Mécanismes d'optimisation multi-niveaux pour IP sur satellites de nouvelle génération

THÈSE


En vue de l'obtention du

DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE

Délivré par l'Institut National Polytechnique de Toulouse
Discipline ou spécialité : Réseaux et Télécommunications

Présentée et soutenue par Alexandra NICULAE
Le 5 novembre 2009


Titre : Mécanismes d'optimisation multi-niveaux pour IP
sur satellites de nouvelle génération



JURY

Mme. Anne WEI Présidente Professeur, IUT Blagnac
M. André-Luc BEYLOT Directeur Professeur, INPT/ENSEEIHT
M. Toufik AHMED Rapporteur Professeur, ENSEIRB
M. Pascal LORENZ Rapporteur Professeur, Université de Haute Alsace
M. Emmanuel CHAPUT Membre, co-encadrant Maître de Conférences, INPT/ENSEEIHT
M. Michel MAROT Membre Maître de Conférences, HDR, Télécom
SudParis



Ecole doctorale : Mathématiques, Informatique et Télécommunications de Toulouse
Unité de recherche : IRIT UMR 5505
Directeur de Thèse : M. André-Luc BEYLOT
NICULM?canismesed'optimisationlemg?n?rationulti-nivsouteneauxnopbreourAlexandraIPAEsuuer5satellitesvdemnouv2009elleonRemerciementh?se.tsts,Jdeeptienstertoutcommen?and'abvordon?treme.rancVincenierxg,leadirecteurundeauxcetteeth?se,ourProf.tuAndr?-LucFloriBeylot,?pousourOana,aMa-v.oirtsuaussim'encadrerRazvetdedonnertoujoursuneMercidirecourtionF?vmonath?meconditions.deaiderececherctehed?vier,Ropuisetpmesourtm'atribu?vennoir?cout?eguid?bre,nencourag?,Florenconseill?.deMerciquidedesm'aetvm'?couteroirmercifaiton,d?couvrirj'ailed'agr?ablesmondemercierdaeonseill'enseignemquienonnetlaenctoransac.haousngrandttemelesconseilleraillertoutSamenetmemenlaissanamistte,uneth?segrandedelibermisert?jectifdeCristicIoana,hoionxrepr?sen.vMeslerminsepassionsmerciemenainsitsj'appvellonmatde?galemenaut17?lesM.(leEmmanVincenuelFChaput,.plesourg?n?ration,lapargengentillesse?etelstatex,laapatieenaucth?seeSakuna,qu'ilWaetmanifest?esec?lemona?gardts.duranrticl'?couteetteanth?seonet?pZehoroursouhaitetousetlhanceesnconseilsJequ'ileauxa:susGabriel,me.pro?di!guer.adresserJeauvonneoudraishnique,adrnouseysstraebrqu'?l'expressionNicoledegenmaourvivMesevgratitude??amesquestiondeuxest-cerespsoutiensonsablesbienppourdoutesleurtremar-nequablemontraMercivaailCristideRobrelecture.Silviu,M..PsuascalonLorenzmaetoulouse.M.vTj'aioukd'arpAhmedcorandonn?enpartagertunes,accept?vd'?treeaucouplescerappdor?naorteursladevie.cettetoutth?se,enets?urjevlesconseill?eenderemoulouse,ercie,vdeourm?mecopains),quethieupgeourtil),let-M,urt-H,participationarid,aut,Jury..Ensuite,Ilscoll?guesonmaten?tgalemenRahim,tm'acontimentribu?aid?pard?cortiquerleursoutilsnomquebreuseslremarquesetc.etquisuggestionssu?m'encourageram?liorertlatoutqualit?longdemace;m?moi?re,Amadou,etan,jeasimleurHenrienV?ronique,suisvtr?squireconnaissaneute.plaisirMespartremerciemengertsmomenvJeonoudraisteaussiaussauxJulien,autres?memetbryetsbducjurypr?t,l'emploi.la?pr?siden?te,jeMme.bAnnecourageWbeicetpM.laMicdehelth?se.Marotpassepnouvourdom'atsvXiaoting,oirabian,faitMauro,l'honne.ubrcouragedevparticiptouserJeauoudraisJuryundemercisoutenance.pJersremercielM.cMicquihelsuDadonneryde,modirecteurensduourlabvoratoireenIRIT,onnessiteAinsiENSEEIHT,Sylvie,petourpm'aleurvtillesseoirpac-leurcueillipr?cieuse.cremerciehaleureusemetsnontaussiaumessqui,evincetteder?currenl'institution,quandainsiquequelaM.cetteChristian?,Fqu'angoissanrabenoul,?riodedem'afr?quenvm'onoirpaccueillideaujamaisseindeduobd?partemennal.t?T?l?commnunications,etM.,R?seauxA.,dexana,l'ENSEEIHT,ert,o?Simona,j'aiCezar,eu.lequigrandtprivil?gem'encouragerdequid?couvrirtlet?mondefamilledeTl'enseignemenAt.ecJeous,passeamis,ensuiteeuuneplaisird?dicenacelessphe?cidealee?detousdeslescommjeunesvdaoezctoranbtsconque?j'aiqueeuellelevptlbaisiredeMercic?to?yeerfamille,duranparticuliertmacesjumelle,quelquesm'aann?esoir?etl'IRIT,toutENSEEIHTlong;cettedesTanciensle:noWilfriedem(Wil2009.p.Tyable.desterm?diairemati?res.In.tro.duction.1.1urPr?sen.tatarcion.g?n?ral.e.des.r?seaux.satellitair.es.3411.1.Con.texte........2.4.2.........cross-la...ort...3.2.2.............e...3.3.2...........tro.........teractions...Nouv...........3.1.....Arc3.1.2troPr?sen.tation.g?n?rale.des.r?seauxhitecturesatellitaires........de.hitecture.........y.........s...23.s.....2.4....4.1.2.1.Les.r?les.d'un.syst?me.satellitaire.dans.le.monde.de.s.r?seaux.deunecomm.unication.4.1.2.2.Les.services.de.com.m.unication.par.satellite....34.les.............VB-R.................s..5.1.3.Caract?ristiques.g?n?ralesDdes.r?seaux.satellitai.rArce.s......l'encapsulation.VB-S2...M.......3.2.7.........43.r?seaux.....44..6.1.3.1.Les.congurations.deadaptationr?seaux.satellitaires......Caract?ristiques.t.y...........hitectures...................2.4.18.1.3.2.Les.m?tho.des.d'acc?s..........teractions.................2.4.3.v.tit?...........28.concepts.................Conclusion10.1.3.3.L'allo.c.ation.de.ressources..........Les.er.satellitaires.tro.....................37.D.comme.our.........3.2.1......11.1.4.Les.standards.D.VB....hitecture.D...............3.2.3.s.CS.............40.IP.VB-S2...............Illustration.le.norme.....3.2.6.B....12.1.4.1.La.normalisation..........................M?canismes.dans.satelli...........Con.....................ers.proto.llitaires..12.1.4.2.Le.standard.MPEG-2....2.3.2.des.hitec.ure.cross-la.er...................23.Arc.cross-la.er........................12.1.4.3.La.norme.D.VB-S24.In.duction.....................................24.In.directes........................13.1.4.4.La.norme.D26VB-S2In.a.ec.en.in.......................2.4.4.eaux..................................14331.4.5.La.norme.D.VB-R.CS.:.v.oi.e.retour.sur.satellite......................3.m?canismes.y.dans.r?seaux.37.In.duction..16.Conclusion......................................3.2.hitecture.VB-S/D.CS.supp.p.IP.................38.In.duction..................18.2.?tat.de.l'art.des.tec.hniques.cross-la.y38erArc21IP2.1urConVB-Stexte............................38.Arc.IP.ur.VB-R.............................3.2.4.hitecture.s.D................21.2.2.L'in.t?r?t.des.m?canismes.c.ros3.2.5s-ldeadansycadreerla.D.........41.Arc.ETSI.S...............................42.Conclusion....22.2.3.Les.enjeux.des.m?c.anismes.cross-la.y.er................3.3.cross-la.er.les.par.t.....................3.3.1.texte....23.2.3.1.La.probl?matique............................44.V.une.des.coles.ate...................45.tiv.Tprobl?matiqueable.des.m.ati?res.3.3.3.V.ers.une.adaptation.des.protoencolesdansde.comm.unication.IP..........er...R?sultats..........49.3.4.Misedesenortunisteplacesmesdes.m?c.anismesLecross-lapropy106er.dans.les.r?seaux.satellitairesr?seau.66...67.........69.supp50.3.4.1.Signalisation.implicitetro.....g?n?rale...5.2.1...des.....5.2.4...5.2.5...t...duction.....r?seaux.P...satel.dans...........115.....4.5.250la3.4.2.Signalisationduexplicite.de.l'application..sy...................du.concurren.............tec.atellitaires......50.3.4.3.Indications93lodonnanccales......d'o...................t.......les.......r?seaux.....104...........r.VB...des..50.3.4.4tSignalisation.explicited'unvVB-S2ersetles.utilisateurs..............................tation.et.matique.....Pr?sen.cross-la51.3.4.5.Choix.d'une.arc.hitec.tDescriptionureecross-la.y.er..........68.....................P.cole.d'un.l.85........51.3.4.6.Notre.prop.osition.d'une.arc.hite5cturd'ordonnancemener?seauxcross-la5.1y.er....................Pr?sen.l'o.t............53duConclusiondonnanc...........5.2.2.d'ordonnancemen.........5.2.3.d'ordonnancemen...........t.e.............t.n.y.........5.3.l.............In......56.4.Le.proto.cole.TCP.dans104lesder?seauxncesatellitairesD57CS4.1.Con104texteen.d'ordonnancemen.es.....5.3.4.l.les.....Prop.d'ordonnancemen.r?seau...5.3.6.ly.................Conclusion.......................g?n?rale................57.4.2.Le65d?ploiemenPr?sentdudusatellitaireprotodecoleprobl?TCP?tudi?e.........4.5.3.tation.m?canisme.y.........................4.5.4.du.st?m............58.4.2.1.Historique.des.?v.olutions.du.proto.cole.TCP..4.5.5......................................58.4.34.5.6LeserformancespprotoerformancesTCPdupr?senceprotoacc?scoletieTCPaudansortlesConclusionr?seaux.g?ostationnaires...................59.4.3.1.L'inuence.du.d?lai.de.propagation..........88.Les.hniques.t.les.s.93.In.duction........................59.4.3.2.L'asym?trie.des.d?bits..........5.2.tation.de.r.emen.........................94.Illustration.concept.r.emen............61.4.3.3.Les.erreurs.de94transmissionClassicationdansm?canismesuntr?seau.satellite..............95.Historique.m?canismes.t............62.4.3.4.La.congestion96dansL'ordonnancemenleder?seauypsatellitaireopp.......................101.L'ordonnancemen.et.m?ca.i.cross-la.er........62.4.3.5.Le.proto.cole103TCPL'ordonnancemenetdansles'allosatellitairescation.de.ressources..................5.3.1.tro..................62.4.4.M?tho.des.d'am?lioration.de.TCP........5.3.2.cadre.r?f?.e.des.satellitaires.VB-S2/D.-R.........5.3.3.assage.revue.solutions.t.os?...........105.La.de.'ordonnancemen64dans4.4.1r?seauxL'emploilitairesdes.passerelles.dans.les5.3.5r?seauxositionsatellitairesm?canisme.t.un.D.....108.R?sultats.ana.se............64.4.5.?tude.d'un.m?canisme.cross-la.y.er.d'am?lioration.du.proto111cole.TCP.....................65.4.5.1.Le.con.texte.de.notre.prop.osition......Conclusion.117.vT121ableBibliographiedesmati?res