Performances du réseau

Les performances du réseau font référence aux mesures de la qualité de service d'un réseau telles que perçues par le client.

Il existe de nombreuses méthodes pour mesurer les performances d'un réseau, car chaque réseau est différent par sa nature et sa conception. Les performances peuvent également être modélisées et simulées plutôt que mesurées ; par exemple, on peut utiliser des diagrammes de transition d'état pour modéliser les performances des files d'attente ou un simulateur de réseau.

théorème de Shannon-Hartley .

débit

vitesse de la lumière impose un temps de propagation minimal à tous les signaux électromagnétiques. Il n'est pas possible de réduire la latence en dessous de cette valeur.

où s représente la distance et c _la vitesse de la lumière dans le milieu (environ 200 000 km/s pour la plupart des fibres optiques ou supports électriques , selon leur facteur de vitesse ). Cela correspond approximativement à un délai aller-retour supplémentaire d'environ une milliseconde par tranche de 100 km (ou 62 miles) de distance entre les hôtes.

D'autres délais surviennent également au niveau des nœuds intermédiaires. Dans les réseaux à commutation de paquets, des délais peuvent être dus à la mise en file d'attente.

Nervosité

signal périodique supposé, en électronique et en télécommunications , souvent par rapport à une horloge de référence . Elle peut se manifester par des variations dans la fréquence des impulsions successives, l' amplitude ou la phase des signaux périodiques. La gigue est un facteur important, et généralement indésirable, dans la conception de la quasi-totalité des liaisons de communication (par exemple, USB , PCI-e , SATA , OC-48 ). Dans les applications de récupération d'horloge, on parle de gigue temporelle .

Taux d'erreur

transmission numérique , le nombre d' erreurs binaires correspond au nombre de bits reçus d'un flux de données sur un canal de communication qui ont été altérés en raison de bruit , d'interférences , de distorsions ou d'erreurs de synchronisation des bits .

Le taux d' erreur binaire ( TEB ) est le nombre d'erreurs binaires divisé par le nombre total de bits transférés pendant un intervalle de temps donné. Le TEB est une mesure de performance sans unité, souvent exprimée en pourcentage .

La probabilité d'erreur binaire ρ<sub> _e</sub> est la valeur moyenne du taux d'erreur binaire (TEB). Le TEB peut être considéré comme une estimation approximative de la probabilité d'erreur binaire. Cette estimation est précise sur une longue période et pour un nombre élevé d'erreurs binaires.

Interaction des facteurs

L'ensemble des facteurs mentionnés ci-dessus, conjugués aux exigences et aux perceptions des utilisateurs, contribuent à déterminer la « rapidité » ou l'utilité perçue d'une connexion réseau. La relation entre débit, latence et expérience utilisateur s'appréhende plus justement dans le contexte d'un support réseau partagé et comme un problème d'ordonnancement.

Algorithmes et protocoles

Pour certains systèmes, la latence et le débit sont étroitement liés. En TCP/IP, la latence peut également affecter directement le débit. Dans les connexions TCP , le produit bande passante-délai élevé des connexions à latence élevée, combiné à la taille relativement réduite de la fenêtre TCP sur de nombreux équipements, entraîne une chute brutale du débit. Différentes techniques permettent de remédier à ce problème, comme l'augmentation de la taille de la fenêtre de congestion TCP, ou des solutions plus radicales, telles que le regroupement de paquets, l'accélération TCP et la correction d'erreurs sans voie de retour , couramment utilisées pour les liaisons satellites à latence élevée.

L'accélération TCP convertit les paquets TCP en un flux similaire à UDP . De ce fait, le logiciel d'accélération TCP doit intégrer ses propres mécanismes pour garantir la fiabilité de la liaison, en tenant compte de sa latence et de sa bande passante. Les deux extrémités de la liaison à haute latence doivent prendre en charge la méthode utilisée.

Dans la couche de contrôle d'accès au support (MAC), les problèmes de performance tels que le débit et le délai de bout en bout sont également pris en compte.

Exemples de systèmes dominés par la latence ou le débit

De nombreux systèmes sont caractérisés par des limitations de débit ou de latence qui affectent l'expérience utilisateur. Dans certains cas, des limites intrinsèques, comme la vitesse de la lumière, posent des problèmes spécifiques à ces systèmes, et il est impossible d'y remédier. D'autres systèmes permettent un équilibrage et une optimisation significatifs pour une expérience utilisateur optimale.

Satellite

Un satellite de télécommunications en orbite géosynchrone impose une distance minimale de 71 000 km entre l'émetteur et le récepteur , ce qui induit un délai minimal entre la requête et la réception d'un message, soit une latence de 473 ms. Ce délai peut être très perceptible et affecte le service de téléphonie par satellite, indépendamment du débit disponible.

communications spatiales lointaines

Ces contraintes liées à la longueur des trajets sont exacerbées lors des communications avec les sondes spatiales et autres cibles lointaines situées au-delà de l'atmosphère terrestre. Le réseau Deep Space Network (Deep Space Network) mis en œuvre par la NASA est un exemple de système confronté à ces problèmes. Principalement affecté par la latence, le GAO (Government Accountability Office) a critiqué l'architecture actuelle. Plusieurs méthodes ont été proposées pour gérer la connectivité intermittente et les longs délais entre les paquets, comme les réseaux tolérants aux délais .

Communication spatiale encore plus profonde

À des distances interstellaires, la conception de systèmes radio capables d'atteindre un débit minimal représente un défi considérable. Dans ces cas, la pérennité des communications est plus importante que leur durée.

transport de données hors ligne

Le transport est presque entièrement lié au débit, c'est pourquoi les livraisons physiques d'archives de bandes de sauvegarde sont encore majoritairement effectuées par véhicule.