Travaux pratiques no 5 : Contrôle de trafic dans les routeurs
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1. ploiement de la discipline d attente RED Random Early Detection dans les routeurs de l Internet RFC2309 RED vise corriger les d fauts de Droptail pour aider le contr le de congestion de TCP RED repose sur l id e qu il ne faut pas attendre que la file d attente d une interface de sortie d un routeur soit pleine pour que les sources d tectent la congestion et commencent agir Il faut anticiper l apparition de la congestion lorsque la charge est forte afin d viter le d bordement de la file d attente et de jeter les paquets par blocs RED d duit le niveau de congestion par la taille moyenne de la file d attente avg et v rifie qu elle se trouve entre un seuil minimum minn et un seuil maximum maxi Si c est le cas un paquet qui arrive est jet avec la probabilit p f avg qui est une fonction croissante de la taille moyenne de la file d attente Tous les paquets qui arrivent quand avg gt Mazin sont jet s La taille moyenne de la file d attente est calcul e selon une moyenne exponentielle EWMA Le param tre avg est initialis 0 puis chaque arriv e de paquet il est actualis comme suit avg 1 wq avg wq q o q est la taille r elle de la file d attente et wq est la pond ration La premi re version de RED souffrait d un gros d faut qui portait sur la configuration de ses param tres La proposition Adaptive RED a corrig ce d faut L auto configuration est activ e p2. observations indiquez les effets ind sirables du DropTail Exercice 2 Discipline d attente Des nouvelles disciplines d attente ont t propos es afin de remplacer le Droptail Quels sont leurs apports Cette tude vise mieux comprendre le r le de la discipline d attente dans le service best effort Pour valuer les am liorations nous allons retenir le mod le de simulation repr sent par la figure 1 avec Tp 0 Les am liorations seront mesur es par le d bit coul moyen et l quit entre les flots L analyse de la longueur de la file d attente pourra servir d duire le temps d attente moyen et la variation du temps d attente a Une premi re id e a t de d porter les pertes de l arri re de la file l avant de la file Changez la politique de perte de Droptail de la file d attente du goulot d tranglement de mani re que les pertes s effectuent par l avant La politique de perte s indique par le bool en drop_ front Pour se faire ajoutez dans votre fichier des ressources dans la section des valeurs par d fauts Queue DropTail set drop_front_ true Veillez mettre un param tre overhead dans les sources TCP La seconde source d marre avec un retard de 5 secondes Quel est le gain d une gestion d terministe de la file avec les pertes par l avant de la file d attente Au niveau de la longueur de la file d attente est ce que cela change quelque chose L IETF recommande le d
3. UPMC M1 RES Module ING par P Anelli amp P Tournoux Travaux pratiques n 5 Contr le de trafic dans les routeurs 09 04 2013 Ce TP a pour objectif de montrer le r le des routeurs dans la performance de TCP Nous allons voir en premier les probl mes occasionn s TCP par une gestion de file d attente inappropri e Ensuite nous verrons les apports d une gestion active des paquets par les routeurs Exercice 1 D fauts de Droptail Comment interagissent le r seau et les flots TCP Quel est le r le de la discipline d attente queue management dans la performance de TCP Nous allons mettre en vidence les principaux d fauts de la discipline d attente dite Droptail La figure 1 repr sente le mod le de r seau de cette tude Ses caract ristiques sont le tampon m moire pour le lien 01 est de 22 paquets la fen tre de contr le de flux des connexions est limit e 60 paquets la version de TCP est TCP Newreno la dur e de la simulation est de 50 secondes les paquets ont un taille de 1000 octets Vous pourrez utiliser le fichier ns tme tcl qui contient la configuration du sc nario de simulation pour ns 2 Il est possible de modifier certains param tres de simulation en les passant en arguments e g le type de file d attente le d lai de propagation sur le lien n2 no le param tre d overhead Pour lancer une simulation utilisez la commande ns ns tme tcl arguments Lise
4. ar le param tre gentle quand celui ci est la valeur vraie Par la suite nous retiendrons ce param tre pour les simulations avec RED Les param tres de configuration de RED s indiquent de la mani re suivante Queue RED set setbit_ false Queue RED set gentle_ true Queue RED set mean_pktsize 1000 Queue RED idle_pktsize 200 Soit le m me mod le que pr c demment sauf que la discipline d attente au niveau du goulot d tranglement est maintenant RED Comparez les performances induites par RED par rapport Droptail en terme de qualit du service de communication et en terme d efficacit du r seau 1 Le manuel d utilisation est inclus dans l archive qui accompagne ce TME et il est galement disponible en ligne http www isi edu nsnam ns doc ns_doc pdf 2 Les format de trace est disponible l adresse http nsnam isi edu nsnam index php NS 2_Trace_Formats 3 Le manuel de gnuplot est inclus dans l archive qui accompagne ce TME Il est galement disponible l adresse http www gnuplot info docs_4 6 gnuplot pdf S on CA 2 3 TP n 5 v1 0 UNIVERSIT DE UPMC M1 RES Module ING par P Anelli amp P Tournoux Au niveau des flots TCP quel est le d bit coul de chaque flot Comment s effectue le partage de la bande passante du goulot d tranglement Quel est l impact de RED sur l quit entre les deux sources TCP Quel est le d bit coul soutenable par le r seau Commen
5. le est la raison de la diff rence de d bit gt 1 3 TP n 5 v1 0 UNIVERSIT DE S on UPMC M1 RES Module ING par P Anelli amp P Tournoux b Retenez un cas o le partage est le plus in quitable Introduire un temps al atoire de traitement des acquit tements param tre overhead de valeur maximum de 0 1 seconde Relancez l ex cution de la simulation Que remarquez vous Pourquoi A la lumi re de cette derni re exp rience expliquez le ph nom ne que vous avez constat la question 1 Reprenons le mod le de la figure 1 avec Tp 0 et en indiquant un d marrage du flot 2 avec un retard de 5 secondes sur le flot 1 Tracez la fen tre de congestion de TCP cwnd de chaque source en fonction du temps Pour ce faire vous pourrez utiliser le script printQueueSizeCwndAndTp sh qui traite le fichier cwndAndQueue tr Ce fichier est g n r par ns via l observation p riodique des valeurs de la cwnd des flots 1 et 2 ainsi que la taille de la file d attente du lien no n1 Veillez mettre un param tre overhead dans les sources TCP Toujours l aide du script printQueueSizeCwndAndTp sh tracez l volution de la longueur de la file d attente en fonction du temps A l aide de ces deux graphes que remarquez vous Le goulot d tranglement est il toujours en train d couler du trafic Quelle est la taille moyenne de la file d attente La file d attente d borde t elle Pour conclure partir de vos
6. t volue le taux de pertes des paquets RED a t il une influence sur la longueur optimale de la file d attente du routeur Tracez l volution de la file d attente du goulot d tranglement et tracez l volution de la cwnd pour chaque flot Que remarquez vous Enlevez le param tre overhead des sources TCP et reprenez le cas le pire trouv la question 1 de l exercice pr c dent Quelle est l influence de RED sur ce cas Faites une synth se des am liorations et des raisons de celles ci que RED apporte au r seau en g n ral gt 3 3 TP n 5 v1 0 UNIVERSIT DE s on
7. z attentivement le contenu du script ns tme tcl afin de d terminer les arguments qu il vous semble n cessaire de sp cifier Lors de chaque simulation les r sultats sont stock s dans un fichier de trace nomm out tr qui conserve les principaux v nements e g r ception d un paquet sur un lien mise en file d attente r ception par le destinataire Afin de faciliter l analyse du fichier out tr le script getStatsFromFlows sh calcule la quantit de donn es envoy es le d bit moyen coul et le taux de perte pour chaque flot et pour l agr gat Lisez le script afin de d terminer comment sont format es les donn es qu il affiche l cran Le lancement des simulations et le stockage des r sultats peuvent tre automatis s via le script launchMultipleExp sh Pour afficher les r sultats sous forme de courbes et graphiques vous pourrez utiliser l outil gnuplot 3 x ms Oms 8Mb s 100ms 800kb s FIGURE 1 Mod le de r seau 2 sources a Le lien d acc s pour le flot 1 a un temps de propagation Tp tel que RTT a RTT avec a un coefficient multiplicateur Exprimez T p1 en fonction de RTT et a La valeur de RTT est d termin e sans la file d attente Tracez sur un graphe la courbe du d bit coul throughput et du taux de pertes dropratio de chaque flot en fonction de a avec a variant de 1 1 1 avec un pas de 0 02 Le partage de la bande passante est il quitable entre les deux flots Quel
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