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Coded TCP va booster les performances de nos réseaux

Coded TCP va booster les performances de nos réseaux

Des chercheurs de Harvard, du MIT, de Caltech...etc ont mis au point une nouvelle technique qui permet de multiplier par 10 les performances du Wifi sans toucher à la puissance du matériel. Ce qu'il faut savoir c'est qu'en WiFi, Bluetooth, LTE (4G), ce sont environ 2% des packets qui sont perdus... Si vous vous déplacez dans une voiture ou un train, ce chiffre peut monter jusqu'à 5%, ce qui est énorme. Et malheureusement, cette perte de packets affecte les performances de la connexion. Rien d'étonnant là-dedans puisqu'à l'origine, le protocole TCP a été conçu pour du réseau câblé.

Nos amis chercheurs ont donc mis au point ce qu'ils appellent le Coded TCP qui supprime tout simplement le problème de perte de paquets. Sur un lien TCP classique (Wifi par exemple), c'est un flux constant de packets qui sont transmis par votre carte réseau. Chaque packet possède un entête qui contient entre autres, l'IP de destination. Lorsque ce packet arrive par un routeur, ce dernier analyse cet entête et reroute le packet dans la bonne direction. Une fois arrivés à destination, ces packets sont alors reassemblés pour former le fichier original. Et si un seul de ces paquets est perdu, le destinataire devra attendre qu'il soit renvoyé (d'où le temps de latence).

Vitesse en Mbps / % de perte de packets

Avec le Coded TCP, chaque groupe de packets est transformé en équation algébrique le décrivant. De la pure mathématique qui fait que si un paquet appartenant à ce groupe disparait dans la nature, le destinataire (ou plutôt sa carte réseau) n'a qu'à résoudre l'équation pour retrouver la donnée manquante.

Plus de perte de paquet, c'est magique puisque sur le campus du MIT, les débits sont passés de 1 Mbps à 16 Mbps rien qu'en appliquant ce principe. Évidemment, cet algo pourrait être adapté aux réseaux mobiles (3G/4G...etc.), ce qui aura pour effet de considérablement augmenter la vitesse et la stabilité de nos connexions de tous les jours.

Pour le moment, les constructeurs se sont emparés (brevet) de cette invention, donc on n'a pas plus de détails, mais cela risque de provoquer une petite révolution dans les télécoms lorsque cette techno sera appliquée commercialement.

+ d'infos (PDF)

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46 Responses to “Coded TCP va booster les performances de nos réseaux”

  1. La Hyène dit :

    First !!! Yeah ca à l’air bien prometteur en tout cas, après reste à voir comment les constructeurs et acteurs des télécoms pourront l’implémenter dans leurs équipements.. ca donne envie en tout cas !

  2. Linus dit :

    Apparemment les constructeurs ne se seraient pas emparés comme tu le dis de la techno, mais seraient en train de mettre des accords de licence en place avec le MIT, attention donc.
    source: http://www.technologyreview.com/news/429722/a-bandwidth-breakthrough/

  3. riton dit :

    Cette technique ne risque-t-elle pas aussi de faciliter l’interception ?

  4. enigmatiqk dit :

    “Pour le moment, les constructeurs se sont emparés (brevet) de cette invention” : c’est foutu …

  5. sebcbien dit :

    ca pourra servir au wimax peut etre .

  6. koki dit :

    Je me permets de préciser quelques erreurs, vu qu’on les retrouve souvent. :
    C’est paquets, pas packets.
    en-tête est masculin et prend un trait d’union.

  7. Rémy EVEN dit :

    Ce n’est pas avec ou sans ça que tu va te protéger d’une quelconque interception, la question n’est pas là.
    Ce amélioration augmente “juste” la robustesse du protocole, sans doute dans le même style que des algos comme RAID5 ou autre.

  8. X Xaossiia dit :

    ça fait envie, pourvu que ça ne traine pas, de la 4G supérieure au débit adsl actuel ça fait réver ^^

  9. Olivier dit :

    Mon dieu , le pdf me file la nausée , toutes ces formules , me rappelle les bancs de l’école ^_^

  10. DeLoVaN dit :

    C’est pas vraiment “plus de perte de paquet”, hein, les paquets, on les perdra toujours, c’est juste qu’on peut en reconstituer un certain nombre car de la redondance à été ajoutée au protocole. Si la qualité de la connexion est vraiment mauvaise, ce protocole de ne va pas être utile.
    On transmet donc des données en plus, le débit utile dans des conditions idéales de transfert va chuter, faut voir tous les cas de tests.
    De plus j’imagine que la fenêtre de redondance doit être paramétrable, il faudra voir si ce paramètre est laissé configurable une fois implémenté.

  11. TZ dit :

    Ca fait du bien de voir qu’il y en a encore pour se soucier de leur langue…

  12. David C. dit :

    Je ne vois pas comment on peut faire mieux qu’avec l’ajout de bêtes bits de corrections, il est toujours question d’ajouter de la redondance à l’information.

  13. Mirhahil dit :

    Yep, et moi ça me rappelle les “blancs” que je laissais sur mes copies XD

  14. Woofy dit :

    Peut-être que le but n’est pas d’ajouter de l’information et donc d’augmenter la taille du paquet, mais de faire en sorte que pour la même taille de paquet et la même taille de données “utiles” transportées, on puisse ajouter cette redondance.
    Si on met moins de données utiles, ou que le paquet est plus gros, on utilisera plus de débit (donc moins de bande passante) pour sauvegarder les paquets (comme ça a été dit par @delovan:disqus) on risque dans la plupart des cas d’avoir un rendement identique, voir plus faible.

    Sans compter que la puissance du processeur réseau va être mis à l’épreuve (autant pour coder tous les paquets tout le temps, que pour de temps en temps trouver le paquet manquant), voir peut-être du CPU s’il n’est pas suffisant.

  15. Lertsenem dit :

    Oui, mais la redondance ajoutée doit être suffisamment bien choisie pour permettre de reconstituer la plus grande partie du paquet, en étant d’un poids minimal et avec une vitesse de vérification/reconstruction acceptable.
    Et les mathématiques derrière ça sont très loin d’être “bêtes”. :]

  16. Flubox dit :

    Ca sera encore appliqué dans des années :/

  17. Tonio dit :

    Il y a des tronches quand même… Chapi chapeau, en espérant y voir vite chez nous :)

  18. Woofy dit :

    C’est “codé”, et non “chiffré”

  19. Foudge dit :

    “les débits sont passés de 1 Mbps à 16 Mbps”

    J’ai du mal à imaginer comment, avec le protocole actuel, le débit pourrait à chuter à 1 Mbps avec seulement 2% de perte de paquets.
    Que ce ne soit pas optimisé pour un tel niveau de perte, ok, mais obtenir des résultats si pourris que ça, mais me parait étrange.

  20. Dace dit :

    Si j’ai bien compris, c’est un nouveau code correcteur ? Certains sont déjà utilisés dans la téléphonie ou à d’autres niveaux des couches réseaux…La questions que je me pose est si es tests ont été effectués avec seulement celui-ci ou cumuler avec d’autres systèmes de corrections?

  21. Baztoune dit :

    Encore un brevet qui a surement été acheté par quelqu’un qui a tout intérêt à ce qu’il ne soit *pas* utilisé…quelqu’un qui, par exemple, voudrait vendre plein de matos 4G plutôt qu’upgrader gratuitement le réseau en place.
    Ca me rappelle cette thèse qui devait multiplier par 100 le débit ADSL http://korben.info/bientot-de-ladsl-a-250-mbps.html

    La techno me fait penser aux algorithmes de réparation d’archives (PARCHIVE), ces fichiers .par2 qu’on trouve sur les newsgroups.

  22. orfeo34 dit :

    Il faut vite en faire un brevet libre. Sinon on va attendre encore 5 ans de développement et ça sera surtaxé sur nos forfaits.

  23. Mopalion dit :

    Il ne faut pas réver, une avancée dans les réseaux met en général plusieurs années à venir … Ensuite plusieurs points me chiffonnent (j’ai juste survoler l’article, ces points peuvent tres avoir été developpé dans l’article)

    -Qu’en est t’il de la compatibilité actuelle ? Au minimum, il faudra mettre à jour les piles protocolaires des systèmes d’exploitation, ca ne se fera pas si simplement. Ensuite on ne peut pas remplacer tout ce qui existe par cette version de TCP, ça demandera de gérer la compatibilité. -Comme déjà dit précédemment, ca va demander des ressources le codage et décodage, sur un ordinateur passe encore, sur un téléphone portable voire sur un système plus petit, ca risque d’être trop couteux. En particulier pour ce qui concerne les réseaux du “futur”. Les réseaux à très haut débits auront le temps necessaire pour coder et décoder ces paquets ? Et pour les réseaux ad-hoc, ou le système informatique peut disposer de très peu de puissance de calcul ?
    -Ensuite, ils tirent peut être leurs sources d’autre part, mais l’article scientifique ne parle pas d’expérimentations, juste d’évaluation de performances par une méthode analytique (des maths) et par une simulation. Or on arrive aujourd’hui à avoir des super protocols qui marchent super bien en théorie, mais des qu’on les tests c’est une catastrophe.
    -Enfin, en suivant les articles de source en source on tombe sur un article qui précise bien qu’il faut prendre en note qu’aucunes expériences à grande échelle n’a encore été faites, ce qui est primordial en réseau.
    -Une précision pour ce qui concerne le Wifi, je suis pas sur que dans la réalité cela changera grand chose, au mieux une amélioration de portée peut être, mais le problème d’anomalie de performance sera toujours là. (en gros, si quelqu’un en wifi se trouvé éloigné de la borne d’accès et reçoit relativement mal, il fait chuter le débit de tout le réseau d’un facteur de l’ordre de la dizaine)

  24. napoleon dit :

    c’est une mauvaise traduction d’un article anglais … c’est pour ça le “packet” j’ai remarqué que sur ce site les auteurs des articles ne comprennent pas ce qu’il écrivent, bref …

  25. Chap dit :

    Oui, moi aussi ça m’a fait pensé aux archives PAR des newsgroups. Quand j’étais gamin je trouvais ça magique, un fichier qui peut reconstruire un fichier manquant !!
    C’est beau les maths.
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Code_de_Reed-Solomon#Description_intuitive

  26. Korben dit :

    Pour packet, je l’ai laissé exprès en anglais pour le référencement.
    Pour entête, mon correcteur me dit que les 2 sont corrects. D’ailleurs, je l’ai toujours écrit sans trait d’union.
    Pour le genre, la faute m’a échappé. Je vais la corriger.

    Merci

  27. Korben dit :

    euh oui. Je n’ai pas dit qu’ils l’avaient volé. Juste qu’ils s’y intéressent. Le MIT a posé un brevet et les constructeurs vont effectivement, comme tu le dis, avoir des accords pour utiliser cette techno.

  28. zardoz dit :

    Les codes ECC ne fonctionnent qu’à condition qu’on ait quand même reçu le paquet fautif : Ils sont dedans !
    Ici, ça me ferait plutôt penser, dans l’esprit, à ce qu’on trouve en RAID 5 : Si un bloc est manquant on peut le rétablir à partir des informations sur les autres blocs…

    Toute proportion gardée bien sûr ;-)

  29. eeemmm dit :

    Concernant le wifi le principal problème est la gestion désastreuse des collisions et cet alogorithme ne changera, hélas, rien …

  30. Pour ça, il faut connaître le fonctionnement de TCP et les différents algos liés implémentés. Pour te donner une idée, tu peux jeter un oeil à la figure 9.b du papier de recherche. Ca n’explique le passage de 1 à 16 Mbps, mais bon le papier date et ils ont sûrement trouvé d’autres méthodes pour améliorer leur protocole :) http://www.mit.edu/~medard/papers2011/Modeling%20Network%20Coded%20TCP.pdf

  31. Nico Kos dit :

    Introduire des codes a effacement au niveau des couches transports [et donc de TCP] n est pas nouveau [http://recherche.isae.fr/en/departments/dmia/research_areas/mars_modeling_and_architecture_systems/communication_networks/tetrys].

    l evolution des implementations dans les machines est en retard par rapport aux propositions, mais il est vrai que quand il y a de la perte au niveau de la couche transport, les performances de TCP se degradent. sur un lien satellite, on peut penser a des blocs correcteurs au niveau MAC [simple retransmissions au niveau MAC en 4G pour l instant], ou des reactions aux erreurs locales plus appropriee [cf TCP Westwood ou CUBIC (implemente dans Android et Linux)] que les TCP ‘de base’.

  32. Nico Kos dit :

    En ce qui concerne le “super protocol qui a des performances desastreuses en test”, il a ete concu par quelqu un a qui on peut fair econfiance dans le domaine (http://scholar.google.com/citations?user=6_oL_9IAAAAJ&hl=en)

    enfin je suis bien d accord, ce ne sera pas implemente demain !

  33. Pollux dit :

    C’est sympa comme tout sur le papier mais il ne faut pas se méprendre, comme la H+/4G ça permet de théoriquement augmenter la capacité de transport du médium utilisé (l’air avec les ondes), ce n’est pas pour autant qu’en amont les opérateurs aient la capacité suffisante pour faire transiter tout le monde à la vitesse supportée par la norme.
    Pour faire simple c’est bien beau d’avoir 150Mbps jusqu’à l’antenne GSM et le MSC, après c’est une autre affaire…

  34. Si on applique la réforme orthographique de 1990, il faudrait dire entête… Sauf que tout le monde s’en tape, et c’est tant mieux ! ^^ (sinon il faudrait écrire des “ognons” !!!)

  35. Tschaggatta dit :

    “entête” sans trais d’union, ça vient du verbe entêter (ça te va bien d’ailleurs :-) ) au présent de l’indicatif (c’était valide depuis 1990, il semble, à la correction par le Conseil supérieur de la langue française à l’Académie française), ce sont deux homophones.

  36. Tschaggatta dit :

    “Pour le moment, les constructeurs se sont emparés (brevet) de cette invention” donc c’est déjà foutu..

  37. Tschaggatta dit :

    C’est comme la techno Hypercable, qui a été inventé il y a 25ans, avec des débits digne du haut débit en gros 100Mb/s avec de très faible puissance et ça sur des dizaines de km. C’est fonctionnel en plus (implanté à 2, 3 endroits), déposé en France en 1987 (le chercheur est français). Mais personne n’en a jamais rien eu à foutre (ou presque), c’est triste.
    http://www.zdnet.fr/blogs/infra-net/le-super-wifi-fait-le-buzz-aux-usa-il-a-ete-invente-il-y-a-25-ans-et-en-france-39783297.htm

  38. PK dit :

    Je tiens tout de même à préciser (comme qqn l’a déjà dit) que les codes correcteurs n’ont rien de nouveau et qu’ils sont déjà massivement utilisés dans l’industrie et la recherche depuis longtemps (vous trouverez pas mal de chose en cherchant “code correcteur” sur google, https://fr.wikipedia.org/wiki/Code_de_Reed-M%C3%BCller pour un assez connu).

    Le principe de base, comme il est expliqué ici, est de transformer les données en système d’équations linéaire qui permettront de reconstruire les données originales. On produit plus d’équations qu’il n’en faut, mais toutes linéairement indépendantes, ce qui fait que si on a besoin de k équations pour résoudre le système, on va en produire m>k et k parmis ces m équations permettront de résoudre le système. L’astuce, c’est que n’importe lesquelles de ces équations feront l’affaire pour reconstruire les données originales, du moment qu’on en a k à disposition. Par exemple si on a besoin de 10 équations, on en produit et en transmet 12, si on perd jusqu’à 2 équations sur 12 (n’importe lesquelles), on sera encore en mesure de reconstruire le système original.
    Au contraire d’une redondance “bête” des données, si on a 10 données à transmettre, on en transmet 12 (donc 2 sont redondantes), si on perd une donnée qui ne fait pas partie des 2 qui ont étés envoyées à double, on est obligé de les renvoyer.

    Je m’étonne d’ailleurs que, comme il est sous entendu dans le message de korben, aucune technique de correction d’erreur ne soit utilisé pour le wifi à l’heure actuelle.

  39. Pomme-C dit :

    Clair !

  40. Will dit :

    Rien ne remplacera une antenne wifi Pringles !

  41. mr.tux dit :

    Il bosse pour ASSIA (http://www.assia-inc.com/DSL-solutions/DSL-products/chorale/) La techno de DSM a l’air au point mort.

  42. napoleon dit :

    Pourquoi tu supprimes les messages pas a ton avantage et tu bannis ceux qui les écrivent ? il faut accepter les retours bon comme mauvais l’ami korben.. en plus tu peux pas me bloquer moi c’est bête.

  43. Bibi dit :

    Pour compléter des réponses déjà données, les codes correcteur d’erreurs, non-seulement c’est pas nouveau et c’est beaucoup utilisé, mais c’est même systématiquement utilisé dans toutes les communications numériques depuis des décennies. C’est aussi utilisé dans les stockages numériques (disques durs, flash, RAM, EEPROM, CD, DVD etc). Il y en a de différents types, en général les propriétés algébriques utilisées sont des propriétés de linéarité, parfois (plutôt sur des codes plus vieux) ça peut être des propriétés arithmétiques.

    Il y a donc déjà des codes dans le WIFI, mais au niveau de la couche physique. TCP passe loin au dessus de cette couche. Lorsqu’un paquet manque au niveau TCP, on redemande le paquet simplement parce que le code utilisé pour l’instant est utilisé paquet par paquet. L’idée de placer un code à un niveau plus élevé (ici, celui de TCP) est assez classique, mais comme TCP a été fait pour être appliqué sur des couches assez fiables, ça n’a pas été prévu dans le protocole. Un exemple de code à une couche plus haute que la couche physique, c’est le checksum utilisé au niveau IP (au dessus de la couche physique qui a son propre code (qui diffère selon le moyen de transmission), en dessous de la couche TCP).

    Bref, l’idée n’est pas vraiment nouvelle. En fait, ajouter un code autour d’un code, c’est non-seulement quelque chose de classique quand on superpose des couches de protocole, mais c’est même une méthode importante pour créer des codes pour une couche donnée. Ca s’appelle les codes “concaténés en série”, et c’était utilisé jusqu’aux années 90. Après on s’est aperçu qu’on pouvait faire plus subtil que juste les concaténer (et faire remonter les infos du décodeur du code “intérieur” vers celui du code “extérieur” afin d’affiner son décodage, en gros), mais plus ou moins la moitié des codes correcteurs d’erreur qui sont brevetés aujourd’hui (ceux de la 4G, du WIMAX, de la TNT, de la TNT2, de certaines normes WIFI etc) sont ces codes faits de deux codes qui communiquent.

    La nouveauté ici, de ce que j’en lis dans l’article de Korben (je n’ai pas lu exactement comment les codes marchaient), c’est purement l’application visée. Mais scientifiquement, t’as un code par paquets et tu considères que t’as un taux de perte de paquets important, n’importe quel chercheur en théorie de l’information te dira naturellement que tu peux résoudre le problème en mettant un turbo code distribué entre la couche physique et la couche TCP. Facile à décoder, approche classique du problème, etc. Je sais pas si c’est exactement ce que les mecs ont utilisé au MIT, mais je doute que leur idée sont fondamentalement révolutionnaire. C’est juste cool qu’ils essayent de faire bouger des normes établies qui trainent des incohérences.

    D’ailleurs, le titre du papier inclut “Network Coding” (ok, “Network Coded TCP”), et le Network Coding, c’est vraiment quelque chose de classique. Y’a même une page wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Linear_network_coding (dont le premier paragraphe est correct, j’ai eu la flemme de vérifier plus loin). Les mecs qui ont écrit le papier savent qu’il appliquent une théorie connue à un exemple simple, et ils le disent eux mêmes: le sous-titre est “A Simple Model and its Validation”. Fallait que quelqu’un le fasse, c’est bien qu’ils l’aient fait, mais c’est l’aspect concret du travail qui est louable, pas les aspects scientifiques “théoriques”.

  44. Nico Kos dit :

    Dans le Wifi, le delai d aller retour est petit, et les protocoles de niveau transport commecent a avoir des bonnes reactions aux erreurs localisees.

Dolby Audio Challenge – Coder pour le bonheur des oreilles

Capture du 2016-04-28 18:04:55

Si vous êtes développeur web en agence (par exemple) il vous arrive sûrement d'avoir dans votre Slack ou ailleurs des commandes pour des sites qui intègrent du son.

Pause
Wait, je sais le son en arrière plan d'une page web c'est bad really bad, mais là je parle d'autre chose.
End pause

Je veux parler de ces sites commandés à votre boîte par Warner, Universal, Ubisoft, où même toi dev freelance qui veut te faire un portfolio qui claque sa maman et qui ont besoin d'une bande son en arrière plan pour plonger l'internaute dans l'univers du jeu, trailer vidéo ou whatever.

B'hein en règle générale, c'est une mouise sans nom pour avoir un rendu sonore correct.
Pour pallier au problème Dolby a développé une techno qui est censée régler le problème et pour vous en faire la demo, ils vous invitent à la tester en participant à leur code challenge.

En y participant, vous aurez toutes les ressources nécessaires afin d'intégrer le nouveau son multi-dimensionnel (just marketing mais ça à l'air quand même cool) de Dolby. Accédez au hub où les développeurs Dolby animeront des tutoriels et webinars en one-to-one pour implémenter Dolby Digital Plus sur votre site.

A la clé un money pot de 15,000$.

Pour y participer où voir de plus près la techno pour les plus curieux c'est ici

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