qos of wlan (wifi) - french

Projets Réseaux Mobiles

Qualité de services dans

les WLAN

Ecole Nationale des Sciences Appliquées de TangerGénie des Systèmes de Télécommunication et Réseaux

Réalisé par:MOUNIR AssiaBOULLAILI ImaneBAKKALI Asmae

2008-2009

Encadré par:Mr. MOUSSAOUI

Qualité de service 802.11 e

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Plan

Introduction - Généralité sur la QoS - Généralité sur le WIFI Le standard 802.11

- La QoS dans 802.11 La QoS suivant 802.11 e Conclusion

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Introduction

Généralité sur la QoS


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La Qualité de Service (QoS) est la capacité à véhiculer dans de bonnes conditions un type de trafic donné, en termes de débit, délais de transmission, disponibilité, taux de perte de paquets.

Notion de la QoS


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Notion de la QoS

But:

Optimiser les ressources du réseau Garantir de bonnes performances aux

applications Permet d’offrir aux utilisateurs des débits

et des temps de réponse important


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Services de QOS :

La source et la destination du paquet.

Le protocole utilisé (UDP/TCP/etc.).

Les ports de source et de destination dans le cas TCP et UDP.

La congestion des réseaux.

La validité du routage (gestion des pannes dans un routage en cas de routes multiples par ex.)

La bande passante consommée. Les temps de latence.


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Paramètres de QoS

Débit (en anglais bandwidth):parfois appelé bande passante, il définit le volume maximal d'information (bits) par unité de temps (b/s).

Perte de paquet (en anglais packet loss):elle correspond à la non-délivrance d'un paquet de données, la plupart du temps due à un encombrement du réseau


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Paramètres de QoS

Gigue (en anglais jitter) :C'est un paramètre important pour les applications communicantes de type voix ou vidéo où la gigue doit être la plus faible possible.

La gigue est due principalement aux délais de transferts variables dans les nœuds du réseau (swicthes et routeurs).

Latence (en anglais Delay) :(délai ou temps de réponse) elle caractérise le retard entre l'émission et la réception d'un paquet.


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Niveaux de service

Meilleur effort

Service différencié permettant de définir des niveaux de priorité aux différents flux réseau.

Service garanti consistant à réserver des ressources réseau pour certains types de flux. Le principal mécanisme utilisé pour obtenir un tel niveau de service est RSVP (Protocole de réservation de ressources).

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GENERALITE SUR LE WIFI

Les éléments de base: La carte réseau ou la puce

Wireless : Un mobile, soit portable, soit

PDA représentant la station “client” du réseau sans fil

Une carte réseau ou une puce de connexion sans fil

Le point d’accès

WorkstationServer

AP

LaptopHand-HeldDevice

Workstation

APLaptop

Laptop

Laptop

Hand-HeldDevice

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Les modèles de déploiement:

Le mode ad-hoc (ou IBSS, Independant Basic Service Set)

Pas d’infrastructure fixe

Interconnexion directe entre les équipements

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Le mode infrastructure basic (BSS, Basic Service Set)

Présence d’un point d’accès qui peut aussi permettre l’interconnexion à l’Internet

Pas de communication directe entre les équipements

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Le mode infrastructure étendu (EBSS, Extended Service Set)

Présence de plusieurs points d’accès qui peuvent aussi permettre l’interconnexion à l’Internet

hand-off au niveau MAC entre les différents points d’accès


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Distributed Coordination Function (DCF)

Point Coordination Function (PCF)

Accès au Média


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CSMA/CD

CSMA/CA

DCF


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CSMA/CA

Paquet

ACKSource Destination


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Caractéristiques du DCF

Utilise CSMA/CA .

Configuration ad hoc et infrastructure.

Un système centralisé.


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Principe DCF

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Les limites de DCF :

Le nombre de collisions augmente et le débit peut chuter considérablement si les stations sont nombreuses;

Une station lente impacte tout le réseau;

Il ne permet pas de garantir le moindre temps de transit puisque qu’il repose sur un mécanisme aléatoire;

DCF atteint sa limite et peut devenir insuffisant.



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Point Coordination Function (PCF)

Créer un accès sans compétition (contention-free access, CF).

Utiliser seulement dans une configuration d'un réseau d'infrastructure : l’AP qui est le directeur,

Un AP qui utilise PCF doit aussi utiliser DCF. Les trames PCF ont un temps entre les trames (IFS)

plus court que les trames DCF. Ce qui donne aux trames PCF priorités aux trames DCF.


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Caractéristiques PCF

Le PCF est basé sur un concept d’accès libre par contention. Un PC (Point Coordinator) réside dans le point d’accès pour gérer la contention.

La méthode utilisée est le principe du «Pooling» où chaque station discute avec le «Pooling Master», ce qui évite le problème des collisions connues avec le principe du DCF.


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Principe PCF

Pendant qu’une station émet, les autres attendent que l’AP leur donne la main. Pour éviter qu’une station, qui a la main et qui n’émet pas, bloque tout le réseau, l’AP attend de « voir » pendant un intervalle nommé PIFS (PCF, Inter Frame Space). Si la station n’a rien émis, alors l’AP passe à la station suivante.

CF-Poll

CF-Poll

CF-ACK


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Les limites de PCF :

Temps de transmission des stations interrogées est inconnu

Il n'est pas activé sur certains équipements qui considèrent le DCF comme mécanisme suffisant pour l'utilisation d'un réseau IEEE 802.11.

Problème des stations cachées:

PC

STA1 STA2 STA3 STA4

CF-Poll

Collision

DataData

Data

PC

BSS1 BSS2

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1- Définition de la norme 802.11 e2- Description

2-1- EDCF (Enhanced DCF) 2-2- HCF : Hybrid Coordination

Function3- Autres Spécifications 802.11e

QoS suivant 802.11 e


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1- Définition de la norme 802.11 e

IEEE 802.11 Améliorations en termes de Qualité de Service (QoS) au niveau de la sous-couche MAC.

transport de la voix, de l'audio et de la vidéo par le biais des WLAN


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2- Description

Paquet Wi-Fi classe de trafic TC (Trafic Classe ou AC, Access Priority)

Par exemple : emails faible priorité de classe.

Voice over WLAN classe de haute priorité.

Nouveaux mécanismes de QoS :- EDCF ou EDCA (Enhanced Distribution Channel Access)

- EPCF ou HCF (Hybrid Coordination Function)


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2-1- EDCF (Enhanced DCF)

EDCF est une version améliorée de DCF utilisant aussi le CSMA/CA.

Les differents AC sont distingués par les flux qui les utilisent:

AC_VO voix

AC_VI vidéo

Best Effort

AC_BK Background


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2-1- EDCF (Enhanced DCF) Paramètres des AC dans EDCA

Remplace DIFS par AIFS [AC] (Arbitration IFS)

CWmin [AC] et CWmax [AC] varient avec les AC (Audio < Vidéo < Données).


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Paramètres des AC dans EDCAL’EDCF définit huit catégories de trafic (TC : Traffic

Categories) ce qui permet de gérer huit niveaux de priorité,pour les 4 AC.

TC file d’attente TxOP (Transmission Opportunities)


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En bref EDCF améliore DCF selon trois principes :

La gestion des files d’attente selon les priorités par les stations

Des délais d’attente différents selon la priorité du message

AIFS (Arbitration Inter Frame Space) La possibilité pour une station d’émettre

plusieurs messages ;TXOP (opportunité de transmission)


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2-2 HCF : Hybrid Coordination Function

HCF est une version améliorée du principe du PCF: Le point d’accès peut offrir un créneau d’accès

sans collision à une station Un Créneau d’accès limité dans le temps Émission dans les périodes DCF ou PCF d’une

trame CF-Poll vers une station mobile Msi

Si la station mobile ne s’en sert pas, le créneau se termine par CF-End au plus tôt


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Adaptation des créneaux d’accès réservés sans collision à la demande

possibilité aux stations de demander du trafic

Introduction d’un mécanisme de réservation au mode HCCA

Émission par l’AP d’une trame CC (Contrôle Contention)

Trame CC suivie de plusieurs positions de RR (Reservation Request) générées par MS


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En résumé HCF (EPCF) apporte plusieurs améliorations au PCF:

L’AP peut reprendre la main pendant les phases EDCF

La possibilité pour une station d’émettre plusieurs messages (TXOP)

L’AP peut choisir l’ordre dans lequel il interroge les stations

il délègue la gestion des files d’attente aux stations.


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3- Autres Spécifications 802.11e

En plus de HCCA, EDCA et TXOP, 802.11e précise des protocoles facultatifs supplémentaires pour renforcer la QoS de la couche MAC 802.11 :

APSD :Automatic Power Save Delivery est plus efficace que la méthode de gestion de l'alimentation hérité 802.11. La plupart des nouveaux 802.11 station prennent déjà en charge la gestion de l'alimentation un mécanisme similaire à APSD. il est très utile pour un téléphone VoIP, comme les débits de données sont à peu près les mêmes dans les deux directions.

BA : Block Aknowledgements permet à un ensemble de TXOP d'être reconnu dans un cadre unique. Ce protocole fournira moins de frais généraux quand plus de TXOPs sont spécifiés


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3- Autres Spécifications 802.11e

Noack : En qualité de service de mode, le service de classe pour les trames à envoyer peut avoir deux valeurs: QosAck et QosNoAck. les trames avec QosNoAck ne sont pas reconnus. Cela évite la retransmission de données avec à grand temps_critique.

DLS : Direct Link Setup permet le transfert direct station-à-station au sein d'une trame Basic Service Set. Cette mesure est destinée à l'usage des consommateurs, où à la station où le transfert est le plus couramment utilisé.


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Conclusion

Les premiers réseaux sans fil ne prenaient pas en charge la QdS

Toutes les dernières versions (WiFi, Bluetooth et ZigBee) la proposent.

Beaucoup de travaux restent à faire

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2008-2009

MERCI POUR VOTREATTENTION

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