1.5.2. Erreur du canal
Les erreurs de bit par rafales peuvent corrompre les paquets
en transmission, conduisant ainsi à la perte des paquets de
données TCP ou des accusés de réception (ACKs). Si
l'émetteur TCP ne peut pas recevoir l'accusé de réception
dans le délai de retransmission (RTO), il réduit
immédiatement sa fenêtre de congestion, régresse sa
retransmission de façon exponentielle, et retransmet le paquet perdu.
Les erreurs de canal
11
Chapitre I: Concepts de base
intermittentes peuvent donc provoquer la réduction de
la taille de la fenêtre de congestion de l'émetteur, ce qui
entraîne un faible débit.
1.5.3. Contention du Médium et collision
Les protocoles d'accès au canal (de niveau 2 dans le
modèle OSI et l'équivalent de la couche liaison dans le
modèle TCP/IP) décrivent l'ensemble des méthodes
permettant de coordonner les accès au support partagé entre
plusieurs stations. Plus spécifiquement, la couche MAC décrit les
règles permettant à une station de transmettre et
d'écouter. Ces règles sont écrites de façon
à remplir un ensemble de services tels que l'équité (dans
l'accès au canal ou dans les ressources utilisées), la
fiabilité, le passage à l'échelle, la qualité de
service et ce en maximisant les débits. Ces protocoles sont critiques
dans un environnement où les stations ne peuvent pas recevoir en
même temps qu'elles émettent et dans lequel le support est
partagé et en diffusion par nature.
Les mécanismes de contrôle d'accès au
support basés sur la contention, tels que le protocole MAC IEEE 802.11
[114], ont été largement étudiés et
incorporés dans de nombreux bancs d'essai pour réseaux sans fil
multi-sauts ad hoc, où les noeuds voisins se disputent le canal sans fil
partagé avant de transmettre. Ces protocoles se sont
avérés affecter significativement les performances de TCP [115,
116, 117]. Lorsque TCP fonctionne sur MAC 802.11, comme il a été
souligné dans [118], le problème de l'instabilité devient
très dramatique. Il est montré que les collisions et le
problème de la station exposée sont deux raisons majeures qui
peuvent empêcher un noeud d'atteindre un autre lorsque les deux noeuds
sont à portée de transmission.
Si un noeud ne peut pas atteindre son noeud adjacent
après plusieurs tentatives, il déclenche alors une
défaillance de la route, ce qui, à son tour provoquera le
démarrage de la découverte de route par le noeud source. Aucun
paquet de données n'est envoyé avant qu'une nouvelle route ne
soit trouvée. Pendant ce processus, TCP invoque les algorithmes de
contrôle de congestion s'il observe un délai d'expiration. Ainsi,
de sérieuses oscillations dans le débit TCP seront donc
observées. En outre, le mécanisme du backoff BEB (Binary
Exponential Backoff) utilisé dans la couche MAC exacerbe cette situation
[116]. En effet, un paquet de données volumineux qui occupe le canal
partagé, diminue la chance d'accès au médium pour un noeud
intermédiaire. Ce dernier marque une attente d'une période de
temps aléatoire et essaye à nouveau. Après plusieurs
essais négatifs, un échec de route est signalé.
TCP peut également rencontrer de sérieux
problèmes d'iniquité [115, 116, 118] pour les raisons
indiquées ci-dessous:
- La topologie peut provoquer une iniquité en raison de
l'inégalité des chances d'accès au canal pour les
différents noeuds. En effet, comme indiquée dans la figure 3
où le cercle en bleu dénote une portée de transmission
valide d'un noeud et le cercle en rouge
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Chapitre I: Concepts de base
une portée d'interférence d'un noeud, les noeuds
dans cette topologie en chaine de 7 noeuds subissent différents
degré de compétitions. Soient deux flux TCP, dont TCP flow 1 est
envoyé du noeud 0 vers le noeud 1 et TCP flow 2 du noeud 6 vers le noeud
2. La transmission du flux 1 subit l'interférence de 3 noeuds (les
noeuds 1, 2 et 3) alors que la transmission du noeud 3 vers le noeud 2 subit
l'interférence de 5 noeuds (les noeuds 0, 1, 2, 4 et 5). Ainsi, le flux
1 obtient un débit beaucoup plus élevé que le flux 2 en
raison de l'inégalité des chances d'accès au canal.
- Le mécanisme du backoff peut conduire à une
situation d'iniquité car il favorise toujours le dernier noeud qui a
émis avec succès.
- La longueur des flux TCP influence l'iniquité. En
effet, Des flux plus grands conduisent à un temps aller-retour (RTT)
plus long et une probabilité de rejet des paquets plus grande entrainant
ainsi une baisse et une fluctuation du débit TCP de bout en bout.
L'iniquité est amplifiée à travers cette réaction
en chaine. Ainsi, un haut débit sera plus élevé alors
qu'un débit faible subira encore une baisse.
Figure 3 : Interférence de noeud dans une
topologie en chaine
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