Qualité de service
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Introduction

La qualité de service (QdS) ou Quality of service (QoS) est la capacité à véhiculer dans de bonnes conditions un type de trafic donné, en termes de disponibilité, débit, délais de transmission, gigue, taux de perte de paquets…

La qualité de service (La qualité de service (QdS) ou Quality of service (QoS) est la capacité à véhiculer dans de bonnes conditions un type de trafic donné, en termes de disponibilité,...) est un concept de gestion qui a pour but d’optimiser les ressources d'un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle nœud (node) l'extrémité...) (en management du système d'information) ou d'un processus (en logistique) et de garantir de bonnes performances aux applications critiques pour l'organisation (Une organisation est). La qualité de service permet d’offrir aux utilisateurs des débits et des temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de réponse différenciés par applications (ou activités) suivant les protocoles mis en œuvre au niveau de la structure.

Elle permet ainsi aux fournisseurs de services (départements réseaux des entreprises, opérateurs…) de s’engager formellement auprès de leurs clients sur les caractéristiques de transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route,...) des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) applicatives sur leurs infrastructures IP.

Enjeux

La qualité d'un service est une notion subjective. Selon le type d'un service envisagé, la qualité pourra résider dans le débit (Un débit permet de mesurer le flux d'une quantité relative à une unité de temps au travers d'une surface quelconque.) (téléchargement ou diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une information), voire de « vaporisation »...) vidéo), le délai (Un délai est d'après le Wiktionnaire, « un temps accordé pour faire une chose, ou à l’expiration duquel on sera tenu de faire une certaine chose.  ».) (pour les applications interactives ou la téléphonie), la disponibilité (La disponibilité d'un équipement ou d'un système est une mesure de performance qu'on obtient en divisant la durée durant laquelle ledit équipement ou système est opérationnel par la durée totale...) (accès à un service partagé) ou encore le taux de pertes de paquets (pertes sans influence pour de la voix ou de la vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de son, sur un support adapté à l'électronique et non de type photochimique. Le...), mais critiques pour le téléchargement). La qualité de service propre au domaine de la gestion de la qualité (La gestion de la qualité est l'ensemble des activités qui concourent à l'obtention de la qualité dans un cadre de production de biens ou de services.) est un concept utile en urbanisation du système d'information gérant les flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun....) immatériels et à la logistique (La logistique est l'activité qui a pour objet de gérer les flux physiques d'une organisation, mettant ainsi à disposition des ressources correspondant aux besoins, aux conditions économiques et pour une qualité de...) qui gère les flux matériels. L'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui...) est de créer les synergies (ou flexibilités) nécessaires à l'organisation. Ceci passe par une amélioration de la standardisation des formats, et la mutualisation et ré-utilisation des ressources dans le cadre de l'intégration des flux.

Outils

Plusieurs outils existent sur le marché pour surveiller la qualité de service en ligne de certaines applications.

Caractéristiques

Dans un réseau, les informations sont transmises sous la forme de paquets, petits éléments de transmission transmis de routeur (Un routeur est un élément intermédiaire dans un réseau informatique assurant le routage des paquets. Son rôle est de faire transiter des paquets d'une interface réseau vers une autre, selon un...) en routeur jusqu'à la destination. Tous les traitements vont donc s'opérer sur ces paquets.

La mise en place de la qualité de service nécessite en premier lieu la reconnaissance des différents services. Celle-ci peut-se faire sur la base de nombreux critères :

  • La source et la destination du paquet.
  • Le protocole utilisé (UDP/TCP/ICMP/etc.).
  • Les ports source et de destination dans le cas des protocoles TCP et UDP.
  • La date et l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en...).
  • La congestion ( La congestion est l'augmentation subite de la quantité de sang contenue dans les vaisseaux d'un organe ou d'une partie d'organe. La congestion d'un réseau informatique est la condition dans laquelle une...) des réseaux.
  • La validité du routage (En informatique, le terme routage désigne le mécanisme par lequel les données d'un équipement expéditeur sont acheminées jusqu'à leur destinataire en examinant les...) (gestion des pannes dans un routage en cas de routes multiples par exemple).
  • La bande passante (La bande passante (angl. bandwidth) est un intervalle de fréquences pour lesquelles la réponse d'un appareil est supérieure à un minimum. Elle est généralement confondue...) consommée.
  • Les temps de latence.

En fonction de ces critères, différentes stratégies peuvent ensuite être appliquées pour assurer une bonne qualité de service.

Choix des routes

Lorsque plusieurs routes vers une destination sont disponibles, le choix d'une des routes peut se faire pour garantir la qualité de services. Par exemple, une route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour...) proposant un délai faible sur un débit faible sera utilisée pour les applications interactives, tandis qu'une route acceptant un meilleur débit au prix d'un délai plus long sera préférée pour les applications moins sensibles au délai (Streaming, téléchargement (En informatique, le téléchargement (en anglais download) est l’opération de transmission d’informations — programmes, données, images, sons, vidéos — d’un...), etc.).

Mise en forme du trafic

Mettre en forme un trafic (Trafic shaping en anglais) signifie prendre des dispositions pour s'assurer que le trafic ne dépasse jamais certaines valeurs prédéterminées. Pratiquement, cette contrainte s'applique en délayant certains paquets pour forcer un certain trafic, selon divers algorithmes.

Le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) du trafic peut-être utile pour limiter l'engorgement et assurer une latence correcte. Par ailleurs, des limitations de débits séparément aux trafics permettent en contrepartie de leur assurer en permanence un débit minimum, ce qui peut être particulièrement intéressant pour un fournisseur d'accès par exemple, souhaitant garantir une certaine valeur du débit à ses clients.

Les deux algorithmes les plus utilisés sont :

  • Le seau percé ((en)Leaky bucket)
  • Le seau à jetons ((en)Token bucket)

Ordonnancement

L'ordonnancement désigne l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout »,...) des méthodes visant à modifier l'ordre de départ des paquets, en remplacement de la règle du « premier arrivé, premier servi ».

Une de ses applications les plus courantes consistera ainsi à donner priorité à certains types de trafic, de façon sommaire en ne laissant passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) du trafic de faible priorité que s'il n'y a plus de trafic de forte priorité, ou de façon plus fine avec des algorithmes de Round-Robin pondérés, visant à faire passer des paquets des différentes connexions tour à tour, en laissant plus de temps aux paquets prioritaires.

Une autre application, le Fair Queuing consiste à séparer nettement les connexions, et à leur attribuer successivement et équitablement une possibilité de faire passer leurs paquets : cela permet de s'assurer qu'aucune application, même très demandeuse de débit, n'en écrasera d'autres.

Le matériel

La qualité de service se réalise au niveau de la couche 3 du modèle OSI. Elle doit donc être configurée sur les routeurs ou la passerelle reliée à Internet (Internet est le réseau informatique mondial qui rend accessibles au public des services variés comme le courrier électronique, la messagerie instantanée et le World Wide Web, en utilisant le protocole de...).

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