Les mécanismes de contrôle de congestion TCP et TFRC dans les MANET (Mobile Ad hoc Network)

Résumé du document

Les MANETs (Mobile Ad hoc Network) sont des systèmes distribués complexes qui consistent en un ensemble de stations sans files mobiles qui s'auto-organisent dynamiquement.
Les MANETs forment donc des topologies “Ad hoc” temporaires et arbitraires sans infrastructure.
Par conséquent, plusieurs recherches se sont concentrées ces dernières années sur cet environnement sans fil qui représente un grand défi.

La plupart des travaux se sont orientés vers la couche MAC pour l'amélioration des algorithmes d'accès au médium et les algorithmes de routage. Mais il s'est avéré que la couche transport doit être plus adaptée aux spécificités des MANET en particulier le mécanisme de contrôle de congestion implémenté dans le protocole de transport TCP.

Extraits

[...] Les performances de TCP dans les Manets Contrairement aux réseaux filaires, les réseaux mobiles et ad-hoc ont des caractéristiques qui détériorent les performances de TCP. Ces caractéristiques se résument à : des canaux sans fil offrant une bande passante variable en raison d'interférences et de l'atténuation du signal radio ; un accès au médium vulnérable dû aux collisions ; des problèmes de terminaux cachés et exposés ; des problèmes d'établissement des routes dû à la mobilité des nœuds. TCP doit donc faire face aux défis suivants Les erreurs de canal de transmission La transmission sans fil est caractérisée par un canal ayant un taux d'erreurs assez élevé cette situation est due essentiellement à l'atténuation de signal signal fading et au problème d'interférence des ondes radios. [...]

[...] Ce qui a conduit au développement du mécanisme de contrôle de congestion mis en ouvre par le protocole TCP. L'idée de base de contrôle de congestion en TCP est d'émettre de plus en plus jusqu'a l'observation d'une congestion, diminue le débit émission pour supprimer la congestion. TCP considère toute perte de paquet comme un signe de congestion. Une perte de paquet est détectée en émission dans deux cas : au moment du déclenchement du temporisateur de réémission. À la réception de trois acquittements dupliqués. [...]

[...] Ce chapitre va donc examiner le problème de contrôle de congestion dans l'environnement ad hoc. D'abord en introduisant les défis de contrôle de congestion TCP dans ce genre d'environnement. Ensuite par la présentation de chacun des avantages et inconvénients des améliorations de TCP au cours des années. Puisqu'on s'intéresse au contrôle de congestion orienté QoS, le mécanisme TFRC est ainsi introduit. Comme TCP, TFRC souffre de certains problèmes imposés par le dynamisme et le caractère aléatoire de cet environnement. Plusieurs solutions proposées dans la littérature ont été présentées dans ce chapitre avec l'avantage et l'inconvénient de chacun Le contrôle de congestion dans TCP Dans un réseau à ressources partagées, où de nombreux émetteurs sont en compétition pour acquérir de la bande passante, il est nécessaire d'ajuster le débit de chaque émetteur afin de ne pas surcharger le réseau. [...]

[...] On note lij la transmission d'un nœud i à un nœud et dij la distance entre le nœud i et j. Supposons aussi que tous les nœuds, ont la même transmission range[1], Rx et le même carrier sense range[2] Rs (Rs Rx) et que le mécanisme RTS/CTS[3] est activé. On considère par exemple, un réseau composé de quatre nœuds, c et d dans quatre scénarii différents, comme illustré dans la figure II.2. Dans tous les scénarios, on considère que la transmission lcd commence en premier. [...]

[...] C'est la phase de Slow Start Si la fenêtre a une taille n et est supérieure au threshold, alors lors de la réception d'un ACK, elle n'est augmentée que de 1/n. C'est la phase de congestion avoidance. Quand un paquet est perdu dans l'un des deux cas mentionnés précédemment, la fenêtre de congestion est remise à et le threshold est divisé par La figure II.1, illustre le mécanisme de contrôle de congestion en TCP. Figure II.3 Evolution de la fenêtre de congestion TCP 2. [...]