La qualité de service et les communications temps réel sur IP

Que les plateformes de service soient localisées dans le Cloud ou On-Premises, les flux temps réel, tels que ceux produits par des applications mettant en œuvre la voix ou la vidéo, doivent être transportés par des moyens à même d'assurer la qualité et la disponibilité de leur acheminement. Pour ce faire, ces moyens doivent minimiser la détérioration perceptible des flux transportés tout en les acheminant dans des délais compatibles avec une communication en temps réel.

Les engagements de qualité (SLA) que le fournisseur d'un service prend vis-à-vis de ses utilisateurs ou clients sont mesurés par des critères ou indicateurs, de qualité de service.

L'application de ces principes généraux aux réseaux de transport de paquets IP utilisant des tronçons traditionnellement de type filaire, optique ou radio, conduit à contrôler les principaux critères de respect des conditions de qualité de service via trois métriques. La bande passante allouée à un tronçon d'un réseau IP et sa disponibilité sont des critères associés au dimensionnement et à la persistance d'un service. Ces deux derniers critères sont des préalables à la fourniture d'un service applicatif.

Ces trois principales métriques appliquées aux paquets IP sont :

• le délai de transmission de bout en bout ou latence (ms)
• la variation du délai de transmission ou gigue (ms)
• le taux de perte (%)

Dans un usage courant, on considère que la qualité de service d'un flux voix est bonne si les métriques ne dépassent pas les valeurs suivantes :

• latence < 150 ms
• gigue < 20 ms
• taux de perte < 1%

Les réseaux IP étant rarement dédiés à l'écoulement d'un seul et même type de flux, leur cohabitation peut s'avérer difficile dans des circonstances liées principalement à la contention d'un tronçon IP. Cette contention peut survenir sur un des maillons de la chaine de liaison lorsque la bande passante devient insuffisante, par exemple, à la suite d'une augmentation des usages des services applicatifs ou un réacheminement via des tronçons de secours / alternatifs insuffisamment dimensionnés.

En temps normal, le taux d'utilisation de la bande passante, par classe de service (ex. MPLS) ou par application (ex. SD-WAN), est contrôlé par le fournisseur de service afin qu'il soit proactif vis-à-vis de ses clients lors de l'approche de la saturation. Les mesures mises en œuvre sont, dans un premier temps, l'information des représentants des clients et dans un second temps l'augmentation de bande passante à la demande du client.

Si toutefois, la contention venait à se produire, afin de minimiser son impact sur les flux prioritaires, des mécanismes de priorisation de ces flux doivent avoir été préalablement implémentés afin que le fournisseur du service applicatif ou de transport respecte ses engagements vis-à-vis de ses clients ou utilisateurs. Ces mécanismes sont appelés QoS (Quality of Service). Ils doivent être implémentés de façon cohérente sur l'ensemble de la chaine de liaison, de terminal à terminal, en incluant les maillons intermédiaires (LAN, WAN...). Leur activation conduit à une dégradation de la qualité de service des applications ou classes de service non prioritaires disposant d'un engagement de service plus faible de la part du fournisseur.

Dans les cas où les services sont accédés vis des tronçons IP pour lesquels il n'existe aucun engagement de qualité de service, tel que c'est le cas pour les flux transitant via internet, en cas de détérioration de la qualité d'un service, les mécanismes de secours intégrés aux offres SD-WAN, ou E-SBC, peuvent réaliser un réacheminement automatique vers des tronçons IP de meilleure qualité.

Thierry HEREL
Directeur des études