Routage Unicast et Multicast dans les réseaux mobiles Ad hoc

• Main Author: Moustafa, Hasnaa
• Published: Télécom ParisTech 2004
• Subjects: Réseaux Ad hoc; Routage; Unicast; Multicast; Qualité de Connectivité; Conservation d'energie
• Online Access: http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001007; http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/49/98/61/PDF/Thesis_HasnaaMoustafa.pdf

Les Réseaux mobiles ad hoc (MANETs) appartiennent à une catégorie de réseaux sans fils qui n'a pas besoin d'infrastructure, chaque nœud jouant le rôle de l'hôte ainsi que du routeur. Les équipements mobiles dans ces réseaux sont généralement de petites tailles (PC portable, PDA...) d'où les contraintes de ressources en terme de mémoire et de batteries. Ces réseaux sont caractérisés par la faible bande passante qui diminue également en raison des interférences des signaux ainsi que la déplétion sur le canal (channel fading). Par conséquence, un nouveau type de routage est nécessaire pour améliorer la fiabilité de transmission. Certain protocoles de routage doivent être adoptés en prenant en compte la mobilité des nœuds ainsi que le manque des ressources. Puisque plusieurs applications de ces réseaux nécessitent la collaboration et la communication parmi les groupes de nœuds, les protocoles de routage multicast jouent un rôle très important. Les communication multicast sont plus efficaces que les communications unicast dans un environnement radio car elles profitent de la propriété de diffusion dans le canal radio et donc économisent l'utilisation de la bande passante ainsi que la consommation d'énergie. Le but de cette thèse est de proposer de nouveaux mécanismes et protocoles unicast et multicast pouvant répondre à plusieurs exigences comme la fiabilité, l'efficacité, l'adaptabilité, et la consommation d'énergie. Nous présentons trois contributions. La première contribution dans cette thèse concerne le routage unicast. Nous proposons un mécanisme de routage qui s'adapte aux changements fréquents de topologie ainsi que la faible puissance des batteries. Ce mécanisme, appelé Energy Conserving Dynamic Source Routing (EC-DSR), modifie le protocole de routage Dynamic Source Routing (DSR) en considérant la stabilité des nœuds voisins ainsi que la consommation d'énergie pendant la construction des chemins. Dans un deuxième temps, nous étudions le problème du routage multicast dans les réseaux ad hoc. Nous avons étudié les limitations des protocoles de routage multicast classiques ainsi que les problèmes dans les protocoles de routage multicast existants dans les réseaux ad hoc. Notre but étant de fournir un routage multicast efficace qui consomme moins de ressources. Un nouveau protocole de routage multicast, appelé Source Routing-based Multicast Protocol (SRMP), est proposé. Ce protocole utilise le concept de "source routing" pour minimiser la charge sur le réseau. SRMP permet une forte connectivité ainsi qu'une stabilité des liens entre les nœuds tout en minimisant la consommation d'énergie. A fin d'évaluer nos deux propositions, nous les avons implémenté sous le simulateur ns-2. Une étude comparative est aussi menée pour évaluer EC-DSR vis à vis DSR et montrer l'amélioration attendue de EC-DSR. De plus, une étude comparative est menée dans le cadre du multicast qui compare SRMP vis à vis On-demand Multicast Routing Protocol (ODMRP) et Adaptive Demand-driven Multicast Routing (ADMR). Les résultats obtenus sont favorables pour SRMP dans plusieurs points. Un environnement de simulations réaliste est fourni et permet d'étudier plusieurs modèles de mobilité dans nos expériences. L'effet de changement du modèle de mobilité sur la performance de chaque protocole est étudié. Dans un troisième temps, Nous étudions SRMP d'un point de vue analytique. Un modèle analytique basé sur la théorie des graphes aléatoires est dérivé. Les résultats numériques de ce modèle montrent le comportement de transition de phase pour certaines propriétés de SRMP, particulièrement ceux concernées par la connectivité.