Améliorations de l'optimisation TCP pour une meilleure expérience mobile

Selon le Cisco Visual Networking Index 2017 , le trafic vidéo mobile représentait 60 % du trafic total de données mobiles en 2016. Au total, la vidéo mobile devrait être multipliée par neuf entre 2016 et 2021, représentant 78 % du trafic total de données mobiles d’ici 2021.

Compte tenu de la croissance prévue, il est clair qu’offrir aux clients une expérience vidéo exceptionnelle sera essentiel pour que les opérateurs mobiles restent compétitifs et rentables. Mais ce ne sera pas facile.

Le problème avec TCP

Le déploiement des réseaux mobiles WiFi, 3G, 4G et 5G vise à offrir aux abonnés une expérience de meilleure qualité pour le haut débit mobile, tout en offrant aux opérateurs la possibilité de créer et de personnaliser les flux de revenus. Toutefois, pour conserver un avantage compétitif, les opérateurs mobiles devront faire évoluer leurs pratiques d’optimisation du protocole de contrôle de transmission (TCP) pour fournir des services réseau plus rapides à mesure que le trafic de données mobiles augmente.

Bien que la plupart des applications utilisent TCP pour communiquer avec les services dont elles ont besoin, il a été conçu à l’origine pour établir des connexions et transmettre des données entre les clients et les serveurs, et non pour prendre en charge des services tels que la voix et la vidéo. De plus, le protocole TCP est optimisé pour une livraison précise plutôt que pour une livraison ponctuelle et peut entraîner des retards de plusieurs secondes en attendant des messages dans le désordre ou des retransmissions de messages perdus. Ainsi, TCP n’est pas idéal pour les applications en temps réel telles que la voix et la vidéo. La perte sporadique de paquets causée par la congestion du réseau peut ralentir considérablement les taux de transfert. Cela signifie des vitesses de chargement réduites, une qualité vocale dégradée et des expériences de streaming vidéo médiocres pour les utilisateurs.

Ce que fait réellement l'optimisation TCP

Les solutions d’optimisation TCP doivent être suffisamment flexibles pour gérer les différentes conditions de réseau du WiFi, de la 3G, de la 4G, de la future 5G et les scénarios de transfert entre ces types de réseaux. Les techniques d’optimisation TCP doivent gérer la congestion, réduire la latence, s’intégrer à la sensibilisation aux politiques et au contrôle des utilisateurs, et prendre en charge une évolutivité élevée pour répondre aux prévisions de Cisco pour 2021.

Pour prendre en charge les différentes conditions du réseau et surmonter les limitations inhérentes au protocole, la plate-forme BIG-IP de F5 utilise ces fonctions spécifiques à l'optimisation TCP adaptative :

• Rythme de rythme : Cela contrôle le flux de paquets sur le réseau pour éviter de surcharger les tampons en aval. Sans rythme de transmission, les paquets sont envoyés immédiatement et consécutivement. En connaissant la vitesse à laquelle différents flux sont envoyés et reçus, la pile TCP peut contrôler la rapidité d'envoi de nouveaux paquets, améliorant ainsi la distribution entre les flux. La régulation du débit permet aux tampons de s'ajuster sans être surchargés, évitant ainsi les comportements de trafic incohérents et la perte de paquets due à la congestion du réseau. Les produits BIG-IP surveillent en permanence les tampons du réseau et envoient des paquets à des débits qui évitent le gonflement des tampons en ajustant de manière proactive le rythme de livraison en cas de trafic intense, évitant ainsi la congestion. Une fois le trafic rétabli, les produits BIG-IP permettent des vitesses plus rapides pour maximiser l'utilisation de la bande passante disponible.
   
• Réglage TCP programmable : Les opérateurs peuvent modifier les paramètres TCP en fonction des conditions du réseau, par exemple lorsqu'un utilisateur se déplace sur plusieurs types d'accès radio. Par exemple, lorsqu'un UE passe de la 3G à la 4G, le produit BIG-IP détecte le changement de type RAT et ajuste automatiquement les tailles de fenêtre vers le haut ou vers le bas avant de répondre.
   
• Réglage automatique dynamique : Les produits BIG-IP peuvent modifier les paramètres TCP de manière dynamique à mesure que les conditions du réseau changent. Les opérateurs établissent des seuils qui, lorsqu'ils sont déclenchés, obligent les produits BIG-IP à mettre à jour automatiquement les tailles de tampon applicables (par exemple, lorsqu'un utilisateur passe de la 3G à la 4G).
   
• Récupération agressive des pertes TCP : Dans les réseaux à faible temps d'aller-retour (RTT), la récupération des pertes de paquets à l'aide de délais d'expiration de retransmission (RTO) réduit considérablement les performances du réseau. Les produits BIG-IP implémentent un nouvel algorithme de récupération des pertes TCP plus agressif qui peut retransmettre les PDU manquants plusieurs fois pendant la période de récupération des pertes. Cette approche évite les RTO longs et améliore en conséquence les performances.
   
• Contrôle de congestion et maillage complet Multipath TCP (MPTCP) : Cela permet à un périphérique d'utiliser plusieurs chemins au cours d'une session TCP, permettant à plusieurs flux côté client de se connecter à un seul flux côté serveur. Particulièrement pertinent pour les appareils mobiles, cela signifie que les connexions sont transmises de manière transparente via les réseaux WiFi et macro 3G/4G. Lorsqu'un chemin échoue, MPTCP permet à la session de continuer à fonctionner sur un chemin alternatif, ce qui entraîne moins de communications abandonnées. MPTCP améliore également l’utilisation des ressources réseau grâce à un débit plus élevé et une résilience réseau améliorée.
   

Résumé

Correctement gérée, l'optimisation TCP fournit des services et des application fiables et cohérents tout en améliorant considérablement les performances sur les réseaux pour offrir une meilleure expérience utilisateur. Les utilisateurs bénéficient d’une navigation plus rapide et d’un accès plus rapide au contenu, avec une qualité de service sans compromis.

Tout cela fait de l’optimisation TCP un moyen efficace (et nécessaire) pour les opérateurs mobiles de maintenir un fort avantage compétitif via des temps de chargement réduits pour les applications et les abonnés. Grâce aux avantages décrits ci-dessus, la plateforme BIG-IP permet aux opérateurs de s’adapter en temps réel aux conditions variables des réseaux mobiles (latence, perte de paquets, congestion, etc.) en utilisant pleinement la bande passante disponible et en accélérant le trafic application .

Lectures complémentaires

Pour en savoir plus sur les capacités d'optimisation TCP de F5, visitez notre page de solution de gestion du trafic de données .