Amélioration de l'efficacité des mécanismes de tunneling sur les réseaux IP

• Auteur / Autrice : Priyanka Rawat
• Direction : Xavier Lagrange
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Télécom Bretagne en cotutelle avec Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, télécommunications, informatique, signal, systèmes, électronique (Rennes), École doctorale Santé, information-communication et mathématiques, matière (Brest, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Rennes 1 (1969-2022) - Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

IPv6 (protocole de réseaux d'ordinateurs)

Données -- Compression (télécommunications)

Radiocommunications mobiles

Résumé

Durant plusieurs années, le tunneling a été utilisé à diverses fins. Par exemple pour fournir une solution pour les problèmes de sécurité réseau, pour le support de la migration des réseaux (d’IPv4 à IPv6) et pour traverser le NAT. Aujourd’hui le tunneling est utilisé dans les solutions de gestion de la mobilité comme MobileIP et NEMO qui fournissent un accès Internet transparente même en cas de déplacement des noeuds ou des réseaux. Cependant, l’utilisation du tunneling entraine une surcharge au niveau du paquet due à la concaténation des en-têtes. Cette surcharge est encore plus remarquable sur les liaisons sans fil ou radio, qui ont des ressources limitées. Cela rend le tunneling moins efficace parce qu’il détériore la performance dans les réseaux sans fil et mobiles. Ainsi, il devient nécessaire d’améliorer l’efficacité du tunneling sur des réseaux IP. Nous considérons la compression des en-têtes pour réduire la surcharge due aux tunnels IP. Nous montrons que ROHC (Robust Header Compression) peut être appliqué sur des tunnels avec des configurations appropriées. Cependant, nous rencontrons quelques problèmes quand le protocole ROHC est utilisé en présence de tunneling. Ceci nous a motive à concevoir et développer TuCP (Tunneling Compression Protocol), qui une nouvelle méthode de compression d’en-tête pour les protocoles de tunneling. TuCP compresse des en-têtes en présence de tunneling et permet une utilisation efficace et le déploiement des tunnels dans les réseaux sans fil et mobiles. En outre, il fournit une solution qui gère le "out-of-order" paquets.

Over the years, tunneling has been used to provide solution for network security problems and migration of networks (from IPv4 to IPv6). More recently tunneling has found application in mobility support solutions such as MobileIP and NEMO Basic Support that provide moving nodes or networks with a transparent Internet access. However, the use of tunneling leads to high protocol header overhead due to multiple protocol headers in each packet. This overhead is even more noticeable on wireless links, which have scarce resources, and mobile networks that are typically connected by means of low bandwidth wireless links. This makes tunneling less efficient and results in performance deterioration in wireless and mobile networks. Thus, there is a requirement to improve efficiency and performance of tunneling over IP networks. We consider header compression for protocol headers to reduce overhead due to IP tunnels. We examine the behavior of ROHC (Robust Header Compression) over long delay links and tunnels. We show that ROHC can be applied over tunnels with proper configurations. We discuss the problems encountered, in presence of tunneling, when ROHC is used over the entire encapsulation consisting of inner IP headers of the IP packet and tunneling headers. This motivates us to design and implement TuCP (Tunneling Compression Protocol), a novel header compression for tunneling protocol headers. TuCP reduces tunneling header overhead and allows an efficient use and deployment of tunneling in wireless and mobile networks. In addition, it provides a solution to manage out of order packets which enables the usage of existing header compression methods like ROHC over IP tunnels.