 dupacks  Utilise : ◦ Slow start ◦ Congestion avoidance ◦ Fast retransmission 14
  • 15. TCP Reno est la variante la plus populaire.  Reno = Tahoe + fast recovery  TCP Reno peut différencier entre les deux cas suivants: ◦ perte de paquet aperçue par le RTO (le réseau subit une congestion sévère). ◦ perte de paquet aperçue par des acquittements dupliqués (la congestion dans le réseau n’ est pas sévère) 15
  • 16. 16
  • 17. Windows Vista : Compound TCP  Windows XP :TCP Reno (or New Reno)  Linux kernel 2.6.19 : CUBIC.  Linux up to kernel version 2.6.18: BIC
  • 18. Il n'est pas aisé de parler de meilleure version TCP : il y a des versions adaptées aux : ◦ Réseaux très hauts débits, ◦ Réseaux petits débits, ◦ Réseaux qui font beaucoup d'erreurs. 18
  • 19. Contrôle de congestion dans le protocole TCP ( Eugen Dedu ).  Etudes de la consommation d’énergie de TCP Tahoe, Reno, New-Reno, SACK, Vegas et WestwoodNR dans les réseaux ad hoc ( Alaa Seddik Ghaleb*, Yacine Ghamri- Doudane** et Sidi-Mohammed Senouci*).  Etude détaillée du protocole TCP Le contrôle de congestion (M. Heusse, P. Sicard). 19

Notes de l'éditeur

  1. quand cwnd &lt; ssthresh, c&apos;est le slow start qui est utilisé.