Depuis l’époque du modem commuté (beaucoup se souviennent du bruit familier du modem) jusqu’à la fibre optique jusqu’au bâtiment (FTTB/FTTH) et au Wi-Fi, pas moins de 20 ans se sont écoulés, et les vitesses de transfert de données sont passées de 0,1 Kbps à plusieurs Gbps, ce qui impose certaines exigences au fonctionnement du réseau et aux équipements utilisés.
La bande passante d’un opérateur de télécommunications n’est pas infinie
La bande passante du réseau n’est pas infinie — c’est un fait et un principe fondamental tant dans la construction du réseau d’un fournisseur ou d’une organisation telle qu’une usine ou une installation, que dans l’utilisation de services d’hébergement. La bande passante d’une ligne de communication dépend de ses caractéristiques — atténuation et vitesse — ainsi que du spectre des signaux qui y sont transmis. Les réseaux sans fil peuvent être considérés comme un exemple spécifique : l’atténuation du signal dépend de la distance et de la puissance de l’émetteur, et la vitesse de transfert des données dépend du nombre de clients sur un seul canal. Un autre exemple, familier à l’école, est celui d’un réseau local : s’il y a un client et un serveur sur le réseau, il ne semble y avoir aucun problème ; deux clients et un serveur se partageront la bande passante en deux, et ainsi de suite.
En quoi consiste le trafic réseau ?
Pour utiliser la bande passante de manière rationnelle, vous devez comprendre quel type de trafic existe sur le réseau et connaître son importance en termes de latence. Dans le réseau d’un fournisseur, tout le trafic peut être divisé en deux types : le trafic utilisateur et le trafic de service. Le trafic de service comprend les informations relatives à l’authentification et à la comptabilité des utilisateurs, la surveillance du réseau, le trafic des services DHCP et DNS, ainsi que d’autres types de trafic. Le trafic utilisateur correspond essentiellement à tout le reste du trafic : données HTTP/HTTPS, données de messagerie texte, vocale et vidéo, streaming vidéo, trafic des services en ligne, trafic torrent, etc. La part du trafic de service dans le réseau du fournisseur ne dépasse pas 1 %. Toute la liaison montante, la puissance de calcul des équipements réseau et la bande passante du réseau local de l’opérateur télécom sont consacrées aux clients.
Si nous considérons le réseau non pas du point de vue du fournisseur, mais du point de vue d’un utilisateur qui possède un site web ou une petite organisation, le tableau sera légèrement différent. Le trafic du propriétaire du site web sera principalement constitué de requêtes HTTP, de réponses à celles-ci sous forme de données de page renvoyées par le serveur (pages du site web, scripts associés, styles, images, etc.) et d’informations sur les services.
Le trafic de l’organisation sera quelque peu similaire au trafic des utilisateurs : e-mails, données vocales et vidéo, réponses du serveur du site web, divers types d’informations à usage interne et applications de l’organisation.
Il ne faut pas oublier les types d’attaques DDoS, lorsque le canal est saturé par le trafic transmis au réseau pour un nœud particulier, ou lorsque plusieurs milliers de clients se connectent soudainement aux serveurs de l’organisation (par exemple, le web). Dans ce cas, le canal de communication peut être saturé à 100 %.
Selon les statistiques, les services en ligne les plus populaires parmi la population adulte des États-Unis sont le courrier électronique, suivi par les SMS ou la messagerie instantanée. Les réseaux sociaux occupent la quatrième place de ce classement, tandis que l’éducation en ligne ferme la marche.
Selon Hootsuite et We are social, en janvier 2017, la population mondiale comptait 7,4 milliards de personnes, dont la moitié sont des utilisateurs d’Internet. Deux personnes sur trois utilisent un accès mobile.
Ainsi, la question de l’optimisation de l’utilisation des canaux et des ressources pour fournir une qualité de service donnée est d’une importance capitale.
Outils pour économiser la bande passante
Que faire si le canal de communication est presque saturé ?
La première option pour résoudre le problème consiste bien sûr à augmenter la largeur du canal de communication. Mais cela est parfois impossible ou trop coûteux, même pour les entreprises. Dans ce cas, il est judicieux de réduire la quantité de données transmises dans le canal de communication. Il existe plusieurs façons de procéder.
Pour les propriétaires de sites web, la solution appropriée serait de mettre en cache les fichiers statiques et de compresser les pages du site web, ce qui peut être fait dans les paramètres du serveur web. Il est également judicieux de prêter attention à l’optimisation des images et à l’utilisation de la technologie CDN.
Pour les fournisseurs et les organisations disposant d’un réseau suffisamment vaste, en plus de ce qui précède, afin d’économiser de la bande passante, il convient d’envisager l’utilisation d’un serveur de mise en cache autonome ou d’un serveur proxy de mise en cache. Il est également intéressant d’envisager la compression des données au sein du réseau, par exemple à l’aide du protocole MPPC (Microsoft Point-to-Point Compression).
La compression des données, les clients légers, la mise en cache et les solutions d’optimisation du trafic peuvent parfois réduire le trafic de 2 à 5 fois (le trafic provenant de différentes applications est compressé différemment). Il est également important de comprendre la structure du trafic et la manière dont le canal de communication est réellement utilisé. Cela peut être fait, par exemple, avec les technologies Flow. Utilisez ensuite des méthodes de hiérarchisation du trafic pour réduire les pertes de paquets et l’augmentation des files d’attente dans les équipements actifs.
Combiner QoS et économies de bande passante
La QoS (Quality of Service) est un ensemble de méthodes permettant de gérer les ressources des réseaux à commutation de paquets. Il convient de noter d’emblée que les mécanismes QoS sont mis en œuvre différemment selon les périphériques réseau et les systèmes d’exploitation : lorsque le maximum est atteint, les paquets peuvent être soit rejetés, soit retardés. Comme il est trop coûteux de « collecter » une file d’attente de paquets sous des charges importantes, les paquets sont généralement rejetés.
Les outils QoS peuvent être utilisés dans les cas où une application nécessite une bande passante strictement définie, comme la vidéoconférence ou la VoIP. Cette méthode d’économie de trafic fonctionne lorsqu’il y a de l’activité. Dans les autres cas, la bande passante réservée à cette application devient disponible à d’autres fins.
Analyse et gestion du trafic pour la qualité de service
Aujourd’hui, la question des économies de trafic reste d’actualité. Malgré le développement rapide des technologies et la disponibilité d’interfaces réseau avec une bande passante de 100G, ainsi que leur agrégation possible, il convient de rappeler que la bande passante n’est pas infinie. Il n’existe pas beaucoup de systèmes sur le marché capables au moins de mettre en cache le trafic. La plupart des systèmes capables de hiérarchiser le trafic de manière indépendante n’ont pas la possibilité d’apporter des modifications opérationnelles à la configuration. Certains des systèmes les plus populaires sont ceux qui analysent et gèrent le trafic à l’aide de la technologie DPI. Ces complexes logiciels et matériels vous permettent de :
- Limiter la bande passante pour les clients en fonction de leur plan tarifaire.
- Prévenir la congestion du réseau, en garantissant la qualité et la vitesse de l’accès à Internet.
- Hiérarchiser le trafic à toutes les étapes de la livraison à l’utilisateur.
- Réduire les coûts de liaison montante et améliorer la qualité d’expérience (QoE).
- Contrôler la limite supérieure.
- Contrer les attaques DDoS.
La vitesse d’accès, c’est-à-dire la bande passante du canal ou la vitesse de transfert des données, est d’une grande importance.
