Une approche inductive dans le routage à optimisation du délai : application aux réseaux 802.11

An inductive approach for delay oriented routing : case of 802.11 networks

• Auteur / Autrice : Saida Ziane
• Direction : Abdelhamid Mellouk
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et réseaux
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 12

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux ad hoc (informatique)

Qualité de Service (télécommunications)

Routeurs (réseaux d'ordinateurs)

Résumé

Avec l'émergence des applications multimédia dans les réseaux ad hoc, des garanties de la qualité de service QoS (Quality of service) sont de plus en plus exigées. Durant ces dernières années, plusieurs travaux portant sur l'étude de la QoS dans les réseaux ad hoc ont été menés. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'étude du routage adaptatif avec délai dans les réseaux sans fil ad hoc, les réseaux 802. 11. Nous avons proposé un nouveau protocole de routage, appelé AMDR (Adaptive Mean Delay Routing), basé sur des agents explorateurs qui se chargent de collecter des informations sur l'état du réseau en termes de délai par le biais d'un mécanisme d'apprentissage en continu des paramètres du réseau. Ces derniers mettent à jour les tables de routage maintenues au niveau de chaque noeud du réseau. L'exploration des routes a été optimisée en proposant un nouvel algorithme de relais multipoints basé sur le délai réduisant ainsi l'overhead généré pour l'exploration. Par ailleurs, comme le calcul du délai dans un réseau mobile ad hoc est en étroite dépendance avec le mécanisme d'accès au médium, la modélisation au niveau de la couche MAC du mécanisme d'accès au canal nous permet d'obtenir l'information sur le délai moyen des liens. Dans ce cadre, nous avons proposé une modélisation du mécanisme d'accès au canal qui nous a permis d'estimer localement le délai des liens radio sans aucune génération de trafic supplémentaire. Le protocole AMDR calcule les routes qui minimisent le délai moyen de bout en bout en se basant sur l'évaluation périodique locale du délai à un saut de manière continue. Nous avons implémenté AMDR sous ns-2 et étudié ses performances en termes de délai, de taux de perte et d'overhead généré. Nous avons ensuite comparé AMDR en termes de performance avec le protocole réactif QAODV et le protocole proactif DOLSR, tous deux orienté délai. Les simulations ont montré que AMDR réagit mieux aux changements de la topologie et au passage à l'échelle grâce aux capacités d'adaptation et de réactivité de son algorithme d'apprentissage.

With the emergence of multimedia applications in the mobile ad hoc networks, several QoS guarantees are increasingly required. Mobile ad hoc networks are infrastructure-less networks consisting of wireless, possibly mobile nodes that are organized in peer-to-peer and autonomous fashion. The highly dynamic topology, limited bandwidth availability and energy constraints make the routing problem a challenging one. Substantial research effort has gone into the development of routing algorithms for MANETs. In the few last years, the swarm intelligence paradigm has been used in solving the routing problem in static computer networks with encouraging results. These algorithms have been proven to be robust and resilient to topology changes. We propose in this thesis a new swarm intelligence routing protocol, called AMDR (Adaptive Mean Delay Routing). AMDR is composed of two parts : the first part has the task of delay estimation at each mobile node. Such estimation is realized locally and does not require any special packet exchange. On the other hand, using local delay estimation means that synchronization problem is solved without any additional overhead. The second part of AMDR consists of the routing function realized around an exploration process. This part is built on two kinds of exploring agents having the task of collecting information on the network state in term of delay. We implemented AMDR under NS-2 simulator and studied its performances in term of delay, and loss rate. We compare AMDR performances with two different oriented delay routing protocols : QAODV and DOLSR. Simulations showed that AMDR is more scalable and reacts better to the changes of topology.