Performances du service IPv6 multicast de RAP

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Jul 2, 2012 (5 years and 4 months ago)

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Performances du service IPv6 multicast de RAP












Description : Ce document présente les tests de performance du service IPv6 multicast de
RAP et les résultats obtenus notamment en terme de débit, de perte de paquets et de qualité de
transmission avec les applications VLC et DVTS.
Version actuelle :1.0
Date : 28/02/06
Auteur : Lionel David




Version Dates Remarques
1.0 28/02/06 Création du document


Performances du service IPv6 multicast de RAP
- 2 -

Table des matières

Introduction............................................................................................................................2
1. Le service IPv6 multicast de RAP :...............................................................................3
2. Tests et performances :...................................................................................................3
2.1. Mesure des performances du réseau avec iperf :....................................................4
2.2. Supervision du service avec dbeacon :...................................................................4
2.3. Qualité de transmission avec DVTS :....................................................................4
2.3.1 Sur RAP :.......................................................................................................4
2.3.2 Entre RAP et le M6Bone :..............................................................................6
2.3.3 Entre l’UPMC (Hôpital Saint-Antoine) et le M6Bone :................................7
3. Conclusion......................................................................................................................7


Introduction

Le service IPv6 multicast est disponible en pilote sur RAP depuis fin 2004. Il donne accès au
réseau M6Bone, réseau international IPv6 multicast dont les interconnexions sont pour la
plupart constituées de tunnels. Ce service est pour le moment modérément utilisé, mais des
applications multimédias sont disponibles et plusieurs projets sont déjà utilisateurs du
protocole. RAP a effectué des tests sur son réseau afin de vérifier quelles étaient ses
possibilités en terme de débit et de qualité de transmission, notamment en vu du projet de
transmissions de cours de médecine entre l’université Pierre et Marie Curie (UPMC) et
l’Université des sciences de la santé (UHSC) au Cambodge dans le cadre du programme
régional STIC-ASIE
1
, puisqu’en effet, ce projet utilisera l’outil DVTS
2
, qui permet la
transmission de flux à 30Mbit/s en IPv6 multicast.


1
STIC-ASIE : http://www-direction.inria.fr/international/ASIE_OCEANIE/STIC_Asie.htm

2
DVTS : Digital Video Transport System, http://www.sfc.wide.ad.jp/DVTS/intro.html

Performances du service IPv6 multicast de RAP
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1. Le service IPv6 multicast de RAP :
Le service est pour le moment en phase pilote
3
. Il utilise les protocoles PIM-SM/MLDv1 et
est raccordé au M6Bone
4
par un peering MBGP qui permet le routage vers les autres réseaux
utilisateurs. C’est un tunnel d’encapsulation IPv6-in-IPv6
5
qui est utilisé pour le
raccordement.
Figure 1 : le service IPv6 multicast de RAP

Les 3 routeurs offrant le service IPv6 multicast de RAP sont des 6WINDGate
6
6200. Pour
vérifier leur capacité à traiter un flux haut débit en IPv6 multicast dans les conditions réelles,
un tunnel a été configuré sur un des liens de RAP (crv6-cnam/crv6-jussieu).
2. Tests et performances :
Plusieurs outils permettent de vérifier le bon fonctionnement et les performances du service
IPv6 multicast :

• iperf : mesure des performances du réseau (http://dast.nlanr.net/Projects/Iperf/
)
• dbeacon : supervision du service (http://hng.av.it.pt/~hsantos/dbeacon/
)
• ssmping : test d’accessibilité en PIM-SM/SSM (http://www.venaas.no/multicast/ssmping/
)
• Outils du Mbone : VIC/RAT/NTE... (http://www-mice.cs.ucl.ac.uk/multimedia/software/
)


3
Documentation sur le service disponible depuis le portail de RAP : http://www.rap.prd.fr

4
M6Bone : IPv6 multicast network, http://www.m6bone.net

5
Tunnel IPv6 dans IPv6 : RFC 2473
6
6WIND : http://www.6wind.com

Performances du service IPv6 multicast de RAP
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• VideoLAN : plate-forme multimédia (http://www.videolan.org/
)
• DVTS : application d’émission/réception de flux DV
7
(http://www.sfc.wide.ad.jp/DVTS/
)

L’objectif principal de ces tests est de montrer que l’utilisation de l’outil DVTS en IPv6
multicast, dont le débit de transmission se monte à 30Mbit/s, est possible sur RAP via un lien
natif ainsi que par un tunnel d’encapsulation IPv6-in-IPv6. Le test du tunnel est nécessaire
puisque c’est par ce moyen que RAP se raccorde au M6Bone. Il faut donc s’assurer que la
qualité de transmission n’est pas dégradée par l’encapsulation et la décapsulation (gérées au
niveau software dans les 6WINDGate 6200) engendrées par le tunnel.
2.1. Mesure des performances du réseau avec iperf :
Des tests avec iperf en unicast/multicast ont été effectués de manière progressive :
a) client/serveur en local sur une station
b) client/serveur sur le même LAN
c) client/serveur sur 2 LANs séparés par un routeur
d) client/serveur sur 2 LANs séparés par deux routeurs reliés nativement
e) client/serveur sur 2 LANs séparés par deux routeurs reliés par un tunnel

Les commandes utilisées sont les suivantes :

Serveur# iperf –s –u –B ff3e:30:2001:660:2401::1 –V –T 3 –i1
Client#iperf –c ff3e:30:2001:660:2401::1 –u –V –T3 –b<débit>M –i1

Ces mesures ont montré que de a) à d), le débit maximum atteint est de 87Mbit/s sans perte de
paquets, et que pour e) on monte jusqu’à 70Mbit/s avec un taux de perte de paquets inférieur à
1%.
2.2. Supervision du service avec dbeacon :
La matrice dbeacon située à l’url http://supervision-ipv6.renater.fr/public/m6bone/matrix

permet de vérifier la bonne réception/émission d’une machine sur le M6Bone. Pour vérifier
que le service IPv6 multicast est opérationnel depuis n’importe quel point du réseau RAP, des
stations ont été disposées derrière les 3 crv6 et abonnées au groupe de supervision du
M6Bone : ff1e::1:f00d:beac.

La commande utilisée est la suivante :

./dbeacon -n RAP -b ff1e::1:f00d:beac/10000 -a <e-mail> -C FR -W http://www.rap.prd.fr


La supervision montre que tout point du réseau RAP peut émettre et recevoir sur RAP et
vers/depuis le M6Bone.
2.3. Qualité de transmission avec DVTS :
La qualité a aussi été testée avec VidéoLAN. Les résultats obtenus sont les mêmes qu’avec
DVTS.
2.3.1 Sur RAP :
De même qu’avec iperf, les tests ont été effectués dans les topologies d) et e) selon le schéma
suivant :


7
DV : Digital Video
Performances du service IPv6 multicast de RAP
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Figure 2 : qualité de transmission avec DVTS en IPv6 multicast

Le premier test entre l’émetteur et le récepteur B montre une très bonne qualité de
transmission.

Le second test entre l’émetteur et le récepteur A, faisant intervenir le tunnel IPv6-in-IPv6, n’a
pas été concluant dans un premier temps. Aucun flux n’a été transmis. En effet, l’application
DVTS envoie par défaut des paquets comportant 1360 octets de données DV (DIF
sequences
8
), ce qui dépasse le MTU du tunnel (1280 octets), hors, en IPv6 multicast la
fonctionnalité pMTU
9
n’est pas disponible dans toutes les implémentations (OS/noyaux des
stations et équipements réseau).

Pour contourner ce problème il faut diminuer la taille des paquets envoyés pour qu’ils ne
soient pas droppés par le routeur. Pour cela deux solutions sont disponibles :

- Diminuer le MTU de l’interface de l’émetteur :
Sous WinXP : netsh interface ipv6> set interface "Connexion au réseau local" mtu=1280

- Diminuer la taille des paquets envoyés par DVTS grâce au paramètre DIF block
10
:
Par défaut, le paramètre DIF block est configuré à 17, ce qui donne 1360 octets de données.
En diminuant à 14 DIF block, on obtient 1120 octets de données DV et un paquet plus petit
que 1280 octets qui n’est pas droppé par le routeur pour son passage dans le tunnel.


8
Cf. RFC 3189 (RTP Payload Format for DV Video), paragraph 2.
9
pMTU : path Maximum Transfer Unit = découverte du MTU minimum sur un chemin donné
10
DIF Block : bloc de 80 octets qui constitue l’unité de traitement d’un flux DV, DIF sequence = DIF_Block_1
+ … + DIF_Block_n + DIF_Block_n+1
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Ci-dessous une copie d’écran de l’application en mode serveur à gauche et en mode récepteur
à droite :
Figure 3 : DVTS en mode émetteur et récepteur

Après diminution de la taille des paquets par l’une des deux méthodes énoncées ci-dessus, on
constate une transmission de très bonne qualité. Le graphe ci-dessous montre le débit mesuré
lors d’une transmission :
Figure 4 : Volume de trafic de l'émetteur vers le récepteur
2.3.2 Entre RAP et le M6Bone :
La retransmission DVTS a été testée de RAP vers RENATER et de RENATER vers RAP. En
plus du pMTU qui ne fonctionne pas, dans le cas d’une retransmission avec un autre site du
M6Bone, un nouveau problème a été constaté. En effet, si l’on transmet un flux avec DVTS et
que les paquets sont fragmentés par l’émetteur (comme indiqué dans le 2.3.1), des problèmes
de performances sur les routeurs (dû notamment à l’encapsulation/décapsulation en
entrée/sortie des tunnels IPv6-in-IPv6) constituant le M6Bone ont été constaté.

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On évite la fragmentation en configurant le nombre de « DIF Block » à 14.
- Transmission RAP vers RENATER :

Figure 5 : Volume de trafic de RAP vers RENATER

- Transmission RENATER vers RAP :

Figure 6 : Volume de trafic de RENATER vers RAP

Dans les 2 cas, on constate une retransmission de très bonne qualité.
2.3.3 Entre l’UPMC (Hôpital Saint-Antoine) et le M6Bone :
De même qu’entre RAP et le M6Bone, les tests de retransmission sont concluant.

3. Conclusion
Les équipements de RAP tiennent la charge pour une transmission à 30Mbit/s avec l’outil
DVTS en IPv6 multicast. La qualité de transmission obtenue lors des tests montre qu’il est
possible d’utiliser le service IPv6 multicast de RAP pour des applications gourmandes en
bande passante. Dans le cadre du programme régional STIC-ASIE, chaque partenaire du
projet doit vérifier les capacités de son réseau à transmettre ce type de flux. Ces tests ont
montré quelques faiblesses de l’utilisation du réseau en IPv6 multicast, mais elles sont
facilement contournables en diminuant la taille des paquets émis. Notons enfin, qu’il faut des
stations puissantes pour utiliser DVTS dans de bonnes conditions.