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Les protocoles de routage dans les reacuteseaux mobiles Ad Hoc
NadJIb Badache1 DJamel Djenourf Abdelouahid DerhabJ
Tayeb Lemlouma4
Laboratoire des logiciels de base CERIST E-maillbadachewissaldz2djenourihotmailcom3derhaboshotmailcom 4Iemloumainrialpesmiddotfr
1- Introduction
n reacuteseau ad hoc est un ensemble de nœuds mobiles qui sont
Udynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutes dune maniegravere ougrave
linterconnexion entre les nœuds peut changer agrave tout moment Dans la plupart des cas luniteacute destination ne se trouve pas obligatoirement agrave la
porteacutee de luniteacute source ce qui implique que leacutechange des donneacutees entre
deux nœuds quelconques doit ecirctre effectueacute par des stations intermeacutediaires
La gestion de cet acheminement de donneacutees ou routage implique
leacutetablissement dune certaine architecture globale ou lon doit tenir compte
de la mobiliteacute des uniteacutes et de la versatiliteacute du meacutedium physique
La strateacutegie ( ou le protocole ) de routage est utiliseacutee dans le but de deacutecouvrir
les chemins qui existent entre les nœuds Le but principal dune telle strateacutegie est reacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire
quelconque duniteacutes ce qui assure leacutechange des messages dune maniegravere
continue
A cause des limitations des reacuteseaux ad hoc la construction des routes doit
ecirctre faite avec un minimum de controcircle et de consommation de la bande
passante et de leacutenergie Suivant la maniegravere de creacuteation et de maintenance
de routes lors de lacheminement des donneacutees les protocoles de routage peuvent ecirctre seacutepareacutes en deux cateacutegories les protocoles pro-actifs et les
protocoles reacuteactifs Les protocoles pro-actifs eacutetablissent les routes agrave lavance en se basant sur leacutechange peacuteriodique des tables de routage alors que les
protocoles reacuteactifs cherchent les routes agrave la demande
Dans ce qui suit nous allons preacutesenter les protocoles les plus connus proposeacutes pour effectuer le routage dans les reacuteseaux ad hoc Nous deacutecrivons leurs
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 77
principales caracteacuteristiques et fonctionnaliteacutes qui permettent dassurer
lacheminement des donneacutees entre les diffeacuterentes uniteacutes mobiles
2- Les protocoles de routage pro-actifs
Les protocoles de routage pro-actifs pour les reacuteseaux mobiles ad-hoc sont
baseacutes sur la mecircme philosophie des protocoles de routage utiliseacutes dans les
reacuteseaux filaires conventionnels Pour cela nous allons examiner les deux
principales meacutethodes utiliseacutees dans le routage des reacuteseaux filaires avant de
preacutesenter quelques protocoles de cette classe
Les deux principales meacutethodes utiliseacutees sont la meacutethode Etat de Lien (Link
State) et la meacutethode du Vecteur de Distance (Distance Vector) Les deux
meacutethodes exigent une mise agrave jour peacuteriodique des donneacutees de routage qui
doit ecirctre diffuseacutee par les diffeacuterents nœuds de routage du reacuteseau
Dans le protocole Link State chaque nœud de routage maintient sa propre
vision de la topologie du reacuteseau et qui inclut leacutetat de ses canaux de sortie
Pour que cette vision soit agrave jour chaque nœud diffuse (par inondation)
peacuteriodiquement leacutetat des liens de ses voisins agrave tous les nœuds du reacuteseau Cela
est fait aussi quand il y a un changement deacutetat de liens
Un nœud qui reccediloit les informations concernant leacutetat des liens met agrave jour sa
vision de la topologie du reacuteseau et applique un algorithme de calcul des
chemins optimaux afin de choisir le nœud suivant pour une destination
donneacutee Un exemple des algorithmes les plus connus appliqueacute dans le calcul
des plus courts chemins est celui de Dijkstra [BER 92] Notons que le nœud de
routage calcule la plus courte distance qui le seacutepare dune destination
donneacutee en se basant sur limage complegravete du reacuteseau formeacute des liens les plus
reacutecents de tous les nœuds de routage Cela veut dire que pour quun nœud
p puisse deacuteterminer le nœud de routage suivant pour une destination
donneacutee p doit recevoir les messages de la derniegravere mise agrave jour des liens
propageacute par le reacuteseau Le protocole OSPF (Open Shortest Path First) est lun
des protocoles les plus populaires baseacute sur le principe Etat de lien Comme
nous allons voir par la suite lalgorithme Distance Vector de base a eacuteteacute
adopteacute pour le routage dans les reacuteseaux ad hoc sans fil et cela en traitant
chaque hocircte mobile comme un nœud de routage
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 78
Dans lapproche de routage Distance VeC+or choque nœud de routage diffuse agrave ses nœuds de routage voisins sa vision des distances qui le seacuteparent
de tous les hocirctes du reacuteseau En se basant sur les informations reccedilues depuis tous ses voisins chaque nœud de routage fait un certain calcul pour trouver
le chemin le plus court vers nimporte quelle destination Le processus de
calcul se reacutepegravete sil y a un changement de la distance minimale seacuteparant
deux nœuds et cela jusquagrave ce que le reacuteseau atteigne un eacutetat stable Cette
technique est baseacutee sur lalgorithme distribueacute de Bellman-Ford (DBF) [BER 92]
Les protocoles de routage pro-actifs rassemblent les ideacutees des deux approches preacuteceacutedentes et essaient de les adapter pour les environnements
mobiles en essayant de reacuteduire ou deacuteliminer leurs limitations tout en prenant en consideacuteration les caracteacuteristiques du nouvel environnement
21 Destination Sequenced Distance Vector (DSDV) (PER 94) Le protocole de routage de vecteur de distance ordonnanceacute par destination est deacuteriveacute dun algorithme classique de vecteur de distance lalgorithme
distribueacute de BeUman-Ford (DBF) Des perfectionnements sont faits afin deacuteviter
le problegraveme des boucles preacutesentes dans DBF Ceci est eacuteviteacute en eacutetiquetant
chaque entreacutee de table de routage avec un numeacutero de seacutequence pour commander linformation de routage Dans DSDV chaque nœud maintient une table de routage qui a une entreacutee pour chaque destination dans le reacuteseau Les attributs pour chaque
destination sont le prochain saut le nombre de sauts et un numeacutero de
seacutequence qui est envoyeacute par le nœud destinataire Pour maintenir luniformiteacute
des tables de routage DSDV utilise deux types de mise agrave jour des mises agrave jour
peacuteriodiques et dautres baseacutees sur les eacutevegravenements afin de propager information de routage aussi rapidement que possible quand il y a nimporte
quel changement topologique Les paquets de mise agrave jour incluent les
destinations accessibles de chaque nœud et le nombre de sauts exigeacutes pour
atteindre chaque destination avec le numeacutero de seacutequence lieacute agrave chaque route
Lors de reacuteception dun paquet de mise agrave jour chaque nœud le compare avec linformation existante concernant la route Des routes avec des
anciens numeacuteros de seacutequence sont simplement ignoreacutees En cas de route
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avec le numeacutero de seacutequence eacutegal au numeacutero de seacutequence de la route
annonceacutee on remplace lancienne si elle a une meilleure meacutetrique La
meacutetrique est alors increacutementeacute par unsaut puisque le paquet exige un saut de
plus pour atteindre la destination Des routes nouvellement enregistreacutees sont
immeacutediatement annonceacutees agrave ses voisins
Quand un lien au prochain saut est invalide toute route contenant ce
prochain saut est immeacutediatement assigneacute agrave une meacutetrique infinie et son
numeacutero de seacutequence est mis agrave jour Cest le seul cas ougrave les numeacuteros de
seacutequence sont assigneacutes par un nœud autre que la destination Quand un
nœud reccediloit une meacutetrique infinie et il a un numeacutero de seacutequence supeacuterieur ou
eacutegal avec une meacutetrique finie un envoi de mise agrave jour de route est deacuteclencheacute
Par conseacutequent des routes avec une meacutetrique infinie seront rapidement
remplaceacutees par des routes reacuteelles propageacutees
DSDV utilise eacutegalement un meacutecanisme pour amortir des fluctuations dans des
mises agrave jour de table de routage Dans un environnement ougrave beaucoup de
nœuds indeacutependants transmettent linformation de routage asynchrone une
certaine fluctuation pourrait se deacutevelopper Par exemple un nœud pourrait
recevoir deux routes agrave la mecircme destination avec le mecircme numeacutero dordre
cependant celui avec la meacutetrique la plus mauvaise arrive toujours en
premier Ceci a pu mener aux excegraves des mises agrave jour de route et des
fluctuations des tables de routage DSDV reacutesout ce problegraveme en employant
des donneacutees de temps de stabilisation
Speacutecifiquement la dureacutee de temps jusquagrave ce que la route devienne stable
(nommeacute temps de stabilisation) est preacutevue et le temps de stabilisation doit ecirctre fini avant dannoncer nimporte quelle nouvelle information de route au
reacuteseau
En dautres termes le temps de stabilisation est utiliseacute comme moyen de
deacutecider combien de temps il faut attendre avant dannoncer de nouvelles
routes
Un des avantages principaux de DSDV est quil fournit les routes sans boucles (Ioop free) agrave tout instant Cependant il a un certain nombre dinconveacutenients
1 est difficile agrave deacuteterminer des valeurs optimales pour les paramegravetres comme
le temps de stabilisation maximum pour une destination particuliegravere Ceci
RIST Vol 120deg02 Anneacutee 2002 80
pourrait conduire egrave des fluctuations et de fausses annonces ayant pour reacutesultat le gaspillage de bande passante DSDV emploie eacutegalement des
mises agrave jour peacuteriodiques et eacutevegravenementielles qui pourraient causer des
messages de controcircle excessifs de communication En outre dans DSDV un
nœud doit attendre jusquagrave ce quil reccediloive la prochaine mise agrave jour de route lanceacutee par la destination avant quil puisse mettre agrave jour son entreacutee de la
table de routage pour cette destination En outre DSDV ne supporte pas le routage multichemin
22 Wlreless Routlng Protocol (WRP) [MUR 96) Le protocole de routage sans fil (Wireless routing protocol) est eacutegalement
baseacute sur lalgorithme de vecteur de distance Pour eacuteviter le problegraveme de
boucle preacutesent dans lalgorithme de vecteur de distance WRP inclut lavant dernier nœud (preacutedeacutecesseur) pour chaque destination Cette information de
preacutedeacutecesseur est incluse dans quatre tables maintenues au niveau de chaque nœud i
1 )-une table de distance pour chaque nœud j qui contient les champs suivants
D~ k distance entre les nœuds i et j tel que k est le prochain saut pour atteindre j
P~ k preacutedeacutecesseur de j dans le chemin entre i et j tel que k est le prochain saut pour atteindre j
2)-table de routage qui contient les champs suivants -ladresse de la destination
-D~ distance entre i et j
_Pji preacutedeacutecesseur qui correspond au chemin minimum pour atteindre j
-Si successeur qui correspond au chemin minimum pour atteindre j
-une marque tagj =correct chemin simple =error boucle
=null destination nest pas marqueacutee
3-table des coucircts de liens qui contient les champs suivants - Iki Ie coucirct pour chaque voisin k
- la freacutequence de mise agrave jour
RIST Vol 12 nG02 Anneacutee 2002 81
Le coucirct dun lien deacutefaillant est consideacutereacute comme eacutetant infini
4)- liste des retransmissions permet de connaicirctre lensemble des voisins qui
nont pas acquitteacute leur message de mise agrave jour et de retransmettre ce
message agrave cet ensemble
Les tableaux b) et c) de la figure 1 montrent la table de distance et la table
de routage au nœud 1 respectivement pour le reacuteseau repreacutesenteacute sur la
mecircme figure
a)
B Destination Vol
K J
Eumltin8tloDIPrOb8in saut Distan Pr~ur B 1 K 2 K
__J_~ KI 1 J K 2 K
b) Tableau de distance au nœud 1 c) Tableau de routage au nœud 1
Figure J
Pour garder une vue consistante du reacuteseau et pour reacutepondre aux
changements topologiques chaque nœud eacutechange des paquets de mise agrave jour avec ses voisins Une entreacutee de mise agrave jour indique une destination une
distance agrave la destination et un preacutedeacutecesseur agrave la destination Lors de la reacuteception dun paquet de mise agrave jour chaque nœud met agrave jour la distance
et les entreacutees de preacutedeacutecesseur dans la table de distance Par exemple quand un nœud i reccediloit une mise agrave jour de son voisin k concernant la destination j il
met agrave jour sa table de distance et examine les chemins possibles vers la
destination j agrave travers les autres nœuds voisins et par la suite il met agrave jour les
entreacutees des tables de distance et de routage
RIST Vo 12 nO O2 Anneacutee 2002 82
Notez que par le retour en arriegravere de linformation de preacutedeacutecesseur maintenue dans la table de distance le chemin complet peut ecirctre trouveacute Par exemple
en regardant le deuxiegraveme tableau on peut indiquer le chemin complet du
nœud 1au nœud J dont la distance est 2 est I-k-j Apregraves mise agrave jour de la table de distance chaque nœud met agrave jour eacutegalement sa table de routage
en conseacutequence en choisissant le voisin qui offre le plus petit coucirct agrave la
destination donneacutee comme prochain saut pour arriver agrave cette destination
lavantage principal de WRP est quil reacuteduit la formation des boucles provisoires en employant linformation de preacutedeacutecesseur pour identifier la route Ceci reacuteduit alternativement le temps de convergence Cependant
comme dans tous les protocoles proactive dans WRP chaque nœud maintient constamment des informations de routage complegravetes agrave toutes les destinations dans le reacuteseau exigeant des messages de controcircle importants
23 Global State Routing (GSR) (CHE 98] Il est similaire au DSDV en plus de ccedila il utilise les principes de routage de lS (link State) Il ameacuteliore ces deux algorithmes en eacutevitant linondation des
messages de routage et il utilise aussi une vue globale de la topologie et la meacutethode de disseacutemination de DBF qui implique labsence dinondation Chaque nœud i contient les informations suivantes
- une liste des voisins A
- une table de topologie Tri - une table des nœuds suivants pour chaque destination NEXTi
- table de distance qui contient pour chaque destination la distance minimale
lors de la reacuteception dun message de routage le nœud met agrave jour sa Tri si le numeacutero de seacutequence (NS) du message est supeacuterieur au NS de la table il diffuse une mise agrave jour agrave ses voisins
GSR utilise les algorithmes de recherche de plus court chemin et maintient la
table la plus reacutecente reccedilue agrave partir des voisins dune faccedilon peacuteriOdique Il assure plus de preacutecision concernant les donneacutees qui seacutechangent dans le reacuteseau
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 83
La diffeacuterence cleacute entre le GSR et le LS traditionnel est la faccedilon dans laquelle
les informations de routage circulent dans le reacuteseau Dans le LS si on deacutetecte
des changements de la topologie les paquets des eacutetats de liens sont geacuteneacutereacutes
et diffuseacutes par inondation dans tout le reacuteseau Par contre GSR maintient la
table la plus reacutecente des eacutetats de liens reccedilus agrave travers les voisins et leacutechange
uniquement avec ses voisins locaux dune faccedilon peacuteriodique En plus de cela
le GSR assure plus de preacutecision concernant les donneacutees de routage qui
seacutechangent dans le reacuteseau
Cependant GSR a toujours les mecircmes inconveacutenients que tous les protocoles
baseacutes sur LS
24 Fisheye State Routing FSR [PEI 00] Le routage deacutetat dœil de poisson [FSR) est une ameacutelioration de GSR il est
baseacute sur lutilisation de la technique laquoœil de poisson H La grande taille des
messages de mise agrave jour dans GSR gaspille une quantiteacute consideacuterable de la
bande passante du reacuteseau Dans FSR un message de mise agrave jour ne contient
pas linformation sur tous les nœuds Au lieu de cela il eacutechange des
informations sur les nœuds les plus proches plus freacutequemment quil le fait sur les
nœuds les plus lointains reacuteduisant ainsi la taille de message de mise agrave jour
Donc chaque nœud obtient linformation preacutecise concernant les voisins Le
deacutetail et lexactitude de linformation diminuent quand la distance du nœud
augmente La figure 2 deacutefinit la porteacutee du fisheye pour le nœud (11) central
La porteacutee est deacutefinie en termes des nœuds qui peuvent ecirctre atteints en un
certain nombre de sauts Le nœud central a linformation la plus preacutecise sur
tous les nœuds dans le cercle blanc et ainsi de suite Quoiquun nœud nait
pas linformation preacutecise au sujet des nœuds eacuteloigneacutes les paquets sont
conduits correctement parce que linformation de route devient de plus en
plus preacutecise quand le paquet se rapproche de la destination
Puisque la technique œil de poisson est reacutealiseacutee dans le protocole FSR en se
basant sur le changement des peacuteriodes Les paquets de mise agrave jour arrivent
lentement aux nœuds qui sont IOIcircn de la source Cependant la connaissance
impreacutecise du meilleur chemin vers une destination distante est compenseacutee
par le fait que la route devient progressivement plus preacutecise quand les
paquets sapprochent peu agrave peu de la destination
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Figure 2 Exactitude dinformation dans FSR
25 Cluster-Gateway Swltchlng Routing (CGSR) [CHI 97)
CGSR est baseacute sur une architecture de reacuteseau baseacutee sur les groupes Dans
CGSR des nœuds speacutecifiques sont indiqueacutes pour ecirctre des clusterheads (chefs
de groupe) qui commandent laccegraves au canal dans un groupe au niveau de la couche MAC Dans la couche MAC les clusterheads sont plus prioritaires
et ils ont ainsi plus de chance de transmettre que dautres nœuds Tous les
nœuds dans un groupe peuvent communiquer avec leur clusterhead et
probablement entre eux
Pour empecirccher les changements freacutequents de clusterhead laquo least
Clusterhead Change Algorithmraquo (llC) est employeacute Dans cet algorithme les clusterheads peuvent changer seulement aux deux conditions suivantes (1)
deux clusterheads deviennent des voisins et (2) un nœud devient
deacuteconnecteacute de nimporte quel groupe
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 85
~y
~ D ClusterHeed
a)
Groupe De Prochain Meacutetrique ordre
Destination Saut rDestination Clusterhead
ordreDestination
7 3 4 711 _~_____bull______ 1007r 8 __l--_---_shy -_
b) Exemple de Tableau de routage c) Exemple de Tableau de membre de groupe
Figure 3 Exemple de routage [de nœud 2 agrave nœud 8)
Dans CGSR le protocole DSDV est modifieacute de sorte quil puisse profiter de
larchitecture de groupe Speacutecifiquement le routage hieacuterarchique est
employeacute pour acheminer des paquets Chaque nœud maintient deux tables
une table des membres de groupe qui associe agrave chaque nœud destination
son clusterhead et une table de routage qui indique le prochain saut pour
atteindre le groupe de destination Les deux tables contiennent des numeacuteros
de seacutequence pour purger les routes peacuterimeacutees et pour empecirccher la formation
de boucles
Dans CGSR des paquets sont chemineacutes alternativement par des clusterheads
et des passerelles En dautres termes la route typique ressemble agrave CGC2G2 CG ougrave Ci est un clusterhead et Gi est une passerelle (gatewayJ
Une passerelle est un nœud qui appartient agrave plus dun groupe un chemin
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 86
direct entre deux passerelles nest pas utiliseacute Cette voie de deacuteroutement stricte a comme conseacutequence lincreacutementation de la longueur de chemin
La preacutesence dun clusterhead entre deux passerelles est avantageuse puisque les clusterheads ont plus de chance de transmettre que dautres
nœuds La figure 3 montre un exemple concernant CGSR Lavantage
principal de CGSR est que seulement les routes aux clusterheads sont
maintenues dus au routage hieacuterarchique Cependant le maintien des
groupes cause une charge suppleacutementaire Speacutecifiquement chaque nœud
doit peacuteriodiquement annoncer sa table de membre de groupe et mettre agrave jour sa table baseacutee sur les mises agrave jour reccedilues
26 Hlerarchlcal State Routing (HSR) [IWA 99] La caracteacuteristique du routage hieacuterarchique deacutetat (HSR) est le groupement multiniveaux et la division logique des nœuds mobiles Le reacuteseau est diviseacute en
groupes et un repreacutesentant pour chaque groupe est eacutelu
Dans HSR les repreacutesentants de groupes sorganisent encore en groupes et
ainsi de suite Les nœuds dun groupe physique diffusent leurs informations de
liens entre eux Le chef de groupe reacutecapitule linformation de son groupe et
lenvoie aux chefs de groupe voisins par lintermeacutediaire dune passerelle
Les chefs de groupes sont membres du groupe sur un plus haut niveau et ils
eacutechangent leur information de liens aussi bien que les informations les plus eacuteleacutementaires des niveaux infeacuterieurs et ainsi de suite Un nœud agrave chaque
niveau inonde au niveau le plus bas linformation quil obtient apregraves que lalgorithme soit exeacutecuteacute agrave ce niveau Ainsi le niveau le plus bas a une
information hieacuterarchique de topologie Chaque nœud a une adresse
hieacuterarchique composeacutee des numeacuteros des groupes sur le chemin de la racine
au nœud Une passerelle peut ecirctre atteinte de la racine par lintermeacutediaire
de plus dune voie daccegraves Ainsi la passerelle peut avoir plus quune
adresse hieacuterarchique Une adresse hieacuterarchique a pour but dassurer la livraison de nimporte ougrave dans le reacuteseau agrave un hocircte
En outre des nœuds sont eacutegalement diviseacutes dans des sous-reacuteseaux logiques
et agrave chaque nœud est assigneacute une adresse logique lt subnet host gt Chaque
sous-reacuteseau a un serveur de gestion demplacement dit LMS Location Management Server Tous les nœuds enregistrent leur adresse logique dans le
RIST Vol 12 n02 Anneacutee 2002 87
LMS Les LMS diffusent leur adresse hieacuterarchique aux niveaux supeacuterieurs et
linformation est envoyeacutee vers le bas agrave tous les LMS La couche transport
envoie un paquet agravela couche reacuteseau avec ladresse logique de la destination La couche reacuteseau trouve ladresse hieacuterarchique de la destination
de son LMS et lui envoie alors le paquet Une fois que la source et la
destination savent les adresses hieacuterarchiques dautres nœuds ils peuvent
ignorer le LMS et communiquer directement
Les principaux inconveacutenients de HSR sont
- si une route devient invalide tous les paquets envoyeacutes seront perdus
jusquagrave ce quune nouvele route sera eacutetablie
- HSR maintient des adresses hieacuterarchiques longues et le changement
freacutequent des adresses rend la localisation et la garde de trace des nœuds
une tache difficile
27 Zone Based Hierarchical Link State (ZHLS) [JOA 99] Dans le protocole lone-based Hierarchical Link State Routing Protocol (lHLS)
[LEM 00] le reacuteseau est diviseacute en zones non-recouvertes figure 4 Agrave la diffeacuterence dautres protocoles hieacuterarchiques il ny a aucun chef de
zone lHLS deacutefinit deux niveaux de topologie niveau de nœud et niveau de zone Une topologie de niveau de nœud indique que les nœuds dune zone
sont relieacutes entre eux physiquement Un lien virtuel entre deux zones existe si au moins un nœud dune zone est physiquement relieacute agrave un certain nœud de lautre zone La topologie de niveau de zone indique comment les zones sont relieacutees ensemble
Il y a deux types de paquet deacutetat de lien LSP orienteacute nœud et LSP orienteacute
zone
- LSP orienteacute nœud contient les informations des nœuds voisins et il est
propageacute agrave linteacuterieur de la zone
- LSP orienteacute zone contient les informations de zone et il est propageacute
globalement Chaque nœud a la connaissance complegravete de connectiviteacute
des nœuds dans sa zone et connais seulement les informations de connectiviteacute de zone dautre zone dans le reacuteseau Alors en donnant identification de zone et lidentification de nœud dune destination le
paquet est conduit en se basant sur lidentification de zone jusquagrave ce quil
atteigne la zone correcte Puis dans cette zone il est conduit en se basant sur lidentification de nœud
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Une lt identification de zone le nœud identificationgt de la destination est suffisante pour que le routage soit adaptatif au changement topologique
Parmi les inconveacutenients de ZHLS on peut citer - Si la zone devient large une quantiteacute importante dinformation doit ecirctre
sauvegardeacutee pour chaque nœud Les chemins ne sont pas optimaux les paquets doivent passer par les nœuds
qui relient les zones de la source et la destination mecircme si ces derniers sont
physiquement proches
o Nœud
Lien entre nœuds Lien entre zones
Zone
Figure 4 La deacutecomposition du reacuteseau en zones
28 Distance Routlng Effecl Aigorithm for Mobllity (DREAM) [BAS98)
Le protocole appeleacute Algorithme dEffet de Routage baseacute sur la Distance
pour la Mobiliteacute ou DREAM ( Distance Routing Effect Algorithm for Mobility) est
un protocole pro-actif baseacute sur les informations de localisation des uniteacutes
mobiles Le protocole diffuse les donneacutees destineacutees agrave une certaine destination
en effectuant une inondation ( propagation) partielle
Chaque nœud du reacuteseau mobile ad hoc eacuteChange peacuteriodiquement des messages de controcircle afin dinformer tous les autres nœuds de sa localisation
La distance influe dans cet eacutechange du fait que les messages de controcircle sont envoyeacutes freacutequemment aux nœuds les plus proches (cela nous rappelle la
technique FSR vue preacuteceacutedemment)
En plus de cela le protocole sadapte agrave la mobiliteacute du reacuteseau par le controcircle de mise agrave jour de freacutequence qui se base sur les vitesses des mouvements
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 89
Lors de lenvoi des donneacutees si la source possegravede des informations reacutecentes sur
la localisation du nœud destination elle choisit un ensemble de nœuds voisins
qui sont localiseacutes dans la direction sourcedestination Si un tel ensemble
nexiste pas les donneacutees sont inondeacutees dans le reacuteseau entier Dans le cas ougrave
de tels nœuds existeraient une liste qui contient leurs identificateurs est inseacutereacutee agrave la tecircte du paquet de donneacutees avant la transmission Seulement les
nœuds qui sont speacutecifieacutes dans la liste de tecircte traitent le paquet Lors de la
reacuteception du paquet le nœud de transit deacutetermine sa propre liste des nœuds
prochains et envoie le paquet avec la nouvelle liste de tecircte Si aucun voisin
nest localiseacute dans la direction de la destination le paquet reccedilu est ignoreacute
Quand le nœud destination reccediloit les donneacutees il envoie des acquittements agrave la source dune maniegravere similaire
Cependant dans le cas de reacuteception par inondation les acquittements ne
sont pas envoyeacutes Dans le cas ougrave la source envoie les donneacutees en speacutecifiant les nœuds suivants (en se basant sur les localisations) un timer associeacute agrave la
reacuteception des acquittements est activeacute Si aucun acquittement nest reccedilu
avant lexpiration du timeout les donneacutees seront retransmises en utilisant une
diffusion ordinaire [LEM 00]
3 Les protocoles de routage reacuteactifs
Comme nous lavons vu dans la section preacuteceacutedente les protocoles de
routage pro-actifs essaient de maintenir les meilleurs chemins existants vers
toutes les destinations possibles ( qui peuvent repreacutesenter lensemble de tous les nœuds du reacuteseau) au niveau de chaque nœud du reacuteseau Les routes sont
sauvegardeacutees mecircme si elles ne sont pas utiliseacutees La sauvegarde permanente
des chemins de routage est assureacutee par un eacutechange continu des messages
de mise agrave jour des chemins ce qui induit un controcircle excessif surtout dans le cas des reacuteseaux de grande taille
Les protocoles de routage reacuteactifs (dits aussi protocoles de routage agrave la demande l repreacutesentent les protocoles les plus reacutecents proposeacutes dans le but
dassurer le service du routage dans les reacuteseaux sans fil La majoriteacute des solutions proposeacutees pour reacutesoudre le problegraveme de routage dans les reacuteseaux
ad hoc et qui sont eacutevalueacutees actuellement par le groupe de travail MANET
( Mobile Ad Hoc Networking Working Groupe l de lIETF [ Internet Engineering
T ask Force) appartiennent agrave cette classe de protocoles de routage
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 90
Les protocoles de routage appartenant agrave cette cateacutegorie creacuteent et maintiennent les routes selon les besoins Lorsque le reacuteseau a besoin dune route une proceacutedure de deacutecouverte globale de routes est lanceacutee et cela
dans le but dobtenir une information speacutecifieacutee inconnue au preacutealable
31 Dynamlc Source Routfng (DSR) [JOH 96)
DSR est baseacute sur le routage de source ougrave la source indique le chemin
complet agrave la destination dans len-tecircte du paquet et chaque noeud le long
de ce chemin expeacutedie simplement le paquet au prochain saut indiqueacute dans le chemin (voir figure 5) Il utilise un cache de routes Par conseacutequent une source controcircle dabord son cache de routes pour deacuteterminer la route agrave la
destination Si une route est trouveacutee la source utilise cette route Autrement
la source emploie un protocole de deacutecouverte de route pour construire une
route
Dans la deacutecouverte de route la source diffuse par inondation un paquet de
requecircte dans le reacuteseau et la reacuteponse est retourneacutee par la destination ou un
autre nœud qui peut accomplir la requecircte de son cache de routes Chaque
paquet de requecircte a une identification unique ID et une liste initialement vide En recevant un paquet de requecircte si un nœud a deacutejagrave vu cette
identification (duplication) ou il trouve sa propre adresse deacutejagrave enregistreacutee dans la liste il ignore la copie et arrecircte linondation autrement il appose sa
propre adresse dans la liste et envoie la requecircte agrave ses voisins ceci dans le cas ougrave il na pas de chemin cacheacute vers la destination Si un nœud peut accomplir
la requecircte de son cache de routes il peut envoyer un paquet de reacuteponse agrave
la source sans propager le paquet de requecircte plus loin
En outre nimporte quel nœud participant agrave la deacutecouverte de route peut apprendre des routes agrave travers des paquets de donneacutees en transit et recueillir
cette information de routage dans son cache de routes Ce protocole de deacutecouverte de route est semblable au protocole laquo Address Resolution
Protocol raquode lInternet (ARP) sauf que les demandes dARP ne se propagent
pas au-delagrave dun routeur Il est eacutegalement semblable au protocole de
deacutecouverte de route utiliseacute dans des passerelles de routage de source dans 1EEE 802 LANs
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 91
Un eacutechec de route peut se produire puisque les nœuds mobiles se deacuteplacent
dun endroit agrave lautre Un eacutechec de route peut ecirctre deacutetecteacute par le protocole
de la couche liaison ou il peut ecirctre implicite quand aucune eacutemission na eacuteteacute
reccedilue pendant un moment dun ancien voisin Quand un eacutechec de route est deacutetecteacute le nœud deacutetectant leacutechec envoie un paquet derreur agrave la source
qui emploie alors le protocole de deacutecouverte de route encore pour deacutecouvrir
une nouvelle route
Il faut noter que dans DSR aucun message peacuteriodique de commande nest
employeacute pour lentretien de route
Lavantage principal de DSR est quil y a peu ou pas de messages de controcircle
quand peu de sources communiquent avec les destinations rarement
acceacutedeacutees Mais peut avoir le problegraveme de grand eacutechelle (scalability)
Pendant que le reacuteseau devient plus grand les paquets de commande et les
paquets de messages devIcircennent eacutegalement plus grands puisquils doivent
veacutehiculer des adresses pour chaque nœud dans le chemin
5shyFigure 5 transfert du poquet du nœud 9 ou nœud 5
32 Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) [PER 99]
AODV est essentiellement une combinaison de DSR et de DSDV Il combine le
meacutecanisme de demande de base de la deacutecouverte et de lentretien de
route de DSR et de lutilisation du routage de saut-par- saut des numeacuteros de
seacutequence et des eacutechanges peacuteriodiques de DSDV
Quand un nœud S a besoin dune route agrave une certaine destination D il
diffuse un message de demande de route agrave ses voisins y compris le dernier numeacutero de seacutequence pour cette destination La demande de route est
inondeacutee en quelque sorte par le reacuteseau jusquagrave ce quelle atteigne un nœud
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 92
qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 93
termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 94
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 96
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
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~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
principales caracteacuteristiques et fonctionnaliteacutes qui permettent dassurer
lacheminement des donneacutees entre les diffeacuterentes uniteacutes mobiles
2- Les protocoles de routage pro-actifs
Les protocoles de routage pro-actifs pour les reacuteseaux mobiles ad-hoc sont
baseacutes sur la mecircme philosophie des protocoles de routage utiliseacutes dans les
reacuteseaux filaires conventionnels Pour cela nous allons examiner les deux
principales meacutethodes utiliseacutees dans le routage des reacuteseaux filaires avant de
preacutesenter quelques protocoles de cette classe
Les deux principales meacutethodes utiliseacutees sont la meacutethode Etat de Lien (Link
State) et la meacutethode du Vecteur de Distance (Distance Vector) Les deux
meacutethodes exigent une mise agrave jour peacuteriodique des donneacutees de routage qui
doit ecirctre diffuseacutee par les diffeacuterents nœuds de routage du reacuteseau
Dans le protocole Link State chaque nœud de routage maintient sa propre
vision de la topologie du reacuteseau et qui inclut leacutetat de ses canaux de sortie
Pour que cette vision soit agrave jour chaque nœud diffuse (par inondation)
peacuteriodiquement leacutetat des liens de ses voisins agrave tous les nœuds du reacuteseau Cela
est fait aussi quand il y a un changement deacutetat de liens
Un nœud qui reccediloit les informations concernant leacutetat des liens met agrave jour sa
vision de la topologie du reacuteseau et applique un algorithme de calcul des
chemins optimaux afin de choisir le nœud suivant pour une destination
donneacutee Un exemple des algorithmes les plus connus appliqueacute dans le calcul
des plus courts chemins est celui de Dijkstra [BER 92] Notons que le nœud de
routage calcule la plus courte distance qui le seacutepare dune destination
donneacutee en se basant sur limage complegravete du reacuteseau formeacute des liens les plus
reacutecents de tous les nœuds de routage Cela veut dire que pour quun nœud
p puisse deacuteterminer le nœud de routage suivant pour une destination
donneacutee p doit recevoir les messages de la derniegravere mise agrave jour des liens
propageacute par le reacuteseau Le protocole OSPF (Open Shortest Path First) est lun
des protocoles les plus populaires baseacute sur le principe Etat de lien Comme
nous allons voir par la suite lalgorithme Distance Vector de base a eacuteteacute
adopteacute pour le routage dans les reacuteseaux ad hoc sans fil et cela en traitant
chaque hocircte mobile comme un nœud de routage
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 78
Dans lapproche de routage Distance VeC+or choque nœud de routage diffuse agrave ses nœuds de routage voisins sa vision des distances qui le seacuteparent
de tous les hocirctes du reacuteseau En se basant sur les informations reccedilues depuis tous ses voisins chaque nœud de routage fait un certain calcul pour trouver
le chemin le plus court vers nimporte quelle destination Le processus de
calcul se reacutepegravete sil y a un changement de la distance minimale seacuteparant
deux nœuds et cela jusquagrave ce que le reacuteseau atteigne un eacutetat stable Cette
technique est baseacutee sur lalgorithme distribueacute de Bellman-Ford (DBF) [BER 92]
Les protocoles de routage pro-actifs rassemblent les ideacutees des deux approches preacuteceacutedentes et essaient de les adapter pour les environnements
mobiles en essayant de reacuteduire ou deacuteliminer leurs limitations tout en prenant en consideacuteration les caracteacuteristiques du nouvel environnement
21 Destination Sequenced Distance Vector (DSDV) (PER 94) Le protocole de routage de vecteur de distance ordonnanceacute par destination est deacuteriveacute dun algorithme classique de vecteur de distance lalgorithme
distribueacute de BeUman-Ford (DBF) Des perfectionnements sont faits afin deacuteviter
le problegraveme des boucles preacutesentes dans DBF Ceci est eacuteviteacute en eacutetiquetant
chaque entreacutee de table de routage avec un numeacutero de seacutequence pour commander linformation de routage Dans DSDV chaque nœud maintient une table de routage qui a une entreacutee pour chaque destination dans le reacuteseau Les attributs pour chaque
destination sont le prochain saut le nombre de sauts et un numeacutero de
seacutequence qui est envoyeacute par le nœud destinataire Pour maintenir luniformiteacute
des tables de routage DSDV utilise deux types de mise agrave jour des mises agrave jour
peacuteriodiques et dautres baseacutees sur les eacutevegravenements afin de propager information de routage aussi rapidement que possible quand il y a nimporte
quel changement topologique Les paquets de mise agrave jour incluent les
destinations accessibles de chaque nœud et le nombre de sauts exigeacutes pour
atteindre chaque destination avec le numeacutero de seacutequence lieacute agrave chaque route
Lors de reacuteception dun paquet de mise agrave jour chaque nœud le compare avec linformation existante concernant la route Des routes avec des
anciens numeacuteros de seacutequence sont simplement ignoreacutees En cas de route
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 79
avec le numeacutero de seacutequence eacutegal au numeacutero de seacutequence de la route
annonceacutee on remplace lancienne si elle a une meilleure meacutetrique La
meacutetrique est alors increacutementeacute par unsaut puisque le paquet exige un saut de
plus pour atteindre la destination Des routes nouvellement enregistreacutees sont
immeacutediatement annonceacutees agrave ses voisins
Quand un lien au prochain saut est invalide toute route contenant ce
prochain saut est immeacutediatement assigneacute agrave une meacutetrique infinie et son
numeacutero de seacutequence est mis agrave jour Cest le seul cas ougrave les numeacuteros de
seacutequence sont assigneacutes par un nœud autre que la destination Quand un
nœud reccediloit une meacutetrique infinie et il a un numeacutero de seacutequence supeacuterieur ou
eacutegal avec une meacutetrique finie un envoi de mise agrave jour de route est deacuteclencheacute
Par conseacutequent des routes avec une meacutetrique infinie seront rapidement
remplaceacutees par des routes reacuteelles propageacutees
DSDV utilise eacutegalement un meacutecanisme pour amortir des fluctuations dans des
mises agrave jour de table de routage Dans un environnement ougrave beaucoup de
nœuds indeacutependants transmettent linformation de routage asynchrone une
certaine fluctuation pourrait se deacutevelopper Par exemple un nœud pourrait
recevoir deux routes agrave la mecircme destination avec le mecircme numeacutero dordre
cependant celui avec la meacutetrique la plus mauvaise arrive toujours en
premier Ceci a pu mener aux excegraves des mises agrave jour de route et des
fluctuations des tables de routage DSDV reacutesout ce problegraveme en employant
des donneacutees de temps de stabilisation
Speacutecifiquement la dureacutee de temps jusquagrave ce que la route devienne stable
(nommeacute temps de stabilisation) est preacutevue et le temps de stabilisation doit ecirctre fini avant dannoncer nimporte quelle nouvelle information de route au
reacuteseau
En dautres termes le temps de stabilisation est utiliseacute comme moyen de
deacutecider combien de temps il faut attendre avant dannoncer de nouvelles
routes
Un des avantages principaux de DSDV est quil fournit les routes sans boucles (Ioop free) agrave tout instant Cependant il a un certain nombre dinconveacutenients
1 est difficile agrave deacuteterminer des valeurs optimales pour les paramegravetres comme
le temps de stabilisation maximum pour une destination particuliegravere Ceci
RIST Vol 120deg02 Anneacutee 2002 80
pourrait conduire egrave des fluctuations et de fausses annonces ayant pour reacutesultat le gaspillage de bande passante DSDV emploie eacutegalement des
mises agrave jour peacuteriodiques et eacutevegravenementielles qui pourraient causer des
messages de controcircle excessifs de communication En outre dans DSDV un
nœud doit attendre jusquagrave ce quil reccediloive la prochaine mise agrave jour de route lanceacutee par la destination avant quil puisse mettre agrave jour son entreacutee de la
table de routage pour cette destination En outre DSDV ne supporte pas le routage multichemin
22 Wlreless Routlng Protocol (WRP) [MUR 96) Le protocole de routage sans fil (Wireless routing protocol) est eacutegalement
baseacute sur lalgorithme de vecteur de distance Pour eacuteviter le problegraveme de
boucle preacutesent dans lalgorithme de vecteur de distance WRP inclut lavant dernier nœud (preacutedeacutecesseur) pour chaque destination Cette information de
preacutedeacutecesseur est incluse dans quatre tables maintenues au niveau de chaque nœud i
1 )-une table de distance pour chaque nœud j qui contient les champs suivants
D~ k distance entre les nœuds i et j tel que k est le prochain saut pour atteindre j
P~ k preacutedeacutecesseur de j dans le chemin entre i et j tel que k est le prochain saut pour atteindre j
2)-table de routage qui contient les champs suivants -ladresse de la destination
-D~ distance entre i et j
_Pji preacutedeacutecesseur qui correspond au chemin minimum pour atteindre j
-Si successeur qui correspond au chemin minimum pour atteindre j
-une marque tagj =correct chemin simple =error boucle
=null destination nest pas marqueacutee
3-table des coucircts de liens qui contient les champs suivants - Iki Ie coucirct pour chaque voisin k
- la freacutequence de mise agrave jour
RIST Vol 12 nG02 Anneacutee 2002 81
Le coucirct dun lien deacutefaillant est consideacutereacute comme eacutetant infini
4)- liste des retransmissions permet de connaicirctre lensemble des voisins qui
nont pas acquitteacute leur message de mise agrave jour et de retransmettre ce
message agrave cet ensemble
Les tableaux b) et c) de la figure 1 montrent la table de distance et la table
de routage au nœud 1 respectivement pour le reacuteseau repreacutesenteacute sur la
mecircme figure
a)
B Destination Vol
K J
Eumltin8tloDIPrOb8in saut Distan Pr~ur B 1 K 2 K
__J_~ KI 1 J K 2 K
b) Tableau de distance au nœud 1 c) Tableau de routage au nœud 1
Figure J
Pour garder une vue consistante du reacuteseau et pour reacutepondre aux
changements topologiques chaque nœud eacutechange des paquets de mise agrave jour avec ses voisins Une entreacutee de mise agrave jour indique une destination une
distance agrave la destination et un preacutedeacutecesseur agrave la destination Lors de la reacuteception dun paquet de mise agrave jour chaque nœud met agrave jour la distance
et les entreacutees de preacutedeacutecesseur dans la table de distance Par exemple quand un nœud i reccediloit une mise agrave jour de son voisin k concernant la destination j il
met agrave jour sa table de distance et examine les chemins possibles vers la
destination j agrave travers les autres nœuds voisins et par la suite il met agrave jour les
entreacutees des tables de distance et de routage
RIST Vo 12 nO O2 Anneacutee 2002 82
Notez que par le retour en arriegravere de linformation de preacutedeacutecesseur maintenue dans la table de distance le chemin complet peut ecirctre trouveacute Par exemple
en regardant le deuxiegraveme tableau on peut indiquer le chemin complet du
nœud 1au nœud J dont la distance est 2 est I-k-j Apregraves mise agrave jour de la table de distance chaque nœud met agrave jour eacutegalement sa table de routage
en conseacutequence en choisissant le voisin qui offre le plus petit coucirct agrave la
destination donneacutee comme prochain saut pour arriver agrave cette destination
lavantage principal de WRP est quil reacuteduit la formation des boucles provisoires en employant linformation de preacutedeacutecesseur pour identifier la route Ceci reacuteduit alternativement le temps de convergence Cependant
comme dans tous les protocoles proactive dans WRP chaque nœud maintient constamment des informations de routage complegravetes agrave toutes les destinations dans le reacuteseau exigeant des messages de controcircle importants
23 Global State Routing (GSR) (CHE 98] Il est similaire au DSDV en plus de ccedila il utilise les principes de routage de lS (link State) Il ameacuteliore ces deux algorithmes en eacutevitant linondation des
messages de routage et il utilise aussi une vue globale de la topologie et la meacutethode de disseacutemination de DBF qui implique labsence dinondation Chaque nœud i contient les informations suivantes
- une liste des voisins A
- une table de topologie Tri - une table des nœuds suivants pour chaque destination NEXTi
- table de distance qui contient pour chaque destination la distance minimale
lors de la reacuteception dun message de routage le nœud met agrave jour sa Tri si le numeacutero de seacutequence (NS) du message est supeacuterieur au NS de la table il diffuse une mise agrave jour agrave ses voisins
GSR utilise les algorithmes de recherche de plus court chemin et maintient la
table la plus reacutecente reccedilue agrave partir des voisins dune faccedilon peacuteriOdique Il assure plus de preacutecision concernant les donneacutees qui seacutechangent dans le reacuteseau
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 83
La diffeacuterence cleacute entre le GSR et le LS traditionnel est la faccedilon dans laquelle
les informations de routage circulent dans le reacuteseau Dans le LS si on deacutetecte
des changements de la topologie les paquets des eacutetats de liens sont geacuteneacutereacutes
et diffuseacutes par inondation dans tout le reacuteseau Par contre GSR maintient la
table la plus reacutecente des eacutetats de liens reccedilus agrave travers les voisins et leacutechange
uniquement avec ses voisins locaux dune faccedilon peacuteriodique En plus de cela
le GSR assure plus de preacutecision concernant les donneacutees de routage qui
seacutechangent dans le reacuteseau
Cependant GSR a toujours les mecircmes inconveacutenients que tous les protocoles
baseacutes sur LS
24 Fisheye State Routing FSR [PEI 00] Le routage deacutetat dœil de poisson [FSR) est une ameacutelioration de GSR il est
baseacute sur lutilisation de la technique laquoœil de poisson H La grande taille des
messages de mise agrave jour dans GSR gaspille une quantiteacute consideacuterable de la
bande passante du reacuteseau Dans FSR un message de mise agrave jour ne contient
pas linformation sur tous les nœuds Au lieu de cela il eacutechange des
informations sur les nœuds les plus proches plus freacutequemment quil le fait sur les
nœuds les plus lointains reacuteduisant ainsi la taille de message de mise agrave jour
Donc chaque nœud obtient linformation preacutecise concernant les voisins Le
deacutetail et lexactitude de linformation diminuent quand la distance du nœud
augmente La figure 2 deacutefinit la porteacutee du fisheye pour le nœud (11) central
La porteacutee est deacutefinie en termes des nœuds qui peuvent ecirctre atteints en un
certain nombre de sauts Le nœud central a linformation la plus preacutecise sur
tous les nœuds dans le cercle blanc et ainsi de suite Quoiquun nœud nait
pas linformation preacutecise au sujet des nœuds eacuteloigneacutes les paquets sont
conduits correctement parce que linformation de route devient de plus en
plus preacutecise quand le paquet se rapproche de la destination
Puisque la technique œil de poisson est reacutealiseacutee dans le protocole FSR en se
basant sur le changement des peacuteriodes Les paquets de mise agrave jour arrivent
lentement aux nœuds qui sont IOIcircn de la source Cependant la connaissance
impreacutecise du meilleur chemin vers une destination distante est compenseacutee
par le fait que la route devient progressivement plus preacutecise quand les
paquets sapprochent peu agrave peu de la destination
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 84
Figure 2 Exactitude dinformation dans FSR
25 Cluster-Gateway Swltchlng Routing (CGSR) [CHI 97)
CGSR est baseacute sur une architecture de reacuteseau baseacutee sur les groupes Dans
CGSR des nœuds speacutecifiques sont indiqueacutes pour ecirctre des clusterheads (chefs
de groupe) qui commandent laccegraves au canal dans un groupe au niveau de la couche MAC Dans la couche MAC les clusterheads sont plus prioritaires
et ils ont ainsi plus de chance de transmettre que dautres nœuds Tous les
nœuds dans un groupe peuvent communiquer avec leur clusterhead et
probablement entre eux
Pour empecirccher les changements freacutequents de clusterhead laquo least
Clusterhead Change Algorithmraquo (llC) est employeacute Dans cet algorithme les clusterheads peuvent changer seulement aux deux conditions suivantes (1)
deux clusterheads deviennent des voisins et (2) un nœud devient
deacuteconnecteacute de nimporte quel groupe
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 85
~y
~ D ClusterHeed
a)
Groupe De Prochain Meacutetrique ordre
Destination Saut rDestination Clusterhead
ordreDestination
7 3 4 711 _~_____bull______ 1007r 8 __l--_---_shy -_
b) Exemple de Tableau de routage c) Exemple de Tableau de membre de groupe
Figure 3 Exemple de routage [de nœud 2 agrave nœud 8)
Dans CGSR le protocole DSDV est modifieacute de sorte quil puisse profiter de
larchitecture de groupe Speacutecifiquement le routage hieacuterarchique est
employeacute pour acheminer des paquets Chaque nœud maintient deux tables
une table des membres de groupe qui associe agrave chaque nœud destination
son clusterhead et une table de routage qui indique le prochain saut pour
atteindre le groupe de destination Les deux tables contiennent des numeacuteros
de seacutequence pour purger les routes peacuterimeacutees et pour empecirccher la formation
de boucles
Dans CGSR des paquets sont chemineacutes alternativement par des clusterheads
et des passerelles En dautres termes la route typique ressemble agrave CGC2G2 CG ougrave Ci est un clusterhead et Gi est une passerelle (gatewayJ
Une passerelle est un nœud qui appartient agrave plus dun groupe un chemin
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 86
direct entre deux passerelles nest pas utiliseacute Cette voie de deacuteroutement stricte a comme conseacutequence lincreacutementation de la longueur de chemin
La preacutesence dun clusterhead entre deux passerelles est avantageuse puisque les clusterheads ont plus de chance de transmettre que dautres
nœuds La figure 3 montre un exemple concernant CGSR Lavantage
principal de CGSR est que seulement les routes aux clusterheads sont
maintenues dus au routage hieacuterarchique Cependant le maintien des
groupes cause une charge suppleacutementaire Speacutecifiquement chaque nœud
doit peacuteriodiquement annoncer sa table de membre de groupe et mettre agrave jour sa table baseacutee sur les mises agrave jour reccedilues
26 Hlerarchlcal State Routing (HSR) [IWA 99] La caracteacuteristique du routage hieacuterarchique deacutetat (HSR) est le groupement multiniveaux et la division logique des nœuds mobiles Le reacuteseau est diviseacute en
groupes et un repreacutesentant pour chaque groupe est eacutelu
Dans HSR les repreacutesentants de groupes sorganisent encore en groupes et
ainsi de suite Les nœuds dun groupe physique diffusent leurs informations de
liens entre eux Le chef de groupe reacutecapitule linformation de son groupe et
lenvoie aux chefs de groupe voisins par lintermeacutediaire dune passerelle
Les chefs de groupes sont membres du groupe sur un plus haut niveau et ils
eacutechangent leur information de liens aussi bien que les informations les plus eacuteleacutementaires des niveaux infeacuterieurs et ainsi de suite Un nœud agrave chaque
niveau inonde au niveau le plus bas linformation quil obtient apregraves que lalgorithme soit exeacutecuteacute agrave ce niveau Ainsi le niveau le plus bas a une
information hieacuterarchique de topologie Chaque nœud a une adresse
hieacuterarchique composeacutee des numeacuteros des groupes sur le chemin de la racine
au nœud Une passerelle peut ecirctre atteinte de la racine par lintermeacutediaire
de plus dune voie daccegraves Ainsi la passerelle peut avoir plus quune
adresse hieacuterarchique Une adresse hieacuterarchique a pour but dassurer la livraison de nimporte ougrave dans le reacuteseau agrave un hocircte
En outre des nœuds sont eacutegalement diviseacutes dans des sous-reacuteseaux logiques
et agrave chaque nœud est assigneacute une adresse logique lt subnet host gt Chaque
sous-reacuteseau a un serveur de gestion demplacement dit LMS Location Management Server Tous les nœuds enregistrent leur adresse logique dans le
RIST Vol 12 n02 Anneacutee 2002 87
LMS Les LMS diffusent leur adresse hieacuterarchique aux niveaux supeacuterieurs et
linformation est envoyeacutee vers le bas agrave tous les LMS La couche transport
envoie un paquet agravela couche reacuteseau avec ladresse logique de la destination La couche reacuteseau trouve ladresse hieacuterarchique de la destination
de son LMS et lui envoie alors le paquet Une fois que la source et la
destination savent les adresses hieacuterarchiques dautres nœuds ils peuvent
ignorer le LMS et communiquer directement
Les principaux inconveacutenients de HSR sont
- si une route devient invalide tous les paquets envoyeacutes seront perdus
jusquagrave ce quune nouvele route sera eacutetablie
- HSR maintient des adresses hieacuterarchiques longues et le changement
freacutequent des adresses rend la localisation et la garde de trace des nœuds
une tache difficile
27 Zone Based Hierarchical Link State (ZHLS) [JOA 99] Dans le protocole lone-based Hierarchical Link State Routing Protocol (lHLS)
[LEM 00] le reacuteseau est diviseacute en zones non-recouvertes figure 4 Agrave la diffeacuterence dautres protocoles hieacuterarchiques il ny a aucun chef de
zone lHLS deacutefinit deux niveaux de topologie niveau de nœud et niveau de zone Une topologie de niveau de nœud indique que les nœuds dune zone
sont relieacutes entre eux physiquement Un lien virtuel entre deux zones existe si au moins un nœud dune zone est physiquement relieacute agrave un certain nœud de lautre zone La topologie de niveau de zone indique comment les zones sont relieacutees ensemble
Il y a deux types de paquet deacutetat de lien LSP orienteacute nœud et LSP orienteacute
zone
- LSP orienteacute nœud contient les informations des nœuds voisins et il est
propageacute agrave linteacuterieur de la zone
- LSP orienteacute zone contient les informations de zone et il est propageacute
globalement Chaque nœud a la connaissance complegravete de connectiviteacute
des nœuds dans sa zone et connais seulement les informations de connectiviteacute de zone dautre zone dans le reacuteseau Alors en donnant identification de zone et lidentification de nœud dune destination le
paquet est conduit en se basant sur lidentification de zone jusquagrave ce quil
atteigne la zone correcte Puis dans cette zone il est conduit en se basant sur lidentification de nœud
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 88
Une lt identification de zone le nœud identificationgt de la destination est suffisante pour que le routage soit adaptatif au changement topologique
Parmi les inconveacutenients de ZHLS on peut citer - Si la zone devient large une quantiteacute importante dinformation doit ecirctre
sauvegardeacutee pour chaque nœud Les chemins ne sont pas optimaux les paquets doivent passer par les nœuds
qui relient les zones de la source et la destination mecircme si ces derniers sont
physiquement proches
o Nœud
Lien entre nœuds Lien entre zones
Zone
Figure 4 La deacutecomposition du reacuteseau en zones
28 Distance Routlng Effecl Aigorithm for Mobllity (DREAM) [BAS98)
Le protocole appeleacute Algorithme dEffet de Routage baseacute sur la Distance
pour la Mobiliteacute ou DREAM ( Distance Routing Effect Algorithm for Mobility) est
un protocole pro-actif baseacute sur les informations de localisation des uniteacutes
mobiles Le protocole diffuse les donneacutees destineacutees agrave une certaine destination
en effectuant une inondation ( propagation) partielle
Chaque nœud du reacuteseau mobile ad hoc eacuteChange peacuteriodiquement des messages de controcircle afin dinformer tous les autres nœuds de sa localisation
La distance influe dans cet eacutechange du fait que les messages de controcircle sont envoyeacutes freacutequemment aux nœuds les plus proches (cela nous rappelle la
technique FSR vue preacuteceacutedemment)
En plus de cela le protocole sadapte agrave la mobiliteacute du reacuteseau par le controcircle de mise agrave jour de freacutequence qui se base sur les vitesses des mouvements
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 89
Lors de lenvoi des donneacutees si la source possegravede des informations reacutecentes sur
la localisation du nœud destination elle choisit un ensemble de nœuds voisins
qui sont localiseacutes dans la direction sourcedestination Si un tel ensemble
nexiste pas les donneacutees sont inondeacutees dans le reacuteseau entier Dans le cas ougrave
de tels nœuds existeraient une liste qui contient leurs identificateurs est inseacutereacutee agrave la tecircte du paquet de donneacutees avant la transmission Seulement les
nœuds qui sont speacutecifieacutes dans la liste de tecircte traitent le paquet Lors de la
reacuteception du paquet le nœud de transit deacutetermine sa propre liste des nœuds
prochains et envoie le paquet avec la nouvelle liste de tecircte Si aucun voisin
nest localiseacute dans la direction de la destination le paquet reccedilu est ignoreacute
Quand le nœud destination reccediloit les donneacutees il envoie des acquittements agrave la source dune maniegravere similaire
Cependant dans le cas de reacuteception par inondation les acquittements ne
sont pas envoyeacutes Dans le cas ougrave la source envoie les donneacutees en speacutecifiant les nœuds suivants (en se basant sur les localisations) un timer associeacute agrave la
reacuteception des acquittements est activeacute Si aucun acquittement nest reccedilu
avant lexpiration du timeout les donneacutees seront retransmises en utilisant une
diffusion ordinaire [LEM 00]
3 Les protocoles de routage reacuteactifs
Comme nous lavons vu dans la section preacuteceacutedente les protocoles de
routage pro-actifs essaient de maintenir les meilleurs chemins existants vers
toutes les destinations possibles ( qui peuvent repreacutesenter lensemble de tous les nœuds du reacuteseau) au niveau de chaque nœud du reacuteseau Les routes sont
sauvegardeacutees mecircme si elles ne sont pas utiliseacutees La sauvegarde permanente
des chemins de routage est assureacutee par un eacutechange continu des messages
de mise agrave jour des chemins ce qui induit un controcircle excessif surtout dans le cas des reacuteseaux de grande taille
Les protocoles de routage reacuteactifs (dits aussi protocoles de routage agrave la demande l repreacutesentent les protocoles les plus reacutecents proposeacutes dans le but
dassurer le service du routage dans les reacuteseaux sans fil La majoriteacute des solutions proposeacutees pour reacutesoudre le problegraveme de routage dans les reacuteseaux
ad hoc et qui sont eacutevalueacutees actuellement par le groupe de travail MANET
( Mobile Ad Hoc Networking Working Groupe l de lIETF [ Internet Engineering
T ask Force) appartiennent agrave cette classe de protocoles de routage
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 90
Les protocoles de routage appartenant agrave cette cateacutegorie creacuteent et maintiennent les routes selon les besoins Lorsque le reacuteseau a besoin dune route une proceacutedure de deacutecouverte globale de routes est lanceacutee et cela
dans le but dobtenir une information speacutecifieacutee inconnue au preacutealable
31 Dynamlc Source Routfng (DSR) [JOH 96)
DSR est baseacute sur le routage de source ougrave la source indique le chemin
complet agrave la destination dans len-tecircte du paquet et chaque noeud le long
de ce chemin expeacutedie simplement le paquet au prochain saut indiqueacute dans le chemin (voir figure 5) Il utilise un cache de routes Par conseacutequent une source controcircle dabord son cache de routes pour deacuteterminer la route agrave la
destination Si une route est trouveacutee la source utilise cette route Autrement
la source emploie un protocole de deacutecouverte de route pour construire une
route
Dans la deacutecouverte de route la source diffuse par inondation un paquet de
requecircte dans le reacuteseau et la reacuteponse est retourneacutee par la destination ou un
autre nœud qui peut accomplir la requecircte de son cache de routes Chaque
paquet de requecircte a une identification unique ID et une liste initialement vide En recevant un paquet de requecircte si un nœud a deacutejagrave vu cette
identification (duplication) ou il trouve sa propre adresse deacutejagrave enregistreacutee dans la liste il ignore la copie et arrecircte linondation autrement il appose sa
propre adresse dans la liste et envoie la requecircte agrave ses voisins ceci dans le cas ougrave il na pas de chemin cacheacute vers la destination Si un nœud peut accomplir
la requecircte de son cache de routes il peut envoyer un paquet de reacuteponse agrave
la source sans propager le paquet de requecircte plus loin
En outre nimporte quel nœud participant agrave la deacutecouverte de route peut apprendre des routes agrave travers des paquets de donneacutees en transit et recueillir
cette information de routage dans son cache de routes Ce protocole de deacutecouverte de route est semblable au protocole laquo Address Resolution
Protocol raquode lInternet (ARP) sauf que les demandes dARP ne se propagent
pas au-delagrave dun routeur Il est eacutegalement semblable au protocole de
deacutecouverte de route utiliseacute dans des passerelles de routage de source dans 1EEE 802 LANs
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 91
Un eacutechec de route peut se produire puisque les nœuds mobiles se deacuteplacent
dun endroit agrave lautre Un eacutechec de route peut ecirctre deacutetecteacute par le protocole
de la couche liaison ou il peut ecirctre implicite quand aucune eacutemission na eacuteteacute
reccedilue pendant un moment dun ancien voisin Quand un eacutechec de route est deacutetecteacute le nœud deacutetectant leacutechec envoie un paquet derreur agrave la source
qui emploie alors le protocole de deacutecouverte de route encore pour deacutecouvrir
une nouvelle route
Il faut noter que dans DSR aucun message peacuteriodique de commande nest
employeacute pour lentretien de route
Lavantage principal de DSR est quil y a peu ou pas de messages de controcircle
quand peu de sources communiquent avec les destinations rarement
acceacutedeacutees Mais peut avoir le problegraveme de grand eacutechelle (scalability)
Pendant que le reacuteseau devient plus grand les paquets de commande et les
paquets de messages devIcircennent eacutegalement plus grands puisquils doivent
veacutehiculer des adresses pour chaque nœud dans le chemin
5shyFigure 5 transfert du poquet du nœud 9 ou nœud 5
32 Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) [PER 99]
AODV est essentiellement une combinaison de DSR et de DSDV Il combine le
meacutecanisme de demande de base de la deacutecouverte et de lentretien de
route de DSR et de lutilisation du routage de saut-par- saut des numeacuteros de
seacutequence et des eacutechanges peacuteriodiques de DSDV
Quand un nœud S a besoin dune route agrave une certaine destination D il
diffuse un message de demande de route agrave ses voisins y compris le dernier numeacutero de seacutequence pour cette destination La demande de route est
inondeacutee en quelque sorte par le reacuteseau jusquagrave ce quelle atteigne un nœud
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 92
qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 93
termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 94
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 96
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
Dans lapproche de routage Distance VeC+or choque nœud de routage diffuse agrave ses nœuds de routage voisins sa vision des distances qui le seacuteparent
de tous les hocirctes du reacuteseau En se basant sur les informations reccedilues depuis tous ses voisins chaque nœud de routage fait un certain calcul pour trouver
le chemin le plus court vers nimporte quelle destination Le processus de
calcul se reacutepegravete sil y a un changement de la distance minimale seacuteparant
deux nœuds et cela jusquagrave ce que le reacuteseau atteigne un eacutetat stable Cette
technique est baseacutee sur lalgorithme distribueacute de Bellman-Ford (DBF) [BER 92]
Les protocoles de routage pro-actifs rassemblent les ideacutees des deux approches preacuteceacutedentes et essaient de les adapter pour les environnements
mobiles en essayant de reacuteduire ou deacuteliminer leurs limitations tout en prenant en consideacuteration les caracteacuteristiques du nouvel environnement
21 Destination Sequenced Distance Vector (DSDV) (PER 94) Le protocole de routage de vecteur de distance ordonnanceacute par destination est deacuteriveacute dun algorithme classique de vecteur de distance lalgorithme
distribueacute de BeUman-Ford (DBF) Des perfectionnements sont faits afin deacuteviter
le problegraveme des boucles preacutesentes dans DBF Ceci est eacuteviteacute en eacutetiquetant
chaque entreacutee de table de routage avec un numeacutero de seacutequence pour commander linformation de routage Dans DSDV chaque nœud maintient une table de routage qui a une entreacutee pour chaque destination dans le reacuteseau Les attributs pour chaque
destination sont le prochain saut le nombre de sauts et un numeacutero de
seacutequence qui est envoyeacute par le nœud destinataire Pour maintenir luniformiteacute
des tables de routage DSDV utilise deux types de mise agrave jour des mises agrave jour
peacuteriodiques et dautres baseacutees sur les eacutevegravenements afin de propager information de routage aussi rapidement que possible quand il y a nimporte
quel changement topologique Les paquets de mise agrave jour incluent les
destinations accessibles de chaque nœud et le nombre de sauts exigeacutes pour
atteindre chaque destination avec le numeacutero de seacutequence lieacute agrave chaque route
Lors de reacuteception dun paquet de mise agrave jour chaque nœud le compare avec linformation existante concernant la route Des routes avec des
anciens numeacuteros de seacutequence sont simplement ignoreacutees En cas de route
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 79
avec le numeacutero de seacutequence eacutegal au numeacutero de seacutequence de la route
annonceacutee on remplace lancienne si elle a une meilleure meacutetrique La
meacutetrique est alors increacutementeacute par unsaut puisque le paquet exige un saut de
plus pour atteindre la destination Des routes nouvellement enregistreacutees sont
immeacutediatement annonceacutees agrave ses voisins
Quand un lien au prochain saut est invalide toute route contenant ce
prochain saut est immeacutediatement assigneacute agrave une meacutetrique infinie et son
numeacutero de seacutequence est mis agrave jour Cest le seul cas ougrave les numeacuteros de
seacutequence sont assigneacutes par un nœud autre que la destination Quand un
nœud reccediloit une meacutetrique infinie et il a un numeacutero de seacutequence supeacuterieur ou
eacutegal avec une meacutetrique finie un envoi de mise agrave jour de route est deacuteclencheacute
Par conseacutequent des routes avec une meacutetrique infinie seront rapidement
remplaceacutees par des routes reacuteelles propageacutees
DSDV utilise eacutegalement un meacutecanisme pour amortir des fluctuations dans des
mises agrave jour de table de routage Dans un environnement ougrave beaucoup de
nœuds indeacutependants transmettent linformation de routage asynchrone une
certaine fluctuation pourrait se deacutevelopper Par exemple un nœud pourrait
recevoir deux routes agrave la mecircme destination avec le mecircme numeacutero dordre
cependant celui avec la meacutetrique la plus mauvaise arrive toujours en
premier Ceci a pu mener aux excegraves des mises agrave jour de route et des
fluctuations des tables de routage DSDV reacutesout ce problegraveme en employant
des donneacutees de temps de stabilisation
Speacutecifiquement la dureacutee de temps jusquagrave ce que la route devienne stable
(nommeacute temps de stabilisation) est preacutevue et le temps de stabilisation doit ecirctre fini avant dannoncer nimporte quelle nouvelle information de route au
reacuteseau
En dautres termes le temps de stabilisation est utiliseacute comme moyen de
deacutecider combien de temps il faut attendre avant dannoncer de nouvelles
routes
Un des avantages principaux de DSDV est quil fournit les routes sans boucles (Ioop free) agrave tout instant Cependant il a un certain nombre dinconveacutenients
1 est difficile agrave deacuteterminer des valeurs optimales pour les paramegravetres comme
le temps de stabilisation maximum pour une destination particuliegravere Ceci
RIST Vol 120deg02 Anneacutee 2002 80
pourrait conduire egrave des fluctuations et de fausses annonces ayant pour reacutesultat le gaspillage de bande passante DSDV emploie eacutegalement des
mises agrave jour peacuteriodiques et eacutevegravenementielles qui pourraient causer des
messages de controcircle excessifs de communication En outre dans DSDV un
nœud doit attendre jusquagrave ce quil reccediloive la prochaine mise agrave jour de route lanceacutee par la destination avant quil puisse mettre agrave jour son entreacutee de la
table de routage pour cette destination En outre DSDV ne supporte pas le routage multichemin
22 Wlreless Routlng Protocol (WRP) [MUR 96) Le protocole de routage sans fil (Wireless routing protocol) est eacutegalement
baseacute sur lalgorithme de vecteur de distance Pour eacuteviter le problegraveme de
boucle preacutesent dans lalgorithme de vecteur de distance WRP inclut lavant dernier nœud (preacutedeacutecesseur) pour chaque destination Cette information de
preacutedeacutecesseur est incluse dans quatre tables maintenues au niveau de chaque nœud i
1 )-une table de distance pour chaque nœud j qui contient les champs suivants
D~ k distance entre les nœuds i et j tel que k est le prochain saut pour atteindre j
P~ k preacutedeacutecesseur de j dans le chemin entre i et j tel que k est le prochain saut pour atteindre j
2)-table de routage qui contient les champs suivants -ladresse de la destination
-D~ distance entre i et j
_Pji preacutedeacutecesseur qui correspond au chemin minimum pour atteindre j
-Si successeur qui correspond au chemin minimum pour atteindre j
-une marque tagj =correct chemin simple =error boucle
=null destination nest pas marqueacutee
3-table des coucircts de liens qui contient les champs suivants - Iki Ie coucirct pour chaque voisin k
- la freacutequence de mise agrave jour
RIST Vol 12 nG02 Anneacutee 2002 81
Le coucirct dun lien deacutefaillant est consideacutereacute comme eacutetant infini
4)- liste des retransmissions permet de connaicirctre lensemble des voisins qui
nont pas acquitteacute leur message de mise agrave jour et de retransmettre ce
message agrave cet ensemble
Les tableaux b) et c) de la figure 1 montrent la table de distance et la table
de routage au nœud 1 respectivement pour le reacuteseau repreacutesenteacute sur la
mecircme figure
a)
B Destination Vol
K J
Eumltin8tloDIPrOb8in saut Distan Pr~ur B 1 K 2 K
__J_~ KI 1 J K 2 K
b) Tableau de distance au nœud 1 c) Tableau de routage au nœud 1
Figure J
Pour garder une vue consistante du reacuteseau et pour reacutepondre aux
changements topologiques chaque nœud eacutechange des paquets de mise agrave jour avec ses voisins Une entreacutee de mise agrave jour indique une destination une
distance agrave la destination et un preacutedeacutecesseur agrave la destination Lors de la reacuteception dun paquet de mise agrave jour chaque nœud met agrave jour la distance
et les entreacutees de preacutedeacutecesseur dans la table de distance Par exemple quand un nœud i reccediloit une mise agrave jour de son voisin k concernant la destination j il
met agrave jour sa table de distance et examine les chemins possibles vers la
destination j agrave travers les autres nœuds voisins et par la suite il met agrave jour les
entreacutees des tables de distance et de routage
RIST Vo 12 nO O2 Anneacutee 2002 82
Notez que par le retour en arriegravere de linformation de preacutedeacutecesseur maintenue dans la table de distance le chemin complet peut ecirctre trouveacute Par exemple
en regardant le deuxiegraveme tableau on peut indiquer le chemin complet du
nœud 1au nœud J dont la distance est 2 est I-k-j Apregraves mise agrave jour de la table de distance chaque nœud met agrave jour eacutegalement sa table de routage
en conseacutequence en choisissant le voisin qui offre le plus petit coucirct agrave la
destination donneacutee comme prochain saut pour arriver agrave cette destination
lavantage principal de WRP est quil reacuteduit la formation des boucles provisoires en employant linformation de preacutedeacutecesseur pour identifier la route Ceci reacuteduit alternativement le temps de convergence Cependant
comme dans tous les protocoles proactive dans WRP chaque nœud maintient constamment des informations de routage complegravetes agrave toutes les destinations dans le reacuteseau exigeant des messages de controcircle importants
23 Global State Routing (GSR) (CHE 98] Il est similaire au DSDV en plus de ccedila il utilise les principes de routage de lS (link State) Il ameacuteliore ces deux algorithmes en eacutevitant linondation des
messages de routage et il utilise aussi une vue globale de la topologie et la meacutethode de disseacutemination de DBF qui implique labsence dinondation Chaque nœud i contient les informations suivantes
- une liste des voisins A
- une table de topologie Tri - une table des nœuds suivants pour chaque destination NEXTi
- table de distance qui contient pour chaque destination la distance minimale
lors de la reacuteception dun message de routage le nœud met agrave jour sa Tri si le numeacutero de seacutequence (NS) du message est supeacuterieur au NS de la table il diffuse une mise agrave jour agrave ses voisins
GSR utilise les algorithmes de recherche de plus court chemin et maintient la
table la plus reacutecente reccedilue agrave partir des voisins dune faccedilon peacuteriOdique Il assure plus de preacutecision concernant les donneacutees qui seacutechangent dans le reacuteseau
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La diffeacuterence cleacute entre le GSR et le LS traditionnel est la faccedilon dans laquelle
les informations de routage circulent dans le reacuteseau Dans le LS si on deacutetecte
des changements de la topologie les paquets des eacutetats de liens sont geacuteneacutereacutes
et diffuseacutes par inondation dans tout le reacuteseau Par contre GSR maintient la
table la plus reacutecente des eacutetats de liens reccedilus agrave travers les voisins et leacutechange
uniquement avec ses voisins locaux dune faccedilon peacuteriodique En plus de cela
le GSR assure plus de preacutecision concernant les donneacutees de routage qui
seacutechangent dans le reacuteseau
Cependant GSR a toujours les mecircmes inconveacutenients que tous les protocoles
baseacutes sur LS
24 Fisheye State Routing FSR [PEI 00] Le routage deacutetat dœil de poisson [FSR) est une ameacutelioration de GSR il est
baseacute sur lutilisation de la technique laquoœil de poisson H La grande taille des
messages de mise agrave jour dans GSR gaspille une quantiteacute consideacuterable de la
bande passante du reacuteseau Dans FSR un message de mise agrave jour ne contient
pas linformation sur tous les nœuds Au lieu de cela il eacutechange des
informations sur les nœuds les plus proches plus freacutequemment quil le fait sur les
nœuds les plus lointains reacuteduisant ainsi la taille de message de mise agrave jour
Donc chaque nœud obtient linformation preacutecise concernant les voisins Le
deacutetail et lexactitude de linformation diminuent quand la distance du nœud
augmente La figure 2 deacutefinit la porteacutee du fisheye pour le nœud (11) central
La porteacutee est deacutefinie en termes des nœuds qui peuvent ecirctre atteints en un
certain nombre de sauts Le nœud central a linformation la plus preacutecise sur
tous les nœuds dans le cercle blanc et ainsi de suite Quoiquun nœud nait
pas linformation preacutecise au sujet des nœuds eacuteloigneacutes les paquets sont
conduits correctement parce que linformation de route devient de plus en
plus preacutecise quand le paquet se rapproche de la destination
Puisque la technique œil de poisson est reacutealiseacutee dans le protocole FSR en se
basant sur le changement des peacuteriodes Les paquets de mise agrave jour arrivent
lentement aux nœuds qui sont IOIcircn de la source Cependant la connaissance
impreacutecise du meilleur chemin vers une destination distante est compenseacutee
par le fait que la route devient progressivement plus preacutecise quand les
paquets sapprochent peu agrave peu de la destination
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Figure 2 Exactitude dinformation dans FSR
25 Cluster-Gateway Swltchlng Routing (CGSR) [CHI 97)
CGSR est baseacute sur une architecture de reacuteseau baseacutee sur les groupes Dans
CGSR des nœuds speacutecifiques sont indiqueacutes pour ecirctre des clusterheads (chefs
de groupe) qui commandent laccegraves au canal dans un groupe au niveau de la couche MAC Dans la couche MAC les clusterheads sont plus prioritaires
et ils ont ainsi plus de chance de transmettre que dautres nœuds Tous les
nœuds dans un groupe peuvent communiquer avec leur clusterhead et
probablement entre eux
Pour empecirccher les changements freacutequents de clusterhead laquo least
Clusterhead Change Algorithmraquo (llC) est employeacute Dans cet algorithme les clusterheads peuvent changer seulement aux deux conditions suivantes (1)
deux clusterheads deviennent des voisins et (2) un nœud devient
deacuteconnecteacute de nimporte quel groupe
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 85
~y
~ D ClusterHeed
a)
Groupe De Prochain Meacutetrique ordre
Destination Saut rDestination Clusterhead
ordreDestination
7 3 4 711 _~_____bull______ 1007r 8 __l--_---_shy -_
b) Exemple de Tableau de routage c) Exemple de Tableau de membre de groupe
Figure 3 Exemple de routage [de nœud 2 agrave nœud 8)
Dans CGSR le protocole DSDV est modifieacute de sorte quil puisse profiter de
larchitecture de groupe Speacutecifiquement le routage hieacuterarchique est
employeacute pour acheminer des paquets Chaque nœud maintient deux tables
une table des membres de groupe qui associe agrave chaque nœud destination
son clusterhead et une table de routage qui indique le prochain saut pour
atteindre le groupe de destination Les deux tables contiennent des numeacuteros
de seacutequence pour purger les routes peacuterimeacutees et pour empecirccher la formation
de boucles
Dans CGSR des paquets sont chemineacutes alternativement par des clusterheads
et des passerelles En dautres termes la route typique ressemble agrave CGC2G2 CG ougrave Ci est un clusterhead et Gi est une passerelle (gatewayJ
Une passerelle est un nœud qui appartient agrave plus dun groupe un chemin
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 86
direct entre deux passerelles nest pas utiliseacute Cette voie de deacuteroutement stricte a comme conseacutequence lincreacutementation de la longueur de chemin
La preacutesence dun clusterhead entre deux passerelles est avantageuse puisque les clusterheads ont plus de chance de transmettre que dautres
nœuds La figure 3 montre un exemple concernant CGSR Lavantage
principal de CGSR est que seulement les routes aux clusterheads sont
maintenues dus au routage hieacuterarchique Cependant le maintien des
groupes cause une charge suppleacutementaire Speacutecifiquement chaque nœud
doit peacuteriodiquement annoncer sa table de membre de groupe et mettre agrave jour sa table baseacutee sur les mises agrave jour reccedilues
26 Hlerarchlcal State Routing (HSR) [IWA 99] La caracteacuteristique du routage hieacuterarchique deacutetat (HSR) est le groupement multiniveaux et la division logique des nœuds mobiles Le reacuteseau est diviseacute en
groupes et un repreacutesentant pour chaque groupe est eacutelu
Dans HSR les repreacutesentants de groupes sorganisent encore en groupes et
ainsi de suite Les nœuds dun groupe physique diffusent leurs informations de
liens entre eux Le chef de groupe reacutecapitule linformation de son groupe et
lenvoie aux chefs de groupe voisins par lintermeacutediaire dune passerelle
Les chefs de groupes sont membres du groupe sur un plus haut niveau et ils
eacutechangent leur information de liens aussi bien que les informations les plus eacuteleacutementaires des niveaux infeacuterieurs et ainsi de suite Un nœud agrave chaque
niveau inonde au niveau le plus bas linformation quil obtient apregraves que lalgorithme soit exeacutecuteacute agrave ce niveau Ainsi le niveau le plus bas a une
information hieacuterarchique de topologie Chaque nœud a une adresse
hieacuterarchique composeacutee des numeacuteros des groupes sur le chemin de la racine
au nœud Une passerelle peut ecirctre atteinte de la racine par lintermeacutediaire
de plus dune voie daccegraves Ainsi la passerelle peut avoir plus quune
adresse hieacuterarchique Une adresse hieacuterarchique a pour but dassurer la livraison de nimporte ougrave dans le reacuteseau agrave un hocircte
En outre des nœuds sont eacutegalement diviseacutes dans des sous-reacuteseaux logiques
et agrave chaque nœud est assigneacute une adresse logique lt subnet host gt Chaque
sous-reacuteseau a un serveur de gestion demplacement dit LMS Location Management Server Tous les nœuds enregistrent leur adresse logique dans le
RIST Vol 12 n02 Anneacutee 2002 87
LMS Les LMS diffusent leur adresse hieacuterarchique aux niveaux supeacuterieurs et
linformation est envoyeacutee vers le bas agrave tous les LMS La couche transport
envoie un paquet agravela couche reacuteseau avec ladresse logique de la destination La couche reacuteseau trouve ladresse hieacuterarchique de la destination
de son LMS et lui envoie alors le paquet Une fois que la source et la
destination savent les adresses hieacuterarchiques dautres nœuds ils peuvent
ignorer le LMS et communiquer directement
Les principaux inconveacutenients de HSR sont
- si une route devient invalide tous les paquets envoyeacutes seront perdus
jusquagrave ce quune nouvele route sera eacutetablie
- HSR maintient des adresses hieacuterarchiques longues et le changement
freacutequent des adresses rend la localisation et la garde de trace des nœuds
une tache difficile
27 Zone Based Hierarchical Link State (ZHLS) [JOA 99] Dans le protocole lone-based Hierarchical Link State Routing Protocol (lHLS)
[LEM 00] le reacuteseau est diviseacute en zones non-recouvertes figure 4 Agrave la diffeacuterence dautres protocoles hieacuterarchiques il ny a aucun chef de
zone lHLS deacutefinit deux niveaux de topologie niveau de nœud et niveau de zone Une topologie de niveau de nœud indique que les nœuds dune zone
sont relieacutes entre eux physiquement Un lien virtuel entre deux zones existe si au moins un nœud dune zone est physiquement relieacute agrave un certain nœud de lautre zone La topologie de niveau de zone indique comment les zones sont relieacutees ensemble
Il y a deux types de paquet deacutetat de lien LSP orienteacute nœud et LSP orienteacute
zone
- LSP orienteacute nœud contient les informations des nœuds voisins et il est
propageacute agrave linteacuterieur de la zone
- LSP orienteacute zone contient les informations de zone et il est propageacute
globalement Chaque nœud a la connaissance complegravete de connectiviteacute
des nœuds dans sa zone et connais seulement les informations de connectiviteacute de zone dautre zone dans le reacuteseau Alors en donnant identification de zone et lidentification de nœud dune destination le
paquet est conduit en se basant sur lidentification de zone jusquagrave ce quil
atteigne la zone correcte Puis dans cette zone il est conduit en se basant sur lidentification de nœud
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Une lt identification de zone le nœud identificationgt de la destination est suffisante pour que le routage soit adaptatif au changement topologique
Parmi les inconveacutenients de ZHLS on peut citer - Si la zone devient large une quantiteacute importante dinformation doit ecirctre
sauvegardeacutee pour chaque nœud Les chemins ne sont pas optimaux les paquets doivent passer par les nœuds
qui relient les zones de la source et la destination mecircme si ces derniers sont
physiquement proches
o Nœud
Lien entre nœuds Lien entre zones
Zone
Figure 4 La deacutecomposition du reacuteseau en zones
28 Distance Routlng Effecl Aigorithm for Mobllity (DREAM) [BAS98)
Le protocole appeleacute Algorithme dEffet de Routage baseacute sur la Distance
pour la Mobiliteacute ou DREAM ( Distance Routing Effect Algorithm for Mobility) est
un protocole pro-actif baseacute sur les informations de localisation des uniteacutes
mobiles Le protocole diffuse les donneacutees destineacutees agrave une certaine destination
en effectuant une inondation ( propagation) partielle
Chaque nœud du reacuteseau mobile ad hoc eacuteChange peacuteriodiquement des messages de controcircle afin dinformer tous les autres nœuds de sa localisation
La distance influe dans cet eacutechange du fait que les messages de controcircle sont envoyeacutes freacutequemment aux nœuds les plus proches (cela nous rappelle la
technique FSR vue preacuteceacutedemment)
En plus de cela le protocole sadapte agrave la mobiliteacute du reacuteseau par le controcircle de mise agrave jour de freacutequence qui se base sur les vitesses des mouvements
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 89
Lors de lenvoi des donneacutees si la source possegravede des informations reacutecentes sur
la localisation du nœud destination elle choisit un ensemble de nœuds voisins
qui sont localiseacutes dans la direction sourcedestination Si un tel ensemble
nexiste pas les donneacutees sont inondeacutees dans le reacuteseau entier Dans le cas ougrave
de tels nœuds existeraient une liste qui contient leurs identificateurs est inseacutereacutee agrave la tecircte du paquet de donneacutees avant la transmission Seulement les
nœuds qui sont speacutecifieacutes dans la liste de tecircte traitent le paquet Lors de la
reacuteception du paquet le nœud de transit deacutetermine sa propre liste des nœuds
prochains et envoie le paquet avec la nouvelle liste de tecircte Si aucun voisin
nest localiseacute dans la direction de la destination le paquet reccedilu est ignoreacute
Quand le nœud destination reccediloit les donneacutees il envoie des acquittements agrave la source dune maniegravere similaire
Cependant dans le cas de reacuteception par inondation les acquittements ne
sont pas envoyeacutes Dans le cas ougrave la source envoie les donneacutees en speacutecifiant les nœuds suivants (en se basant sur les localisations) un timer associeacute agrave la
reacuteception des acquittements est activeacute Si aucun acquittement nest reccedilu
avant lexpiration du timeout les donneacutees seront retransmises en utilisant une
diffusion ordinaire [LEM 00]
3 Les protocoles de routage reacuteactifs
Comme nous lavons vu dans la section preacuteceacutedente les protocoles de
routage pro-actifs essaient de maintenir les meilleurs chemins existants vers
toutes les destinations possibles ( qui peuvent repreacutesenter lensemble de tous les nœuds du reacuteseau) au niveau de chaque nœud du reacuteseau Les routes sont
sauvegardeacutees mecircme si elles ne sont pas utiliseacutees La sauvegarde permanente
des chemins de routage est assureacutee par un eacutechange continu des messages
de mise agrave jour des chemins ce qui induit un controcircle excessif surtout dans le cas des reacuteseaux de grande taille
Les protocoles de routage reacuteactifs (dits aussi protocoles de routage agrave la demande l repreacutesentent les protocoles les plus reacutecents proposeacutes dans le but
dassurer le service du routage dans les reacuteseaux sans fil La majoriteacute des solutions proposeacutees pour reacutesoudre le problegraveme de routage dans les reacuteseaux
ad hoc et qui sont eacutevalueacutees actuellement par le groupe de travail MANET
( Mobile Ad Hoc Networking Working Groupe l de lIETF [ Internet Engineering
T ask Force) appartiennent agrave cette classe de protocoles de routage
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 90
Les protocoles de routage appartenant agrave cette cateacutegorie creacuteent et maintiennent les routes selon les besoins Lorsque le reacuteseau a besoin dune route une proceacutedure de deacutecouverte globale de routes est lanceacutee et cela
dans le but dobtenir une information speacutecifieacutee inconnue au preacutealable
31 Dynamlc Source Routfng (DSR) [JOH 96)
DSR est baseacute sur le routage de source ougrave la source indique le chemin
complet agrave la destination dans len-tecircte du paquet et chaque noeud le long
de ce chemin expeacutedie simplement le paquet au prochain saut indiqueacute dans le chemin (voir figure 5) Il utilise un cache de routes Par conseacutequent une source controcircle dabord son cache de routes pour deacuteterminer la route agrave la
destination Si une route est trouveacutee la source utilise cette route Autrement
la source emploie un protocole de deacutecouverte de route pour construire une
route
Dans la deacutecouverte de route la source diffuse par inondation un paquet de
requecircte dans le reacuteseau et la reacuteponse est retourneacutee par la destination ou un
autre nœud qui peut accomplir la requecircte de son cache de routes Chaque
paquet de requecircte a une identification unique ID et une liste initialement vide En recevant un paquet de requecircte si un nœud a deacutejagrave vu cette
identification (duplication) ou il trouve sa propre adresse deacutejagrave enregistreacutee dans la liste il ignore la copie et arrecircte linondation autrement il appose sa
propre adresse dans la liste et envoie la requecircte agrave ses voisins ceci dans le cas ougrave il na pas de chemin cacheacute vers la destination Si un nœud peut accomplir
la requecircte de son cache de routes il peut envoyer un paquet de reacuteponse agrave
la source sans propager le paquet de requecircte plus loin
En outre nimporte quel nœud participant agrave la deacutecouverte de route peut apprendre des routes agrave travers des paquets de donneacutees en transit et recueillir
cette information de routage dans son cache de routes Ce protocole de deacutecouverte de route est semblable au protocole laquo Address Resolution
Protocol raquode lInternet (ARP) sauf que les demandes dARP ne se propagent
pas au-delagrave dun routeur Il est eacutegalement semblable au protocole de
deacutecouverte de route utiliseacute dans des passerelles de routage de source dans 1EEE 802 LANs
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Un eacutechec de route peut se produire puisque les nœuds mobiles se deacuteplacent
dun endroit agrave lautre Un eacutechec de route peut ecirctre deacutetecteacute par le protocole
de la couche liaison ou il peut ecirctre implicite quand aucune eacutemission na eacuteteacute
reccedilue pendant un moment dun ancien voisin Quand un eacutechec de route est deacutetecteacute le nœud deacutetectant leacutechec envoie un paquet derreur agrave la source
qui emploie alors le protocole de deacutecouverte de route encore pour deacutecouvrir
une nouvelle route
Il faut noter que dans DSR aucun message peacuteriodique de commande nest
employeacute pour lentretien de route
Lavantage principal de DSR est quil y a peu ou pas de messages de controcircle
quand peu de sources communiquent avec les destinations rarement
acceacutedeacutees Mais peut avoir le problegraveme de grand eacutechelle (scalability)
Pendant que le reacuteseau devient plus grand les paquets de commande et les
paquets de messages devIcircennent eacutegalement plus grands puisquils doivent
veacutehiculer des adresses pour chaque nœud dans le chemin
5shyFigure 5 transfert du poquet du nœud 9 ou nœud 5
32 Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) [PER 99]
AODV est essentiellement une combinaison de DSR et de DSDV Il combine le
meacutecanisme de demande de base de la deacutecouverte et de lentretien de
route de DSR et de lutilisation du routage de saut-par- saut des numeacuteros de
seacutequence et des eacutechanges peacuteriodiques de DSDV
Quand un nœud S a besoin dune route agrave une certaine destination D il
diffuse un message de demande de route agrave ses voisins y compris le dernier numeacutero de seacutequence pour cette destination La demande de route est
inondeacutee en quelque sorte par le reacuteseau jusquagrave ce quelle atteigne un nœud
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 92
qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 93
termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 94
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
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cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
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Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
avec le numeacutero de seacutequence eacutegal au numeacutero de seacutequence de la route
annonceacutee on remplace lancienne si elle a une meilleure meacutetrique La
meacutetrique est alors increacutementeacute par unsaut puisque le paquet exige un saut de
plus pour atteindre la destination Des routes nouvellement enregistreacutees sont
immeacutediatement annonceacutees agrave ses voisins
Quand un lien au prochain saut est invalide toute route contenant ce
prochain saut est immeacutediatement assigneacute agrave une meacutetrique infinie et son
numeacutero de seacutequence est mis agrave jour Cest le seul cas ougrave les numeacuteros de
seacutequence sont assigneacutes par un nœud autre que la destination Quand un
nœud reccediloit une meacutetrique infinie et il a un numeacutero de seacutequence supeacuterieur ou
eacutegal avec une meacutetrique finie un envoi de mise agrave jour de route est deacuteclencheacute
Par conseacutequent des routes avec une meacutetrique infinie seront rapidement
remplaceacutees par des routes reacuteelles propageacutees
DSDV utilise eacutegalement un meacutecanisme pour amortir des fluctuations dans des
mises agrave jour de table de routage Dans un environnement ougrave beaucoup de
nœuds indeacutependants transmettent linformation de routage asynchrone une
certaine fluctuation pourrait se deacutevelopper Par exemple un nœud pourrait
recevoir deux routes agrave la mecircme destination avec le mecircme numeacutero dordre
cependant celui avec la meacutetrique la plus mauvaise arrive toujours en
premier Ceci a pu mener aux excegraves des mises agrave jour de route et des
fluctuations des tables de routage DSDV reacutesout ce problegraveme en employant
des donneacutees de temps de stabilisation
Speacutecifiquement la dureacutee de temps jusquagrave ce que la route devienne stable
(nommeacute temps de stabilisation) est preacutevue et le temps de stabilisation doit ecirctre fini avant dannoncer nimporte quelle nouvelle information de route au
reacuteseau
En dautres termes le temps de stabilisation est utiliseacute comme moyen de
deacutecider combien de temps il faut attendre avant dannoncer de nouvelles
routes
Un des avantages principaux de DSDV est quil fournit les routes sans boucles (Ioop free) agrave tout instant Cependant il a un certain nombre dinconveacutenients
1 est difficile agrave deacuteterminer des valeurs optimales pour les paramegravetres comme
le temps de stabilisation maximum pour une destination particuliegravere Ceci
RIST Vol 120deg02 Anneacutee 2002 80
pourrait conduire egrave des fluctuations et de fausses annonces ayant pour reacutesultat le gaspillage de bande passante DSDV emploie eacutegalement des
mises agrave jour peacuteriodiques et eacutevegravenementielles qui pourraient causer des
messages de controcircle excessifs de communication En outre dans DSDV un
nœud doit attendre jusquagrave ce quil reccediloive la prochaine mise agrave jour de route lanceacutee par la destination avant quil puisse mettre agrave jour son entreacutee de la
table de routage pour cette destination En outre DSDV ne supporte pas le routage multichemin
22 Wlreless Routlng Protocol (WRP) [MUR 96) Le protocole de routage sans fil (Wireless routing protocol) est eacutegalement
baseacute sur lalgorithme de vecteur de distance Pour eacuteviter le problegraveme de
boucle preacutesent dans lalgorithme de vecteur de distance WRP inclut lavant dernier nœud (preacutedeacutecesseur) pour chaque destination Cette information de
preacutedeacutecesseur est incluse dans quatre tables maintenues au niveau de chaque nœud i
1 )-une table de distance pour chaque nœud j qui contient les champs suivants
D~ k distance entre les nœuds i et j tel que k est le prochain saut pour atteindre j
P~ k preacutedeacutecesseur de j dans le chemin entre i et j tel que k est le prochain saut pour atteindre j
2)-table de routage qui contient les champs suivants -ladresse de la destination
-D~ distance entre i et j
_Pji preacutedeacutecesseur qui correspond au chemin minimum pour atteindre j
-Si successeur qui correspond au chemin minimum pour atteindre j
-une marque tagj =correct chemin simple =error boucle
=null destination nest pas marqueacutee
3-table des coucircts de liens qui contient les champs suivants - Iki Ie coucirct pour chaque voisin k
- la freacutequence de mise agrave jour
RIST Vol 12 nG02 Anneacutee 2002 81
Le coucirct dun lien deacutefaillant est consideacutereacute comme eacutetant infini
4)- liste des retransmissions permet de connaicirctre lensemble des voisins qui
nont pas acquitteacute leur message de mise agrave jour et de retransmettre ce
message agrave cet ensemble
Les tableaux b) et c) de la figure 1 montrent la table de distance et la table
de routage au nœud 1 respectivement pour le reacuteseau repreacutesenteacute sur la
mecircme figure
a)
B Destination Vol
K J
Eumltin8tloDIPrOb8in saut Distan Pr~ur B 1 K 2 K
__J_~ KI 1 J K 2 K
b) Tableau de distance au nœud 1 c) Tableau de routage au nœud 1
Figure J
Pour garder une vue consistante du reacuteseau et pour reacutepondre aux
changements topologiques chaque nœud eacutechange des paquets de mise agrave jour avec ses voisins Une entreacutee de mise agrave jour indique une destination une
distance agrave la destination et un preacutedeacutecesseur agrave la destination Lors de la reacuteception dun paquet de mise agrave jour chaque nœud met agrave jour la distance
et les entreacutees de preacutedeacutecesseur dans la table de distance Par exemple quand un nœud i reccediloit une mise agrave jour de son voisin k concernant la destination j il
met agrave jour sa table de distance et examine les chemins possibles vers la
destination j agrave travers les autres nœuds voisins et par la suite il met agrave jour les
entreacutees des tables de distance et de routage
RIST Vo 12 nO O2 Anneacutee 2002 82
Notez que par le retour en arriegravere de linformation de preacutedeacutecesseur maintenue dans la table de distance le chemin complet peut ecirctre trouveacute Par exemple
en regardant le deuxiegraveme tableau on peut indiquer le chemin complet du
nœud 1au nœud J dont la distance est 2 est I-k-j Apregraves mise agrave jour de la table de distance chaque nœud met agrave jour eacutegalement sa table de routage
en conseacutequence en choisissant le voisin qui offre le plus petit coucirct agrave la
destination donneacutee comme prochain saut pour arriver agrave cette destination
lavantage principal de WRP est quil reacuteduit la formation des boucles provisoires en employant linformation de preacutedeacutecesseur pour identifier la route Ceci reacuteduit alternativement le temps de convergence Cependant
comme dans tous les protocoles proactive dans WRP chaque nœud maintient constamment des informations de routage complegravetes agrave toutes les destinations dans le reacuteseau exigeant des messages de controcircle importants
23 Global State Routing (GSR) (CHE 98] Il est similaire au DSDV en plus de ccedila il utilise les principes de routage de lS (link State) Il ameacuteliore ces deux algorithmes en eacutevitant linondation des
messages de routage et il utilise aussi une vue globale de la topologie et la meacutethode de disseacutemination de DBF qui implique labsence dinondation Chaque nœud i contient les informations suivantes
- une liste des voisins A
- une table de topologie Tri - une table des nœuds suivants pour chaque destination NEXTi
- table de distance qui contient pour chaque destination la distance minimale
lors de la reacuteception dun message de routage le nœud met agrave jour sa Tri si le numeacutero de seacutequence (NS) du message est supeacuterieur au NS de la table il diffuse une mise agrave jour agrave ses voisins
GSR utilise les algorithmes de recherche de plus court chemin et maintient la
table la plus reacutecente reccedilue agrave partir des voisins dune faccedilon peacuteriOdique Il assure plus de preacutecision concernant les donneacutees qui seacutechangent dans le reacuteseau
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 83
La diffeacuterence cleacute entre le GSR et le LS traditionnel est la faccedilon dans laquelle
les informations de routage circulent dans le reacuteseau Dans le LS si on deacutetecte
des changements de la topologie les paquets des eacutetats de liens sont geacuteneacutereacutes
et diffuseacutes par inondation dans tout le reacuteseau Par contre GSR maintient la
table la plus reacutecente des eacutetats de liens reccedilus agrave travers les voisins et leacutechange
uniquement avec ses voisins locaux dune faccedilon peacuteriodique En plus de cela
le GSR assure plus de preacutecision concernant les donneacutees de routage qui
seacutechangent dans le reacuteseau
Cependant GSR a toujours les mecircmes inconveacutenients que tous les protocoles
baseacutes sur LS
24 Fisheye State Routing FSR [PEI 00] Le routage deacutetat dœil de poisson [FSR) est une ameacutelioration de GSR il est
baseacute sur lutilisation de la technique laquoœil de poisson H La grande taille des
messages de mise agrave jour dans GSR gaspille une quantiteacute consideacuterable de la
bande passante du reacuteseau Dans FSR un message de mise agrave jour ne contient
pas linformation sur tous les nœuds Au lieu de cela il eacutechange des
informations sur les nœuds les plus proches plus freacutequemment quil le fait sur les
nœuds les plus lointains reacuteduisant ainsi la taille de message de mise agrave jour
Donc chaque nœud obtient linformation preacutecise concernant les voisins Le
deacutetail et lexactitude de linformation diminuent quand la distance du nœud
augmente La figure 2 deacutefinit la porteacutee du fisheye pour le nœud (11) central
La porteacutee est deacutefinie en termes des nœuds qui peuvent ecirctre atteints en un
certain nombre de sauts Le nœud central a linformation la plus preacutecise sur
tous les nœuds dans le cercle blanc et ainsi de suite Quoiquun nœud nait
pas linformation preacutecise au sujet des nœuds eacuteloigneacutes les paquets sont
conduits correctement parce que linformation de route devient de plus en
plus preacutecise quand le paquet se rapproche de la destination
Puisque la technique œil de poisson est reacutealiseacutee dans le protocole FSR en se
basant sur le changement des peacuteriodes Les paquets de mise agrave jour arrivent
lentement aux nœuds qui sont IOIcircn de la source Cependant la connaissance
impreacutecise du meilleur chemin vers une destination distante est compenseacutee
par le fait que la route devient progressivement plus preacutecise quand les
paquets sapprochent peu agrave peu de la destination
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 84
Figure 2 Exactitude dinformation dans FSR
25 Cluster-Gateway Swltchlng Routing (CGSR) [CHI 97)
CGSR est baseacute sur une architecture de reacuteseau baseacutee sur les groupes Dans
CGSR des nœuds speacutecifiques sont indiqueacutes pour ecirctre des clusterheads (chefs
de groupe) qui commandent laccegraves au canal dans un groupe au niveau de la couche MAC Dans la couche MAC les clusterheads sont plus prioritaires
et ils ont ainsi plus de chance de transmettre que dautres nœuds Tous les
nœuds dans un groupe peuvent communiquer avec leur clusterhead et
probablement entre eux
Pour empecirccher les changements freacutequents de clusterhead laquo least
Clusterhead Change Algorithmraquo (llC) est employeacute Dans cet algorithme les clusterheads peuvent changer seulement aux deux conditions suivantes (1)
deux clusterheads deviennent des voisins et (2) un nœud devient
deacuteconnecteacute de nimporte quel groupe
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 85
~y
~ D ClusterHeed
a)
Groupe De Prochain Meacutetrique ordre
Destination Saut rDestination Clusterhead
ordreDestination
7 3 4 711 _~_____bull______ 1007r 8 __l--_---_shy -_
b) Exemple de Tableau de routage c) Exemple de Tableau de membre de groupe
Figure 3 Exemple de routage [de nœud 2 agrave nœud 8)
Dans CGSR le protocole DSDV est modifieacute de sorte quil puisse profiter de
larchitecture de groupe Speacutecifiquement le routage hieacuterarchique est
employeacute pour acheminer des paquets Chaque nœud maintient deux tables
une table des membres de groupe qui associe agrave chaque nœud destination
son clusterhead et une table de routage qui indique le prochain saut pour
atteindre le groupe de destination Les deux tables contiennent des numeacuteros
de seacutequence pour purger les routes peacuterimeacutees et pour empecirccher la formation
de boucles
Dans CGSR des paquets sont chemineacutes alternativement par des clusterheads
et des passerelles En dautres termes la route typique ressemble agrave CGC2G2 CG ougrave Ci est un clusterhead et Gi est une passerelle (gatewayJ
Une passerelle est un nœud qui appartient agrave plus dun groupe un chemin
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 86
direct entre deux passerelles nest pas utiliseacute Cette voie de deacuteroutement stricte a comme conseacutequence lincreacutementation de la longueur de chemin
La preacutesence dun clusterhead entre deux passerelles est avantageuse puisque les clusterheads ont plus de chance de transmettre que dautres
nœuds La figure 3 montre un exemple concernant CGSR Lavantage
principal de CGSR est que seulement les routes aux clusterheads sont
maintenues dus au routage hieacuterarchique Cependant le maintien des
groupes cause une charge suppleacutementaire Speacutecifiquement chaque nœud
doit peacuteriodiquement annoncer sa table de membre de groupe et mettre agrave jour sa table baseacutee sur les mises agrave jour reccedilues
26 Hlerarchlcal State Routing (HSR) [IWA 99] La caracteacuteristique du routage hieacuterarchique deacutetat (HSR) est le groupement multiniveaux et la division logique des nœuds mobiles Le reacuteseau est diviseacute en
groupes et un repreacutesentant pour chaque groupe est eacutelu
Dans HSR les repreacutesentants de groupes sorganisent encore en groupes et
ainsi de suite Les nœuds dun groupe physique diffusent leurs informations de
liens entre eux Le chef de groupe reacutecapitule linformation de son groupe et
lenvoie aux chefs de groupe voisins par lintermeacutediaire dune passerelle
Les chefs de groupes sont membres du groupe sur un plus haut niveau et ils
eacutechangent leur information de liens aussi bien que les informations les plus eacuteleacutementaires des niveaux infeacuterieurs et ainsi de suite Un nœud agrave chaque
niveau inonde au niveau le plus bas linformation quil obtient apregraves que lalgorithme soit exeacutecuteacute agrave ce niveau Ainsi le niveau le plus bas a une
information hieacuterarchique de topologie Chaque nœud a une adresse
hieacuterarchique composeacutee des numeacuteros des groupes sur le chemin de la racine
au nœud Une passerelle peut ecirctre atteinte de la racine par lintermeacutediaire
de plus dune voie daccegraves Ainsi la passerelle peut avoir plus quune
adresse hieacuterarchique Une adresse hieacuterarchique a pour but dassurer la livraison de nimporte ougrave dans le reacuteseau agrave un hocircte
En outre des nœuds sont eacutegalement diviseacutes dans des sous-reacuteseaux logiques
et agrave chaque nœud est assigneacute une adresse logique lt subnet host gt Chaque
sous-reacuteseau a un serveur de gestion demplacement dit LMS Location Management Server Tous les nœuds enregistrent leur adresse logique dans le
RIST Vol 12 n02 Anneacutee 2002 87
LMS Les LMS diffusent leur adresse hieacuterarchique aux niveaux supeacuterieurs et
linformation est envoyeacutee vers le bas agrave tous les LMS La couche transport
envoie un paquet agravela couche reacuteseau avec ladresse logique de la destination La couche reacuteseau trouve ladresse hieacuterarchique de la destination
de son LMS et lui envoie alors le paquet Une fois que la source et la
destination savent les adresses hieacuterarchiques dautres nœuds ils peuvent
ignorer le LMS et communiquer directement
Les principaux inconveacutenients de HSR sont
- si une route devient invalide tous les paquets envoyeacutes seront perdus
jusquagrave ce quune nouvele route sera eacutetablie
- HSR maintient des adresses hieacuterarchiques longues et le changement
freacutequent des adresses rend la localisation et la garde de trace des nœuds
une tache difficile
27 Zone Based Hierarchical Link State (ZHLS) [JOA 99] Dans le protocole lone-based Hierarchical Link State Routing Protocol (lHLS)
[LEM 00] le reacuteseau est diviseacute en zones non-recouvertes figure 4 Agrave la diffeacuterence dautres protocoles hieacuterarchiques il ny a aucun chef de
zone lHLS deacutefinit deux niveaux de topologie niveau de nœud et niveau de zone Une topologie de niveau de nœud indique que les nœuds dune zone
sont relieacutes entre eux physiquement Un lien virtuel entre deux zones existe si au moins un nœud dune zone est physiquement relieacute agrave un certain nœud de lautre zone La topologie de niveau de zone indique comment les zones sont relieacutees ensemble
Il y a deux types de paquet deacutetat de lien LSP orienteacute nœud et LSP orienteacute
zone
- LSP orienteacute nœud contient les informations des nœuds voisins et il est
propageacute agrave linteacuterieur de la zone
- LSP orienteacute zone contient les informations de zone et il est propageacute
globalement Chaque nœud a la connaissance complegravete de connectiviteacute
des nœuds dans sa zone et connais seulement les informations de connectiviteacute de zone dautre zone dans le reacuteseau Alors en donnant identification de zone et lidentification de nœud dune destination le
paquet est conduit en se basant sur lidentification de zone jusquagrave ce quil
atteigne la zone correcte Puis dans cette zone il est conduit en se basant sur lidentification de nœud
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 88
Une lt identification de zone le nœud identificationgt de la destination est suffisante pour que le routage soit adaptatif au changement topologique
Parmi les inconveacutenients de ZHLS on peut citer - Si la zone devient large une quantiteacute importante dinformation doit ecirctre
sauvegardeacutee pour chaque nœud Les chemins ne sont pas optimaux les paquets doivent passer par les nœuds
qui relient les zones de la source et la destination mecircme si ces derniers sont
physiquement proches
o Nœud
Lien entre nœuds Lien entre zones
Zone
Figure 4 La deacutecomposition du reacuteseau en zones
28 Distance Routlng Effecl Aigorithm for Mobllity (DREAM) [BAS98)
Le protocole appeleacute Algorithme dEffet de Routage baseacute sur la Distance
pour la Mobiliteacute ou DREAM ( Distance Routing Effect Algorithm for Mobility) est
un protocole pro-actif baseacute sur les informations de localisation des uniteacutes
mobiles Le protocole diffuse les donneacutees destineacutees agrave une certaine destination
en effectuant une inondation ( propagation) partielle
Chaque nœud du reacuteseau mobile ad hoc eacuteChange peacuteriodiquement des messages de controcircle afin dinformer tous les autres nœuds de sa localisation
La distance influe dans cet eacutechange du fait que les messages de controcircle sont envoyeacutes freacutequemment aux nœuds les plus proches (cela nous rappelle la
technique FSR vue preacuteceacutedemment)
En plus de cela le protocole sadapte agrave la mobiliteacute du reacuteseau par le controcircle de mise agrave jour de freacutequence qui se base sur les vitesses des mouvements
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 89
Lors de lenvoi des donneacutees si la source possegravede des informations reacutecentes sur
la localisation du nœud destination elle choisit un ensemble de nœuds voisins
qui sont localiseacutes dans la direction sourcedestination Si un tel ensemble
nexiste pas les donneacutees sont inondeacutees dans le reacuteseau entier Dans le cas ougrave
de tels nœuds existeraient une liste qui contient leurs identificateurs est inseacutereacutee agrave la tecircte du paquet de donneacutees avant la transmission Seulement les
nœuds qui sont speacutecifieacutes dans la liste de tecircte traitent le paquet Lors de la
reacuteception du paquet le nœud de transit deacutetermine sa propre liste des nœuds
prochains et envoie le paquet avec la nouvelle liste de tecircte Si aucun voisin
nest localiseacute dans la direction de la destination le paquet reccedilu est ignoreacute
Quand le nœud destination reccediloit les donneacutees il envoie des acquittements agrave la source dune maniegravere similaire
Cependant dans le cas de reacuteception par inondation les acquittements ne
sont pas envoyeacutes Dans le cas ougrave la source envoie les donneacutees en speacutecifiant les nœuds suivants (en se basant sur les localisations) un timer associeacute agrave la
reacuteception des acquittements est activeacute Si aucun acquittement nest reccedilu
avant lexpiration du timeout les donneacutees seront retransmises en utilisant une
diffusion ordinaire [LEM 00]
3 Les protocoles de routage reacuteactifs
Comme nous lavons vu dans la section preacuteceacutedente les protocoles de
routage pro-actifs essaient de maintenir les meilleurs chemins existants vers
toutes les destinations possibles ( qui peuvent repreacutesenter lensemble de tous les nœuds du reacuteseau) au niveau de chaque nœud du reacuteseau Les routes sont
sauvegardeacutees mecircme si elles ne sont pas utiliseacutees La sauvegarde permanente
des chemins de routage est assureacutee par un eacutechange continu des messages
de mise agrave jour des chemins ce qui induit un controcircle excessif surtout dans le cas des reacuteseaux de grande taille
Les protocoles de routage reacuteactifs (dits aussi protocoles de routage agrave la demande l repreacutesentent les protocoles les plus reacutecents proposeacutes dans le but
dassurer le service du routage dans les reacuteseaux sans fil La majoriteacute des solutions proposeacutees pour reacutesoudre le problegraveme de routage dans les reacuteseaux
ad hoc et qui sont eacutevalueacutees actuellement par le groupe de travail MANET
( Mobile Ad Hoc Networking Working Groupe l de lIETF [ Internet Engineering
T ask Force) appartiennent agrave cette classe de protocoles de routage
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 90
Les protocoles de routage appartenant agrave cette cateacutegorie creacuteent et maintiennent les routes selon les besoins Lorsque le reacuteseau a besoin dune route une proceacutedure de deacutecouverte globale de routes est lanceacutee et cela
dans le but dobtenir une information speacutecifieacutee inconnue au preacutealable
31 Dynamlc Source Routfng (DSR) [JOH 96)
DSR est baseacute sur le routage de source ougrave la source indique le chemin
complet agrave la destination dans len-tecircte du paquet et chaque noeud le long
de ce chemin expeacutedie simplement le paquet au prochain saut indiqueacute dans le chemin (voir figure 5) Il utilise un cache de routes Par conseacutequent une source controcircle dabord son cache de routes pour deacuteterminer la route agrave la
destination Si une route est trouveacutee la source utilise cette route Autrement
la source emploie un protocole de deacutecouverte de route pour construire une
route
Dans la deacutecouverte de route la source diffuse par inondation un paquet de
requecircte dans le reacuteseau et la reacuteponse est retourneacutee par la destination ou un
autre nœud qui peut accomplir la requecircte de son cache de routes Chaque
paquet de requecircte a une identification unique ID et une liste initialement vide En recevant un paquet de requecircte si un nœud a deacutejagrave vu cette
identification (duplication) ou il trouve sa propre adresse deacutejagrave enregistreacutee dans la liste il ignore la copie et arrecircte linondation autrement il appose sa
propre adresse dans la liste et envoie la requecircte agrave ses voisins ceci dans le cas ougrave il na pas de chemin cacheacute vers la destination Si un nœud peut accomplir
la requecircte de son cache de routes il peut envoyer un paquet de reacuteponse agrave
la source sans propager le paquet de requecircte plus loin
En outre nimporte quel nœud participant agrave la deacutecouverte de route peut apprendre des routes agrave travers des paquets de donneacutees en transit et recueillir
cette information de routage dans son cache de routes Ce protocole de deacutecouverte de route est semblable au protocole laquo Address Resolution
Protocol raquode lInternet (ARP) sauf que les demandes dARP ne se propagent
pas au-delagrave dun routeur Il est eacutegalement semblable au protocole de
deacutecouverte de route utiliseacute dans des passerelles de routage de source dans 1EEE 802 LANs
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 91
Un eacutechec de route peut se produire puisque les nœuds mobiles se deacuteplacent
dun endroit agrave lautre Un eacutechec de route peut ecirctre deacutetecteacute par le protocole
de la couche liaison ou il peut ecirctre implicite quand aucune eacutemission na eacuteteacute
reccedilue pendant un moment dun ancien voisin Quand un eacutechec de route est deacutetecteacute le nœud deacutetectant leacutechec envoie un paquet derreur agrave la source
qui emploie alors le protocole de deacutecouverte de route encore pour deacutecouvrir
une nouvelle route
Il faut noter que dans DSR aucun message peacuteriodique de commande nest
employeacute pour lentretien de route
Lavantage principal de DSR est quil y a peu ou pas de messages de controcircle
quand peu de sources communiquent avec les destinations rarement
acceacutedeacutees Mais peut avoir le problegraveme de grand eacutechelle (scalability)
Pendant que le reacuteseau devient plus grand les paquets de commande et les
paquets de messages devIcircennent eacutegalement plus grands puisquils doivent
veacutehiculer des adresses pour chaque nœud dans le chemin
5shyFigure 5 transfert du poquet du nœud 9 ou nœud 5
32 Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) [PER 99]
AODV est essentiellement une combinaison de DSR et de DSDV Il combine le
meacutecanisme de demande de base de la deacutecouverte et de lentretien de
route de DSR et de lutilisation du routage de saut-par- saut des numeacuteros de
seacutequence et des eacutechanges peacuteriodiques de DSDV
Quand un nœud S a besoin dune route agrave une certaine destination D il
diffuse un message de demande de route agrave ses voisins y compris le dernier numeacutero de seacutequence pour cette destination La demande de route est
inondeacutee en quelque sorte par le reacuteseau jusquagrave ce quelle atteigne un nœud
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 92
qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 93
termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 94
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 96
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
pourrait conduire egrave des fluctuations et de fausses annonces ayant pour reacutesultat le gaspillage de bande passante DSDV emploie eacutegalement des
mises agrave jour peacuteriodiques et eacutevegravenementielles qui pourraient causer des
messages de controcircle excessifs de communication En outre dans DSDV un
nœud doit attendre jusquagrave ce quil reccediloive la prochaine mise agrave jour de route lanceacutee par la destination avant quil puisse mettre agrave jour son entreacutee de la
table de routage pour cette destination En outre DSDV ne supporte pas le routage multichemin
22 Wlreless Routlng Protocol (WRP) [MUR 96) Le protocole de routage sans fil (Wireless routing protocol) est eacutegalement
baseacute sur lalgorithme de vecteur de distance Pour eacuteviter le problegraveme de
boucle preacutesent dans lalgorithme de vecteur de distance WRP inclut lavant dernier nœud (preacutedeacutecesseur) pour chaque destination Cette information de
preacutedeacutecesseur est incluse dans quatre tables maintenues au niveau de chaque nœud i
1 )-une table de distance pour chaque nœud j qui contient les champs suivants
D~ k distance entre les nœuds i et j tel que k est le prochain saut pour atteindre j
P~ k preacutedeacutecesseur de j dans le chemin entre i et j tel que k est le prochain saut pour atteindre j
2)-table de routage qui contient les champs suivants -ladresse de la destination
-D~ distance entre i et j
_Pji preacutedeacutecesseur qui correspond au chemin minimum pour atteindre j
-Si successeur qui correspond au chemin minimum pour atteindre j
-une marque tagj =correct chemin simple =error boucle
=null destination nest pas marqueacutee
3-table des coucircts de liens qui contient les champs suivants - Iki Ie coucirct pour chaque voisin k
- la freacutequence de mise agrave jour
RIST Vol 12 nG02 Anneacutee 2002 81
Le coucirct dun lien deacutefaillant est consideacutereacute comme eacutetant infini
4)- liste des retransmissions permet de connaicirctre lensemble des voisins qui
nont pas acquitteacute leur message de mise agrave jour et de retransmettre ce
message agrave cet ensemble
Les tableaux b) et c) de la figure 1 montrent la table de distance et la table
de routage au nœud 1 respectivement pour le reacuteseau repreacutesenteacute sur la
mecircme figure
a)
B Destination Vol
K J
Eumltin8tloDIPrOb8in saut Distan Pr~ur B 1 K 2 K
__J_~ KI 1 J K 2 K
b) Tableau de distance au nœud 1 c) Tableau de routage au nœud 1
Figure J
Pour garder une vue consistante du reacuteseau et pour reacutepondre aux
changements topologiques chaque nœud eacutechange des paquets de mise agrave jour avec ses voisins Une entreacutee de mise agrave jour indique une destination une
distance agrave la destination et un preacutedeacutecesseur agrave la destination Lors de la reacuteception dun paquet de mise agrave jour chaque nœud met agrave jour la distance
et les entreacutees de preacutedeacutecesseur dans la table de distance Par exemple quand un nœud i reccediloit une mise agrave jour de son voisin k concernant la destination j il
met agrave jour sa table de distance et examine les chemins possibles vers la
destination j agrave travers les autres nœuds voisins et par la suite il met agrave jour les
entreacutees des tables de distance et de routage
RIST Vo 12 nO O2 Anneacutee 2002 82
Notez que par le retour en arriegravere de linformation de preacutedeacutecesseur maintenue dans la table de distance le chemin complet peut ecirctre trouveacute Par exemple
en regardant le deuxiegraveme tableau on peut indiquer le chemin complet du
nœud 1au nœud J dont la distance est 2 est I-k-j Apregraves mise agrave jour de la table de distance chaque nœud met agrave jour eacutegalement sa table de routage
en conseacutequence en choisissant le voisin qui offre le plus petit coucirct agrave la
destination donneacutee comme prochain saut pour arriver agrave cette destination
lavantage principal de WRP est quil reacuteduit la formation des boucles provisoires en employant linformation de preacutedeacutecesseur pour identifier la route Ceci reacuteduit alternativement le temps de convergence Cependant
comme dans tous les protocoles proactive dans WRP chaque nœud maintient constamment des informations de routage complegravetes agrave toutes les destinations dans le reacuteseau exigeant des messages de controcircle importants
23 Global State Routing (GSR) (CHE 98] Il est similaire au DSDV en plus de ccedila il utilise les principes de routage de lS (link State) Il ameacuteliore ces deux algorithmes en eacutevitant linondation des
messages de routage et il utilise aussi une vue globale de la topologie et la meacutethode de disseacutemination de DBF qui implique labsence dinondation Chaque nœud i contient les informations suivantes
- une liste des voisins A
- une table de topologie Tri - une table des nœuds suivants pour chaque destination NEXTi
- table de distance qui contient pour chaque destination la distance minimale
lors de la reacuteception dun message de routage le nœud met agrave jour sa Tri si le numeacutero de seacutequence (NS) du message est supeacuterieur au NS de la table il diffuse une mise agrave jour agrave ses voisins
GSR utilise les algorithmes de recherche de plus court chemin et maintient la
table la plus reacutecente reccedilue agrave partir des voisins dune faccedilon peacuteriOdique Il assure plus de preacutecision concernant les donneacutees qui seacutechangent dans le reacuteseau
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 83
La diffeacuterence cleacute entre le GSR et le LS traditionnel est la faccedilon dans laquelle
les informations de routage circulent dans le reacuteseau Dans le LS si on deacutetecte
des changements de la topologie les paquets des eacutetats de liens sont geacuteneacutereacutes
et diffuseacutes par inondation dans tout le reacuteseau Par contre GSR maintient la
table la plus reacutecente des eacutetats de liens reccedilus agrave travers les voisins et leacutechange
uniquement avec ses voisins locaux dune faccedilon peacuteriodique En plus de cela
le GSR assure plus de preacutecision concernant les donneacutees de routage qui
seacutechangent dans le reacuteseau
Cependant GSR a toujours les mecircmes inconveacutenients que tous les protocoles
baseacutes sur LS
24 Fisheye State Routing FSR [PEI 00] Le routage deacutetat dœil de poisson [FSR) est une ameacutelioration de GSR il est
baseacute sur lutilisation de la technique laquoœil de poisson H La grande taille des
messages de mise agrave jour dans GSR gaspille une quantiteacute consideacuterable de la
bande passante du reacuteseau Dans FSR un message de mise agrave jour ne contient
pas linformation sur tous les nœuds Au lieu de cela il eacutechange des
informations sur les nœuds les plus proches plus freacutequemment quil le fait sur les
nœuds les plus lointains reacuteduisant ainsi la taille de message de mise agrave jour
Donc chaque nœud obtient linformation preacutecise concernant les voisins Le
deacutetail et lexactitude de linformation diminuent quand la distance du nœud
augmente La figure 2 deacutefinit la porteacutee du fisheye pour le nœud (11) central
La porteacutee est deacutefinie en termes des nœuds qui peuvent ecirctre atteints en un
certain nombre de sauts Le nœud central a linformation la plus preacutecise sur
tous les nœuds dans le cercle blanc et ainsi de suite Quoiquun nœud nait
pas linformation preacutecise au sujet des nœuds eacuteloigneacutes les paquets sont
conduits correctement parce que linformation de route devient de plus en
plus preacutecise quand le paquet se rapproche de la destination
Puisque la technique œil de poisson est reacutealiseacutee dans le protocole FSR en se
basant sur le changement des peacuteriodes Les paquets de mise agrave jour arrivent
lentement aux nœuds qui sont IOIcircn de la source Cependant la connaissance
impreacutecise du meilleur chemin vers une destination distante est compenseacutee
par le fait que la route devient progressivement plus preacutecise quand les
paquets sapprochent peu agrave peu de la destination
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 84
Figure 2 Exactitude dinformation dans FSR
25 Cluster-Gateway Swltchlng Routing (CGSR) [CHI 97)
CGSR est baseacute sur une architecture de reacuteseau baseacutee sur les groupes Dans
CGSR des nœuds speacutecifiques sont indiqueacutes pour ecirctre des clusterheads (chefs
de groupe) qui commandent laccegraves au canal dans un groupe au niveau de la couche MAC Dans la couche MAC les clusterheads sont plus prioritaires
et ils ont ainsi plus de chance de transmettre que dautres nœuds Tous les
nœuds dans un groupe peuvent communiquer avec leur clusterhead et
probablement entre eux
Pour empecirccher les changements freacutequents de clusterhead laquo least
Clusterhead Change Algorithmraquo (llC) est employeacute Dans cet algorithme les clusterheads peuvent changer seulement aux deux conditions suivantes (1)
deux clusterheads deviennent des voisins et (2) un nœud devient
deacuteconnecteacute de nimporte quel groupe
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 85
~y
~ D ClusterHeed
a)
Groupe De Prochain Meacutetrique ordre
Destination Saut rDestination Clusterhead
ordreDestination
7 3 4 711 _~_____bull______ 1007r 8 __l--_---_shy -_
b) Exemple de Tableau de routage c) Exemple de Tableau de membre de groupe
Figure 3 Exemple de routage [de nœud 2 agrave nœud 8)
Dans CGSR le protocole DSDV est modifieacute de sorte quil puisse profiter de
larchitecture de groupe Speacutecifiquement le routage hieacuterarchique est
employeacute pour acheminer des paquets Chaque nœud maintient deux tables
une table des membres de groupe qui associe agrave chaque nœud destination
son clusterhead et une table de routage qui indique le prochain saut pour
atteindre le groupe de destination Les deux tables contiennent des numeacuteros
de seacutequence pour purger les routes peacuterimeacutees et pour empecirccher la formation
de boucles
Dans CGSR des paquets sont chemineacutes alternativement par des clusterheads
et des passerelles En dautres termes la route typique ressemble agrave CGC2G2 CG ougrave Ci est un clusterhead et Gi est une passerelle (gatewayJ
Une passerelle est un nœud qui appartient agrave plus dun groupe un chemin
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 86
direct entre deux passerelles nest pas utiliseacute Cette voie de deacuteroutement stricte a comme conseacutequence lincreacutementation de la longueur de chemin
La preacutesence dun clusterhead entre deux passerelles est avantageuse puisque les clusterheads ont plus de chance de transmettre que dautres
nœuds La figure 3 montre un exemple concernant CGSR Lavantage
principal de CGSR est que seulement les routes aux clusterheads sont
maintenues dus au routage hieacuterarchique Cependant le maintien des
groupes cause une charge suppleacutementaire Speacutecifiquement chaque nœud
doit peacuteriodiquement annoncer sa table de membre de groupe et mettre agrave jour sa table baseacutee sur les mises agrave jour reccedilues
26 Hlerarchlcal State Routing (HSR) [IWA 99] La caracteacuteristique du routage hieacuterarchique deacutetat (HSR) est le groupement multiniveaux et la division logique des nœuds mobiles Le reacuteseau est diviseacute en
groupes et un repreacutesentant pour chaque groupe est eacutelu
Dans HSR les repreacutesentants de groupes sorganisent encore en groupes et
ainsi de suite Les nœuds dun groupe physique diffusent leurs informations de
liens entre eux Le chef de groupe reacutecapitule linformation de son groupe et
lenvoie aux chefs de groupe voisins par lintermeacutediaire dune passerelle
Les chefs de groupes sont membres du groupe sur un plus haut niveau et ils
eacutechangent leur information de liens aussi bien que les informations les plus eacuteleacutementaires des niveaux infeacuterieurs et ainsi de suite Un nœud agrave chaque
niveau inonde au niveau le plus bas linformation quil obtient apregraves que lalgorithme soit exeacutecuteacute agrave ce niveau Ainsi le niveau le plus bas a une
information hieacuterarchique de topologie Chaque nœud a une adresse
hieacuterarchique composeacutee des numeacuteros des groupes sur le chemin de la racine
au nœud Une passerelle peut ecirctre atteinte de la racine par lintermeacutediaire
de plus dune voie daccegraves Ainsi la passerelle peut avoir plus quune
adresse hieacuterarchique Une adresse hieacuterarchique a pour but dassurer la livraison de nimporte ougrave dans le reacuteseau agrave un hocircte
En outre des nœuds sont eacutegalement diviseacutes dans des sous-reacuteseaux logiques
et agrave chaque nœud est assigneacute une adresse logique lt subnet host gt Chaque
sous-reacuteseau a un serveur de gestion demplacement dit LMS Location Management Server Tous les nœuds enregistrent leur adresse logique dans le
RIST Vol 12 n02 Anneacutee 2002 87
LMS Les LMS diffusent leur adresse hieacuterarchique aux niveaux supeacuterieurs et
linformation est envoyeacutee vers le bas agrave tous les LMS La couche transport
envoie un paquet agravela couche reacuteseau avec ladresse logique de la destination La couche reacuteseau trouve ladresse hieacuterarchique de la destination
de son LMS et lui envoie alors le paquet Une fois que la source et la
destination savent les adresses hieacuterarchiques dautres nœuds ils peuvent
ignorer le LMS et communiquer directement
Les principaux inconveacutenients de HSR sont
- si une route devient invalide tous les paquets envoyeacutes seront perdus
jusquagrave ce quune nouvele route sera eacutetablie
- HSR maintient des adresses hieacuterarchiques longues et le changement
freacutequent des adresses rend la localisation et la garde de trace des nœuds
une tache difficile
27 Zone Based Hierarchical Link State (ZHLS) [JOA 99] Dans le protocole lone-based Hierarchical Link State Routing Protocol (lHLS)
[LEM 00] le reacuteseau est diviseacute en zones non-recouvertes figure 4 Agrave la diffeacuterence dautres protocoles hieacuterarchiques il ny a aucun chef de
zone lHLS deacutefinit deux niveaux de topologie niveau de nœud et niveau de zone Une topologie de niveau de nœud indique que les nœuds dune zone
sont relieacutes entre eux physiquement Un lien virtuel entre deux zones existe si au moins un nœud dune zone est physiquement relieacute agrave un certain nœud de lautre zone La topologie de niveau de zone indique comment les zones sont relieacutees ensemble
Il y a deux types de paquet deacutetat de lien LSP orienteacute nœud et LSP orienteacute
zone
- LSP orienteacute nœud contient les informations des nœuds voisins et il est
propageacute agrave linteacuterieur de la zone
- LSP orienteacute zone contient les informations de zone et il est propageacute
globalement Chaque nœud a la connaissance complegravete de connectiviteacute
des nœuds dans sa zone et connais seulement les informations de connectiviteacute de zone dautre zone dans le reacuteseau Alors en donnant identification de zone et lidentification de nœud dune destination le
paquet est conduit en se basant sur lidentification de zone jusquagrave ce quil
atteigne la zone correcte Puis dans cette zone il est conduit en se basant sur lidentification de nœud
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 88
Une lt identification de zone le nœud identificationgt de la destination est suffisante pour que le routage soit adaptatif au changement topologique
Parmi les inconveacutenients de ZHLS on peut citer - Si la zone devient large une quantiteacute importante dinformation doit ecirctre
sauvegardeacutee pour chaque nœud Les chemins ne sont pas optimaux les paquets doivent passer par les nœuds
qui relient les zones de la source et la destination mecircme si ces derniers sont
physiquement proches
o Nœud
Lien entre nœuds Lien entre zones
Zone
Figure 4 La deacutecomposition du reacuteseau en zones
28 Distance Routlng Effecl Aigorithm for Mobllity (DREAM) [BAS98)
Le protocole appeleacute Algorithme dEffet de Routage baseacute sur la Distance
pour la Mobiliteacute ou DREAM ( Distance Routing Effect Algorithm for Mobility) est
un protocole pro-actif baseacute sur les informations de localisation des uniteacutes
mobiles Le protocole diffuse les donneacutees destineacutees agrave une certaine destination
en effectuant une inondation ( propagation) partielle
Chaque nœud du reacuteseau mobile ad hoc eacuteChange peacuteriodiquement des messages de controcircle afin dinformer tous les autres nœuds de sa localisation
La distance influe dans cet eacutechange du fait que les messages de controcircle sont envoyeacutes freacutequemment aux nœuds les plus proches (cela nous rappelle la
technique FSR vue preacuteceacutedemment)
En plus de cela le protocole sadapte agrave la mobiliteacute du reacuteseau par le controcircle de mise agrave jour de freacutequence qui se base sur les vitesses des mouvements
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 89
Lors de lenvoi des donneacutees si la source possegravede des informations reacutecentes sur
la localisation du nœud destination elle choisit un ensemble de nœuds voisins
qui sont localiseacutes dans la direction sourcedestination Si un tel ensemble
nexiste pas les donneacutees sont inondeacutees dans le reacuteseau entier Dans le cas ougrave
de tels nœuds existeraient une liste qui contient leurs identificateurs est inseacutereacutee agrave la tecircte du paquet de donneacutees avant la transmission Seulement les
nœuds qui sont speacutecifieacutes dans la liste de tecircte traitent le paquet Lors de la
reacuteception du paquet le nœud de transit deacutetermine sa propre liste des nœuds
prochains et envoie le paquet avec la nouvelle liste de tecircte Si aucun voisin
nest localiseacute dans la direction de la destination le paquet reccedilu est ignoreacute
Quand le nœud destination reccediloit les donneacutees il envoie des acquittements agrave la source dune maniegravere similaire
Cependant dans le cas de reacuteception par inondation les acquittements ne
sont pas envoyeacutes Dans le cas ougrave la source envoie les donneacutees en speacutecifiant les nœuds suivants (en se basant sur les localisations) un timer associeacute agrave la
reacuteception des acquittements est activeacute Si aucun acquittement nest reccedilu
avant lexpiration du timeout les donneacutees seront retransmises en utilisant une
diffusion ordinaire [LEM 00]
3 Les protocoles de routage reacuteactifs
Comme nous lavons vu dans la section preacuteceacutedente les protocoles de
routage pro-actifs essaient de maintenir les meilleurs chemins existants vers
toutes les destinations possibles ( qui peuvent repreacutesenter lensemble de tous les nœuds du reacuteseau) au niveau de chaque nœud du reacuteseau Les routes sont
sauvegardeacutees mecircme si elles ne sont pas utiliseacutees La sauvegarde permanente
des chemins de routage est assureacutee par un eacutechange continu des messages
de mise agrave jour des chemins ce qui induit un controcircle excessif surtout dans le cas des reacuteseaux de grande taille
Les protocoles de routage reacuteactifs (dits aussi protocoles de routage agrave la demande l repreacutesentent les protocoles les plus reacutecents proposeacutes dans le but
dassurer le service du routage dans les reacuteseaux sans fil La majoriteacute des solutions proposeacutees pour reacutesoudre le problegraveme de routage dans les reacuteseaux
ad hoc et qui sont eacutevalueacutees actuellement par le groupe de travail MANET
( Mobile Ad Hoc Networking Working Groupe l de lIETF [ Internet Engineering
T ask Force) appartiennent agrave cette classe de protocoles de routage
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 90
Les protocoles de routage appartenant agrave cette cateacutegorie creacuteent et maintiennent les routes selon les besoins Lorsque le reacuteseau a besoin dune route une proceacutedure de deacutecouverte globale de routes est lanceacutee et cela
dans le but dobtenir une information speacutecifieacutee inconnue au preacutealable
31 Dynamlc Source Routfng (DSR) [JOH 96)
DSR est baseacute sur le routage de source ougrave la source indique le chemin
complet agrave la destination dans len-tecircte du paquet et chaque noeud le long
de ce chemin expeacutedie simplement le paquet au prochain saut indiqueacute dans le chemin (voir figure 5) Il utilise un cache de routes Par conseacutequent une source controcircle dabord son cache de routes pour deacuteterminer la route agrave la
destination Si une route est trouveacutee la source utilise cette route Autrement
la source emploie un protocole de deacutecouverte de route pour construire une
route
Dans la deacutecouverte de route la source diffuse par inondation un paquet de
requecircte dans le reacuteseau et la reacuteponse est retourneacutee par la destination ou un
autre nœud qui peut accomplir la requecircte de son cache de routes Chaque
paquet de requecircte a une identification unique ID et une liste initialement vide En recevant un paquet de requecircte si un nœud a deacutejagrave vu cette
identification (duplication) ou il trouve sa propre adresse deacutejagrave enregistreacutee dans la liste il ignore la copie et arrecircte linondation autrement il appose sa
propre adresse dans la liste et envoie la requecircte agrave ses voisins ceci dans le cas ougrave il na pas de chemin cacheacute vers la destination Si un nœud peut accomplir
la requecircte de son cache de routes il peut envoyer un paquet de reacuteponse agrave
la source sans propager le paquet de requecircte plus loin
En outre nimporte quel nœud participant agrave la deacutecouverte de route peut apprendre des routes agrave travers des paquets de donneacutees en transit et recueillir
cette information de routage dans son cache de routes Ce protocole de deacutecouverte de route est semblable au protocole laquo Address Resolution
Protocol raquode lInternet (ARP) sauf que les demandes dARP ne se propagent
pas au-delagrave dun routeur Il est eacutegalement semblable au protocole de
deacutecouverte de route utiliseacute dans des passerelles de routage de source dans 1EEE 802 LANs
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 91
Un eacutechec de route peut se produire puisque les nœuds mobiles se deacuteplacent
dun endroit agrave lautre Un eacutechec de route peut ecirctre deacutetecteacute par le protocole
de la couche liaison ou il peut ecirctre implicite quand aucune eacutemission na eacuteteacute
reccedilue pendant un moment dun ancien voisin Quand un eacutechec de route est deacutetecteacute le nœud deacutetectant leacutechec envoie un paquet derreur agrave la source
qui emploie alors le protocole de deacutecouverte de route encore pour deacutecouvrir
une nouvelle route
Il faut noter que dans DSR aucun message peacuteriodique de commande nest
employeacute pour lentretien de route
Lavantage principal de DSR est quil y a peu ou pas de messages de controcircle
quand peu de sources communiquent avec les destinations rarement
acceacutedeacutees Mais peut avoir le problegraveme de grand eacutechelle (scalability)
Pendant que le reacuteseau devient plus grand les paquets de commande et les
paquets de messages devIcircennent eacutegalement plus grands puisquils doivent
veacutehiculer des adresses pour chaque nœud dans le chemin
5shyFigure 5 transfert du poquet du nœud 9 ou nœud 5
32 Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) [PER 99]
AODV est essentiellement une combinaison de DSR et de DSDV Il combine le
meacutecanisme de demande de base de la deacutecouverte et de lentretien de
route de DSR et de lutilisation du routage de saut-par- saut des numeacuteros de
seacutequence et des eacutechanges peacuteriodiques de DSDV
Quand un nœud S a besoin dune route agrave une certaine destination D il
diffuse un message de demande de route agrave ses voisins y compris le dernier numeacutero de seacutequence pour cette destination La demande de route est
inondeacutee en quelque sorte par le reacuteseau jusquagrave ce quelle atteigne un nœud
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 92
qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 93
termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 94
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 96
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
5- Bibliographie
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
Le coucirct dun lien deacutefaillant est consideacutereacute comme eacutetant infini
4)- liste des retransmissions permet de connaicirctre lensemble des voisins qui
nont pas acquitteacute leur message de mise agrave jour et de retransmettre ce
message agrave cet ensemble
Les tableaux b) et c) de la figure 1 montrent la table de distance et la table
de routage au nœud 1 respectivement pour le reacuteseau repreacutesenteacute sur la
mecircme figure
a)
B Destination Vol
K J
Eumltin8tloDIPrOb8in saut Distan Pr~ur B 1 K 2 K
__J_~ KI 1 J K 2 K
b) Tableau de distance au nœud 1 c) Tableau de routage au nœud 1
Figure J
Pour garder une vue consistante du reacuteseau et pour reacutepondre aux
changements topologiques chaque nœud eacutechange des paquets de mise agrave jour avec ses voisins Une entreacutee de mise agrave jour indique une destination une
distance agrave la destination et un preacutedeacutecesseur agrave la destination Lors de la reacuteception dun paquet de mise agrave jour chaque nœud met agrave jour la distance
et les entreacutees de preacutedeacutecesseur dans la table de distance Par exemple quand un nœud i reccediloit une mise agrave jour de son voisin k concernant la destination j il
met agrave jour sa table de distance et examine les chemins possibles vers la
destination j agrave travers les autres nœuds voisins et par la suite il met agrave jour les
entreacutees des tables de distance et de routage
RIST Vo 12 nO O2 Anneacutee 2002 82
Notez que par le retour en arriegravere de linformation de preacutedeacutecesseur maintenue dans la table de distance le chemin complet peut ecirctre trouveacute Par exemple
en regardant le deuxiegraveme tableau on peut indiquer le chemin complet du
nœud 1au nœud J dont la distance est 2 est I-k-j Apregraves mise agrave jour de la table de distance chaque nœud met agrave jour eacutegalement sa table de routage
en conseacutequence en choisissant le voisin qui offre le plus petit coucirct agrave la
destination donneacutee comme prochain saut pour arriver agrave cette destination
lavantage principal de WRP est quil reacuteduit la formation des boucles provisoires en employant linformation de preacutedeacutecesseur pour identifier la route Ceci reacuteduit alternativement le temps de convergence Cependant
comme dans tous les protocoles proactive dans WRP chaque nœud maintient constamment des informations de routage complegravetes agrave toutes les destinations dans le reacuteseau exigeant des messages de controcircle importants
23 Global State Routing (GSR) (CHE 98] Il est similaire au DSDV en plus de ccedila il utilise les principes de routage de lS (link State) Il ameacuteliore ces deux algorithmes en eacutevitant linondation des
messages de routage et il utilise aussi une vue globale de la topologie et la meacutethode de disseacutemination de DBF qui implique labsence dinondation Chaque nœud i contient les informations suivantes
- une liste des voisins A
- une table de topologie Tri - une table des nœuds suivants pour chaque destination NEXTi
- table de distance qui contient pour chaque destination la distance minimale
lors de la reacuteception dun message de routage le nœud met agrave jour sa Tri si le numeacutero de seacutequence (NS) du message est supeacuterieur au NS de la table il diffuse une mise agrave jour agrave ses voisins
GSR utilise les algorithmes de recherche de plus court chemin et maintient la
table la plus reacutecente reccedilue agrave partir des voisins dune faccedilon peacuteriOdique Il assure plus de preacutecision concernant les donneacutees qui seacutechangent dans le reacuteseau
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 83
La diffeacuterence cleacute entre le GSR et le LS traditionnel est la faccedilon dans laquelle
les informations de routage circulent dans le reacuteseau Dans le LS si on deacutetecte
des changements de la topologie les paquets des eacutetats de liens sont geacuteneacutereacutes
et diffuseacutes par inondation dans tout le reacuteseau Par contre GSR maintient la
table la plus reacutecente des eacutetats de liens reccedilus agrave travers les voisins et leacutechange
uniquement avec ses voisins locaux dune faccedilon peacuteriodique En plus de cela
le GSR assure plus de preacutecision concernant les donneacutees de routage qui
seacutechangent dans le reacuteseau
Cependant GSR a toujours les mecircmes inconveacutenients que tous les protocoles
baseacutes sur LS
24 Fisheye State Routing FSR [PEI 00] Le routage deacutetat dœil de poisson [FSR) est une ameacutelioration de GSR il est
baseacute sur lutilisation de la technique laquoœil de poisson H La grande taille des
messages de mise agrave jour dans GSR gaspille une quantiteacute consideacuterable de la
bande passante du reacuteseau Dans FSR un message de mise agrave jour ne contient
pas linformation sur tous les nœuds Au lieu de cela il eacutechange des
informations sur les nœuds les plus proches plus freacutequemment quil le fait sur les
nœuds les plus lointains reacuteduisant ainsi la taille de message de mise agrave jour
Donc chaque nœud obtient linformation preacutecise concernant les voisins Le
deacutetail et lexactitude de linformation diminuent quand la distance du nœud
augmente La figure 2 deacutefinit la porteacutee du fisheye pour le nœud (11) central
La porteacutee est deacutefinie en termes des nœuds qui peuvent ecirctre atteints en un
certain nombre de sauts Le nœud central a linformation la plus preacutecise sur
tous les nœuds dans le cercle blanc et ainsi de suite Quoiquun nœud nait
pas linformation preacutecise au sujet des nœuds eacuteloigneacutes les paquets sont
conduits correctement parce que linformation de route devient de plus en
plus preacutecise quand le paquet se rapproche de la destination
Puisque la technique œil de poisson est reacutealiseacutee dans le protocole FSR en se
basant sur le changement des peacuteriodes Les paquets de mise agrave jour arrivent
lentement aux nœuds qui sont IOIcircn de la source Cependant la connaissance
impreacutecise du meilleur chemin vers une destination distante est compenseacutee
par le fait que la route devient progressivement plus preacutecise quand les
paquets sapprochent peu agrave peu de la destination
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 84
Figure 2 Exactitude dinformation dans FSR
25 Cluster-Gateway Swltchlng Routing (CGSR) [CHI 97)
CGSR est baseacute sur une architecture de reacuteseau baseacutee sur les groupes Dans
CGSR des nœuds speacutecifiques sont indiqueacutes pour ecirctre des clusterheads (chefs
de groupe) qui commandent laccegraves au canal dans un groupe au niveau de la couche MAC Dans la couche MAC les clusterheads sont plus prioritaires
et ils ont ainsi plus de chance de transmettre que dautres nœuds Tous les
nœuds dans un groupe peuvent communiquer avec leur clusterhead et
probablement entre eux
Pour empecirccher les changements freacutequents de clusterhead laquo least
Clusterhead Change Algorithmraquo (llC) est employeacute Dans cet algorithme les clusterheads peuvent changer seulement aux deux conditions suivantes (1)
deux clusterheads deviennent des voisins et (2) un nœud devient
deacuteconnecteacute de nimporte quel groupe
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 85
~y
~ D ClusterHeed
a)
Groupe De Prochain Meacutetrique ordre
Destination Saut rDestination Clusterhead
ordreDestination
7 3 4 711 _~_____bull______ 1007r 8 __l--_---_shy -_
b) Exemple de Tableau de routage c) Exemple de Tableau de membre de groupe
Figure 3 Exemple de routage [de nœud 2 agrave nœud 8)
Dans CGSR le protocole DSDV est modifieacute de sorte quil puisse profiter de
larchitecture de groupe Speacutecifiquement le routage hieacuterarchique est
employeacute pour acheminer des paquets Chaque nœud maintient deux tables
une table des membres de groupe qui associe agrave chaque nœud destination
son clusterhead et une table de routage qui indique le prochain saut pour
atteindre le groupe de destination Les deux tables contiennent des numeacuteros
de seacutequence pour purger les routes peacuterimeacutees et pour empecirccher la formation
de boucles
Dans CGSR des paquets sont chemineacutes alternativement par des clusterheads
et des passerelles En dautres termes la route typique ressemble agrave CGC2G2 CG ougrave Ci est un clusterhead et Gi est une passerelle (gatewayJ
Une passerelle est un nœud qui appartient agrave plus dun groupe un chemin
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 86
direct entre deux passerelles nest pas utiliseacute Cette voie de deacuteroutement stricte a comme conseacutequence lincreacutementation de la longueur de chemin
La preacutesence dun clusterhead entre deux passerelles est avantageuse puisque les clusterheads ont plus de chance de transmettre que dautres
nœuds La figure 3 montre un exemple concernant CGSR Lavantage
principal de CGSR est que seulement les routes aux clusterheads sont
maintenues dus au routage hieacuterarchique Cependant le maintien des
groupes cause une charge suppleacutementaire Speacutecifiquement chaque nœud
doit peacuteriodiquement annoncer sa table de membre de groupe et mettre agrave jour sa table baseacutee sur les mises agrave jour reccedilues
26 Hlerarchlcal State Routing (HSR) [IWA 99] La caracteacuteristique du routage hieacuterarchique deacutetat (HSR) est le groupement multiniveaux et la division logique des nœuds mobiles Le reacuteseau est diviseacute en
groupes et un repreacutesentant pour chaque groupe est eacutelu
Dans HSR les repreacutesentants de groupes sorganisent encore en groupes et
ainsi de suite Les nœuds dun groupe physique diffusent leurs informations de
liens entre eux Le chef de groupe reacutecapitule linformation de son groupe et
lenvoie aux chefs de groupe voisins par lintermeacutediaire dune passerelle
Les chefs de groupes sont membres du groupe sur un plus haut niveau et ils
eacutechangent leur information de liens aussi bien que les informations les plus eacuteleacutementaires des niveaux infeacuterieurs et ainsi de suite Un nœud agrave chaque
niveau inonde au niveau le plus bas linformation quil obtient apregraves que lalgorithme soit exeacutecuteacute agrave ce niveau Ainsi le niveau le plus bas a une
information hieacuterarchique de topologie Chaque nœud a une adresse
hieacuterarchique composeacutee des numeacuteros des groupes sur le chemin de la racine
au nœud Une passerelle peut ecirctre atteinte de la racine par lintermeacutediaire
de plus dune voie daccegraves Ainsi la passerelle peut avoir plus quune
adresse hieacuterarchique Une adresse hieacuterarchique a pour but dassurer la livraison de nimporte ougrave dans le reacuteseau agrave un hocircte
En outre des nœuds sont eacutegalement diviseacutes dans des sous-reacuteseaux logiques
et agrave chaque nœud est assigneacute une adresse logique lt subnet host gt Chaque
sous-reacuteseau a un serveur de gestion demplacement dit LMS Location Management Server Tous les nœuds enregistrent leur adresse logique dans le
RIST Vol 12 n02 Anneacutee 2002 87
LMS Les LMS diffusent leur adresse hieacuterarchique aux niveaux supeacuterieurs et
linformation est envoyeacutee vers le bas agrave tous les LMS La couche transport
envoie un paquet agravela couche reacuteseau avec ladresse logique de la destination La couche reacuteseau trouve ladresse hieacuterarchique de la destination
de son LMS et lui envoie alors le paquet Une fois que la source et la
destination savent les adresses hieacuterarchiques dautres nœuds ils peuvent
ignorer le LMS et communiquer directement
Les principaux inconveacutenients de HSR sont
- si une route devient invalide tous les paquets envoyeacutes seront perdus
jusquagrave ce quune nouvele route sera eacutetablie
- HSR maintient des adresses hieacuterarchiques longues et le changement
freacutequent des adresses rend la localisation et la garde de trace des nœuds
une tache difficile
27 Zone Based Hierarchical Link State (ZHLS) [JOA 99] Dans le protocole lone-based Hierarchical Link State Routing Protocol (lHLS)
[LEM 00] le reacuteseau est diviseacute en zones non-recouvertes figure 4 Agrave la diffeacuterence dautres protocoles hieacuterarchiques il ny a aucun chef de
zone lHLS deacutefinit deux niveaux de topologie niveau de nœud et niveau de zone Une topologie de niveau de nœud indique que les nœuds dune zone
sont relieacutes entre eux physiquement Un lien virtuel entre deux zones existe si au moins un nœud dune zone est physiquement relieacute agrave un certain nœud de lautre zone La topologie de niveau de zone indique comment les zones sont relieacutees ensemble
Il y a deux types de paquet deacutetat de lien LSP orienteacute nœud et LSP orienteacute
zone
- LSP orienteacute nœud contient les informations des nœuds voisins et il est
propageacute agrave linteacuterieur de la zone
- LSP orienteacute zone contient les informations de zone et il est propageacute
globalement Chaque nœud a la connaissance complegravete de connectiviteacute
des nœuds dans sa zone et connais seulement les informations de connectiviteacute de zone dautre zone dans le reacuteseau Alors en donnant identification de zone et lidentification de nœud dune destination le
paquet est conduit en se basant sur lidentification de zone jusquagrave ce quil
atteigne la zone correcte Puis dans cette zone il est conduit en se basant sur lidentification de nœud
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 88
Une lt identification de zone le nœud identificationgt de la destination est suffisante pour que le routage soit adaptatif au changement topologique
Parmi les inconveacutenients de ZHLS on peut citer - Si la zone devient large une quantiteacute importante dinformation doit ecirctre
sauvegardeacutee pour chaque nœud Les chemins ne sont pas optimaux les paquets doivent passer par les nœuds
qui relient les zones de la source et la destination mecircme si ces derniers sont
physiquement proches
o Nœud
Lien entre nœuds Lien entre zones
Zone
Figure 4 La deacutecomposition du reacuteseau en zones
28 Distance Routlng Effecl Aigorithm for Mobllity (DREAM) [BAS98)
Le protocole appeleacute Algorithme dEffet de Routage baseacute sur la Distance
pour la Mobiliteacute ou DREAM ( Distance Routing Effect Algorithm for Mobility) est
un protocole pro-actif baseacute sur les informations de localisation des uniteacutes
mobiles Le protocole diffuse les donneacutees destineacutees agrave une certaine destination
en effectuant une inondation ( propagation) partielle
Chaque nœud du reacuteseau mobile ad hoc eacuteChange peacuteriodiquement des messages de controcircle afin dinformer tous les autres nœuds de sa localisation
La distance influe dans cet eacutechange du fait que les messages de controcircle sont envoyeacutes freacutequemment aux nœuds les plus proches (cela nous rappelle la
technique FSR vue preacuteceacutedemment)
En plus de cela le protocole sadapte agrave la mobiliteacute du reacuteseau par le controcircle de mise agrave jour de freacutequence qui se base sur les vitesses des mouvements
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 89
Lors de lenvoi des donneacutees si la source possegravede des informations reacutecentes sur
la localisation du nœud destination elle choisit un ensemble de nœuds voisins
qui sont localiseacutes dans la direction sourcedestination Si un tel ensemble
nexiste pas les donneacutees sont inondeacutees dans le reacuteseau entier Dans le cas ougrave
de tels nœuds existeraient une liste qui contient leurs identificateurs est inseacutereacutee agrave la tecircte du paquet de donneacutees avant la transmission Seulement les
nœuds qui sont speacutecifieacutes dans la liste de tecircte traitent le paquet Lors de la
reacuteception du paquet le nœud de transit deacutetermine sa propre liste des nœuds
prochains et envoie le paquet avec la nouvelle liste de tecircte Si aucun voisin
nest localiseacute dans la direction de la destination le paquet reccedilu est ignoreacute
Quand le nœud destination reccediloit les donneacutees il envoie des acquittements agrave la source dune maniegravere similaire
Cependant dans le cas de reacuteception par inondation les acquittements ne
sont pas envoyeacutes Dans le cas ougrave la source envoie les donneacutees en speacutecifiant les nœuds suivants (en se basant sur les localisations) un timer associeacute agrave la
reacuteception des acquittements est activeacute Si aucun acquittement nest reccedilu
avant lexpiration du timeout les donneacutees seront retransmises en utilisant une
diffusion ordinaire [LEM 00]
3 Les protocoles de routage reacuteactifs
Comme nous lavons vu dans la section preacuteceacutedente les protocoles de
routage pro-actifs essaient de maintenir les meilleurs chemins existants vers
toutes les destinations possibles ( qui peuvent repreacutesenter lensemble de tous les nœuds du reacuteseau) au niveau de chaque nœud du reacuteseau Les routes sont
sauvegardeacutees mecircme si elles ne sont pas utiliseacutees La sauvegarde permanente
des chemins de routage est assureacutee par un eacutechange continu des messages
de mise agrave jour des chemins ce qui induit un controcircle excessif surtout dans le cas des reacuteseaux de grande taille
Les protocoles de routage reacuteactifs (dits aussi protocoles de routage agrave la demande l repreacutesentent les protocoles les plus reacutecents proposeacutes dans le but
dassurer le service du routage dans les reacuteseaux sans fil La majoriteacute des solutions proposeacutees pour reacutesoudre le problegraveme de routage dans les reacuteseaux
ad hoc et qui sont eacutevalueacutees actuellement par le groupe de travail MANET
( Mobile Ad Hoc Networking Working Groupe l de lIETF [ Internet Engineering
T ask Force) appartiennent agrave cette classe de protocoles de routage
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 90
Les protocoles de routage appartenant agrave cette cateacutegorie creacuteent et maintiennent les routes selon les besoins Lorsque le reacuteseau a besoin dune route une proceacutedure de deacutecouverte globale de routes est lanceacutee et cela
dans le but dobtenir une information speacutecifieacutee inconnue au preacutealable
31 Dynamlc Source Routfng (DSR) [JOH 96)
DSR est baseacute sur le routage de source ougrave la source indique le chemin
complet agrave la destination dans len-tecircte du paquet et chaque noeud le long
de ce chemin expeacutedie simplement le paquet au prochain saut indiqueacute dans le chemin (voir figure 5) Il utilise un cache de routes Par conseacutequent une source controcircle dabord son cache de routes pour deacuteterminer la route agrave la
destination Si une route est trouveacutee la source utilise cette route Autrement
la source emploie un protocole de deacutecouverte de route pour construire une
route
Dans la deacutecouverte de route la source diffuse par inondation un paquet de
requecircte dans le reacuteseau et la reacuteponse est retourneacutee par la destination ou un
autre nœud qui peut accomplir la requecircte de son cache de routes Chaque
paquet de requecircte a une identification unique ID et une liste initialement vide En recevant un paquet de requecircte si un nœud a deacutejagrave vu cette
identification (duplication) ou il trouve sa propre adresse deacutejagrave enregistreacutee dans la liste il ignore la copie et arrecircte linondation autrement il appose sa
propre adresse dans la liste et envoie la requecircte agrave ses voisins ceci dans le cas ougrave il na pas de chemin cacheacute vers la destination Si un nœud peut accomplir
la requecircte de son cache de routes il peut envoyer un paquet de reacuteponse agrave
la source sans propager le paquet de requecircte plus loin
En outre nimporte quel nœud participant agrave la deacutecouverte de route peut apprendre des routes agrave travers des paquets de donneacutees en transit et recueillir
cette information de routage dans son cache de routes Ce protocole de deacutecouverte de route est semblable au protocole laquo Address Resolution
Protocol raquode lInternet (ARP) sauf que les demandes dARP ne se propagent
pas au-delagrave dun routeur Il est eacutegalement semblable au protocole de
deacutecouverte de route utiliseacute dans des passerelles de routage de source dans 1EEE 802 LANs
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 91
Un eacutechec de route peut se produire puisque les nœuds mobiles se deacuteplacent
dun endroit agrave lautre Un eacutechec de route peut ecirctre deacutetecteacute par le protocole
de la couche liaison ou il peut ecirctre implicite quand aucune eacutemission na eacuteteacute
reccedilue pendant un moment dun ancien voisin Quand un eacutechec de route est deacutetecteacute le nœud deacutetectant leacutechec envoie un paquet derreur agrave la source
qui emploie alors le protocole de deacutecouverte de route encore pour deacutecouvrir
une nouvelle route
Il faut noter que dans DSR aucun message peacuteriodique de commande nest
employeacute pour lentretien de route
Lavantage principal de DSR est quil y a peu ou pas de messages de controcircle
quand peu de sources communiquent avec les destinations rarement
acceacutedeacutees Mais peut avoir le problegraveme de grand eacutechelle (scalability)
Pendant que le reacuteseau devient plus grand les paquets de commande et les
paquets de messages devIcircennent eacutegalement plus grands puisquils doivent
veacutehiculer des adresses pour chaque nœud dans le chemin
5shyFigure 5 transfert du poquet du nœud 9 ou nœud 5
32 Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) [PER 99]
AODV est essentiellement une combinaison de DSR et de DSDV Il combine le
meacutecanisme de demande de base de la deacutecouverte et de lentretien de
route de DSR et de lutilisation du routage de saut-par- saut des numeacuteros de
seacutequence et des eacutechanges peacuteriodiques de DSDV
Quand un nœud S a besoin dune route agrave une certaine destination D il
diffuse un message de demande de route agrave ses voisins y compris le dernier numeacutero de seacutequence pour cette destination La demande de route est
inondeacutee en quelque sorte par le reacuteseau jusquagrave ce quelle atteigne un nœud
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 92
qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 93
termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 94
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 96
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
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Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
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de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
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(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
Notez que par le retour en arriegravere de linformation de preacutedeacutecesseur maintenue dans la table de distance le chemin complet peut ecirctre trouveacute Par exemple
en regardant le deuxiegraveme tableau on peut indiquer le chemin complet du
nœud 1au nœud J dont la distance est 2 est I-k-j Apregraves mise agrave jour de la table de distance chaque nœud met agrave jour eacutegalement sa table de routage
en conseacutequence en choisissant le voisin qui offre le plus petit coucirct agrave la
destination donneacutee comme prochain saut pour arriver agrave cette destination
lavantage principal de WRP est quil reacuteduit la formation des boucles provisoires en employant linformation de preacutedeacutecesseur pour identifier la route Ceci reacuteduit alternativement le temps de convergence Cependant
comme dans tous les protocoles proactive dans WRP chaque nœud maintient constamment des informations de routage complegravetes agrave toutes les destinations dans le reacuteseau exigeant des messages de controcircle importants
23 Global State Routing (GSR) (CHE 98] Il est similaire au DSDV en plus de ccedila il utilise les principes de routage de lS (link State) Il ameacuteliore ces deux algorithmes en eacutevitant linondation des
messages de routage et il utilise aussi une vue globale de la topologie et la meacutethode de disseacutemination de DBF qui implique labsence dinondation Chaque nœud i contient les informations suivantes
- une liste des voisins A
- une table de topologie Tri - une table des nœuds suivants pour chaque destination NEXTi
- table de distance qui contient pour chaque destination la distance minimale
lors de la reacuteception dun message de routage le nœud met agrave jour sa Tri si le numeacutero de seacutequence (NS) du message est supeacuterieur au NS de la table il diffuse une mise agrave jour agrave ses voisins
GSR utilise les algorithmes de recherche de plus court chemin et maintient la
table la plus reacutecente reccedilue agrave partir des voisins dune faccedilon peacuteriOdique Il assure plus de preacutecision concernant les donneacutees qui seacutechangent dans le reacuteseau
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 83
La diffeacuterence cleacute entre le GSR et le LS traditionnel est la faccedilon dans laquelle
les informations de routage circulent dans le reacuteseau Dans le LS si on deacutetecte
des changements de la topologie les paquets des eacutetats de liens sont geacuteneacutereacutes
et diffuseacutes par inondation dans tout le reacuteseau Par contre GSR maintient la
table la plus reacutecente des eacutetats de liens reccedilus agrave travers les voisins et leacutechange
uniquement avec ses voisins locaux dune faccedilon peacuteriodique En plus de cela
le GSR assure plus de preacutecision concernant les donneacutees de routage qui
seacutechangent dans le reacuteseau
Cependant GSR a toujours les mecircmes inconveacutenients que tous les protocoles
baseacutes sur LS
24 Fisheye State Routing FSR [PEI 00] Le routage deacutetat dœil de poisson [FSR) est une ameacutelioration de GSR il est
baseacute sur lutilisation de la technique laquoœil de poisson H La grande taille des
messages de mise agrave jour dans GSR gaspille une quantiteacute consideacuterable de la
bande passante du reacuteseau Dans FSR un message de mise agrave jour ne contient
pas linformation sur tous les nœuds Au lieu de cela il eacutechange des
informations sur les nœuds les plus proches plus freacutequemment quil le fait sur les
nœuds les plus lointains reacuteduisant ainsi la taille de message de mise agrave jour
Donc chaque nœud obtient linformation preacutecise concernant les voisins Le
deacutetail et lexactitude de linformation diminuent quand la distance du nœud
augmente La figure 2 deacutefinit la porteacutee du fisheye pour le nœud (11) central
La porteacutee est deacutefinie en termes des nœuds qui peuvent ecirctre atteints en un
certain nombre de sauts Le nœud central a linformation la plus preacutecise sur
tous les nœuds dans le cercle blanc et ainsi de suite Quoiquun nœud nait
pas linformation preacutecise au sujet des nœuds eacuteloigneacutes les paquets sont
conduits correctement parce que linformation de route devient de plus en
plus preacutecise quand le paquet se rapproche de la destination
Puisque la technique œil de poisson est reacutealiseacutee dans le protocole FSR en se
basant sur le changement des peacuteriodes Les paquets de mise agrave jour arrivent
lentement aux nœuds qui sont IOIcircn de la source Cependant la connaissance
impreacutecise du meilleur chemin vers une destination distante est compenseacutee
par le fait que la route devient progressivement plus preacutecise quand les
paquets sapprochent peu agrave peu de la destination
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 84
Figure 2 Exactitude dinformation dans FSR
25 Cluster-Gateway Swltchlng Routing (CGSR) [CHI 97)
CGSR est baseacute sur une architecture de reacuteseau baseacutee sur les groupes Dans
CGSR des nœuds speacutecifiques sont indiqueacutes pour ecirctre des clusterheads (chefs
de groupe) qui commandent laccegraves au canal dans un groupe au niveau de la couche MAC Dans la couche MAC les clusterheads sont plus prioritaires
et ils ont ainsi plus de chance de transmettre que dautres nœuds Tous les
nœuds dans un groupe peuvent communiquer avec leur clusterhead et
probablement entre eux
Pour empecirccher les changements freacutequents de clusterhead laquo least
Clusterhead Change Algorithmraquo (llC) est employeacute Dans cet algorithme les clusterheads peuvent changer seulement aux deux conditions suivantes (1)
deux clusterheads deviennent des voisins et (2) un nœud devient
deacuteconnecteacute de nimporte quel groupe
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 85
~y
~ D ClusterHeed
a)
Groupe De Prochain Meacutetrique ordre
Destination Saut rDestination Clusterhead
ordreDestination
7 3 4 711 _~_____bull______ 1007r 8 __l--_---_shy -_
b) Exemple de Tableau de routage c) Exemple de Tableau de membre de groupe
Figure 3 Exemple de routage [de nœud 2 agrave nœud 8)
Dans CGSR le protocole DSDV est modifieacute de sorte quil puisse profiter de
larchitecture de groupe Speacutecifiquement le routage hieacuterarchique est
employeacute pour acheminer des paquets Chaque nœud maintient deux tables
une table des membres de groupe qui associe agrave chaque nœud destination
son clusterhead et une table de routage qui indique le prochain saut pour
atteindre le groupe de destination Les deux tables contiennent des numeacuteros
de seacutequence pour purger les routes peacuterimeacutees et pour empecirccher la formation
de boucles
Dans CGSR des paquets sont chemineacutes alternativement par des clusterheads
et des passerelles En dautres termes la route typique ressemble agrave CGC2G2 CG ougrave Ci est un clusterhead et Gi est une passerelle (gatewayJ
Une passerelle est un nœud qui appartient agrave plus dun groupe un chemin
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 86
direct entre deux passerelles nest pas utiliseacute Cette voie de deacuteroutement stricte a comme conseacutequence lincreacutementation de la longueur de chemin
La preacutesence dun clusterhead entre deux passerelles est avantageuse puisque les clusterheads ont plus de chance de transmettre que dautres
nœuds La figure 3 montre un exemple concernant CGSR Lavantage
principal de CGSR est que seulement les routes aux clusterheads sont
maintenues dus au routage hieacuterarchique Cependant le maintien des
groupes cause une charge suppleacutementaire Speacutecifiquement chaque nœud
doit peacuteriodiquement annoncer sa table de membre de groupe et mettre agrave jour sa table baseacutee sur les mises agrave jour reccedilues
26 Hlerarchlcal State Routing (HSR) [IWA 99] La caracteacuteristique du routage hieacuterarchique deacutetat (HSR) est le groupement multiniveaux et la division logique des nœuds mobiles Le reacuteseau est diviseacute en
groupes et un repreacutesentant pour chaque groupe est eacutelu
Dans HSR les repreacutesentants de groupes sorganisent encore en groupes et
ainsi de suite Les nœuds dun groupe physique diffusent leurs informations de
liens entre eux Le chef de groupe reacutecapitule linformation de son groupe et
lenvoie aux chefs de groupe voisins par lintermeacutediaire dune passerelle
Les chefs de groupes sont membres du groupe sur un plus haut niveau et ils
eacutechangent leur information de liens aussi bien que les informations les plus eacuteleacutementaires des niveaux infeacuterieurs et ainsi de suite Un nœud agrave chaque
niveau inonde au niveau le plus bas linformation quil obtient apregraves que lalgorithme soit exeacutecuteacute agrave ce niveau Ainsi le niveau le plus bas a une
information hieacuterarchique de topologie Chaque nœud a une adresse
hieacuterarchique composeacutee des numeacuteros des groupes sur le chemin de la racine
au nœud Une passerelle peut ecirctre atteinte de la racine par lintermeacutediaire
de plus dune voie daccegraves Ainsi la passerelle peut avoir plus quune
adresse hieacuterarchique Une adresse hieacuterarchique a pour but dassurer la livraison de nimporte ougrave dans le reacuteseau agrave un hocircte
En outre des nœuds sont eacutegalement diviseacutes dans des sous-reacuteseaux logiques
et agrave chaque nœud est assigneacute une adresse logique lt subnet host gt Chaque
sous-reacuteseau a un serveur de gestion demplacement dit LMS Location Management Server Tous les nœuds enregistrent leur adresse logique dans le
RIST Vol 12 n02 Anneacutee 2002 87
LMS Les LMS diffusent leur adresse hieacuterarchique aux niveaux supeacuterieurs et
linformation est envoyeacutee vers le bas agrave tous les LMS La couche transport
envoie un paquet agravela couche reacuteseau avec ladresse logique de la destination La couche reacuteseau trouve ladresse hieacuterarchique de la destination
de son LMS et lui envoie alors le paquet Une fois que la source et la
destination savent les adresses hieacuterarchiques dautres nœuds ils peuvent
ignorer le LMS et communiquer directement
Les principaux inconveacutenients de HSR sont
- si une route devient invalide tous les paquets envoyeacutes seront perdus
jusquagrave ce quune nouvele route sera eacutetablie
- HSR maintient des adresses hieacuterarchiques longues et le changement
freacutequent des adresses rend la localisation et la garde de trace des nœuds
une tache difficile
27 Zone Based Hierarchical Link State (ZHLS) [JOA 99] Dans le protocole lone-based Hierarchical Link State Routing Protocol (lHLS)
[LEM 00] le reacuteseau est diviseacute en zones non-recouvertes figure 4 Agrave la diffeacuterence dautres protocoles hieacuterarchiques il ny a aucun chef de
zone lHLS deacutefinit deux niveaux de topologie niveau de nœud et niveau de zone Une topologie de niveau de nœud indique que les nœuds dune zone
sont relieacutes entre eux physiquement Un lien virtuel entre deux zones existe si au moins un nœud dune zone est physiquement relieacute agrave un certain nœud de lautre zone La topologie de niveau de zone indique comment les zones sont relieacutees ensemble
Il y a deux types de paquet deacutetat de lien LSP orienteacute nœud et LSP orienteacute
zone
- LSP orienteacute nœud contient les informations des nœuds voisins et il est
propageacute agrave linteacuterieur de la zone
- LSP orienteacute zone contient les informations de zone et il est propageacute
globalement Chaque nœud a la connaissance complegravete de connectiviteacute
des nœuds dans sa zone et connais seulement les informations de connectiviteacute de zone dautre zone dans le reacuteseau Alors en donnant identification de zone et lidentification de nœud dune destination le
paquet est conduit en se basant sur lidentification de zone jusquagrave ce quil
atteigne la zone correcte Puis dans cette zone il est conduit en se basant sur lidentification de nœud
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 88
Une lt identification de zone le nœud identificationgt de la destination est suffisante pour que le routage soit adaptatif au changement topologique
Parmi les inconveacutenients de ZHLS on peut citer - Si la zone devient large une quantiteacute importante dinformation doit ecirctre
sauvegardeacutee pour chaque nœud Les chemins ne sont pas optimaux les paquets doivent passer par les nœuds
qui relient les zones de la source et la destination mecircme si ces derniers sont
physiquement proches
o Nœud
Lien entre nœuds Lien entre zones
Zone
Figure 4 La deacutecomposition du reacuteseau en zones
28 Distance Routlng Effecl Aigorithm for Mobllity (DREAM) [BAS98)
Le protocole appeleacute Algorithme dEffet de Routage baseacute sur la Distance
pour la Mobiliteacute ou DREAM ( Distance Routing Effect Algorithm for Mobility) est
un protocole pro-actif baseacute sur les informations de localisation des uniteacutes
mobiles Le protocole diffuse les donneacutees destineacutees agrave une certaine destination
en effectuant une inondation ( propagation) partielle
Chaque nœud du reacuteseau mobile ad hoc eacuteChange peacuteriodiquement des messages de controcircle afin dinformer tous les autres nœuds de sa localisation
La distance influe dans cet eacutechange du fait que les messages de controcircle sont envoyeacutes freacutequemment aux nœuds les plus proches (cela nous rappelle la
technique FSR vue preacuteceacutedemment)
En plus de cela le protocole sadapte agrave la mobiliteacute du reacuteseau par le controcircle de mise agrave jour de freacutequence qui se base sur les vitesses des mouvements
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 89
Lors de lenvoi des donneacutees si la source possegravede des informations reacutecentes sur
la localisation du nœud destination elle choisit un ensemble de nœuds voisins
qui sont localiseacutes dans la direction sourcedestination Si un tel ensemble
nexiste pas les donneacutees sont inondeacutees dans le reacuteseau entier Dans le cas ougrave
de tels nœuds existeraient une liste qui contient leurs identificateurs est inseacutereacutee agrave la tecircte du paquet de donneacutees avant la transmission Seulement les
nœuds qui sont speacutecifieacutes dans la liste de tecircte traitent le paquet Lors de la
reacuteception du paquet le nœud de transit deacutetermine sa propre liste des nœuds
prochains et envoie le paquet avec la nouvelle liste de tecircte Si aucun voisin
nest localiseacute dans la direction de la destination le paquet reccedilu est ignoreacute
Quand le nœud destination reccediloit les donneacutees il envoie des acquittements agrave la source dune maniegravere similaire
Cependant dans le cas de reacuteception par inondation les acquittements ne
sont pas envoyeacutes Dans le cas ougrave la source envoie les donneacutees en speacutecifiant les nœuds suivants (en se basant sur les localisations) un timer associeacute agrave la
reacuteception des acquittements est activeacute Si aucun acquittement nest reccedilu
avant lexpiration du timeout les donneacutees seront retransmises en utilisant une
diffusion ordinaire [LEM 00]
3 Les protocoles de routage reacuteactifs
Comme nous lavons vu dans la section preacuteceacutedente les protocoles de
routage pro-actifs essaient de maintenir les meilleurs chemins existants vers
toutes les destinations possibles ( qui peuvent repreacutesenter lensemble de tous les nœuds du reacuteseau) au niveau de chaque nœud du reacuteseau Les routes sont
sauvegardeacutees mecircme si elles ne sont pas utiliseacutees La sauvegarde permanente
des chemins de routage est assureacutee par un eacutechange continu des messages
de mise agrave jour des chemins ce qui induit un controcircle excessif surtout dans le cas des reacuteseaux de grande taille
Les protocoles de routage reacuteactifs (dits aussi protocoles de routage agrave la demande l repreacutesentent les protocoles les plus reacutecents proposeacutes dans le but
dassurer le service du routage dans les reacuteseaux sans fil La majoriteacute des solutions proposeacutees pour reacutesoudre le problegraveme de routage dans les reacuteseaux
ad hoc et qui sont eacutevalueacutees actuellement par le groupe de travail MANET
( Mobile Ad Hoc Networking Working Groupe l de lIETF [ Internet Engineering
T ask Force) appartiennent agrave cette classe de protocoles de routage
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 90
Les protocoles de routage appartenant agrave cette cateacutegorie creacuteent et maintiennent les routes selon les besoins Lorsque le reacuteseau a besoin dune route une proceacutedure de deacutecouverte globale de routes est lanceacutee et cela
dans le but dobtenir une information speacutecifieacutee inconnue au preacutealable
31 Dynamlc Source Routfng (DSR) [JOH 96)
DSR est baseacute sur le routage de source ougrave la source indique le chemin
complet agrave la destination dans len-tecircte du paquet et chaque noeud le long
de ce chemin expeacutedie simplement le paquet au prochain saut indiqueacute dans le chemin (voir figure 5) Il utilise un cache de routes Par conseacutequent une source controcircle dabord son cache de routes pour deacuteterminer la route agrave la
destination Si une route est trouveacutee la source utilise cette route Autrement
la source emploie un protocole de deacutecouverte de route pour construire une
route
Dans la deacutecouverte de route la source diffuse par inondation un paquet de
requecircte dans le reacuteseau et la reacuteponse est retourneacutee par la destination ou un
autre nœud qui peut accomplir la requecircte de son cache de routes Chaque
paquet de requecircte a une identification unique ID et une liste initialement vide En recevant un paquet de requecircte si un nœud a deacutejagrave vu cette
identification (duplication) ou il trouve sa propre adresse deacutejagrave enregistreacutee dans la liste il ignore la copie et arrecircte linondation autrement il appose sa
propre adresse dans la liste et envoie la requecircte agrave ses voisins ceci dans le cas ougrave il na pas de chemin cacheacute vers la destination Si un nœud peut accomplir
la requecircte de son cache de routes il peut envoyer un paquet de reacuteponse agrave
la source sans propager le paquet de requecircte plus loin
En outre nimporte quel nœud participant agrave la deacutecouverte de route peut apprendre des routes agrave travers des paquets de donneacutees en transit et recueillir
cette information de routage dans son cache de routes Ce protocole de deacutecouverte de route est semblable au protocole laquo Address Resolution
Protocol raquode lInternet (ARP) sauf que les demandes dARP ne se propagent
pas au-delagrave dun routeur Il est eacutegalement semblable au protocole de
deacutecouverte de route utiliseacute dans des passerelles de routage de source dans 1EEE 802 LANs
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 91
Un eacutechec de route peut se produire puisque les nœuds mobiles se deacuteplacent
dun endroit agrave lautre Un eacutechec de route peut ecirctre deacutetecteacute par le protocole
de la couche liaison ou il peut ecirctre implicite quand aucune eacutemission na eacuteteacute
reccedilue pendant un moment dun ancien voisin Quand un eacutechec de route est deacutetecteacute le nœud deacutetectant leacutechec envoie un paquet derreur agrave la source
qui emploie alors le protocole de deacutecouverte de route encore pour deacutecouvrir
une nouvelle route
Il faut noter que dans DSR aucun message peacuteriodique de commande nest
employeacute pour lentretien de route
Lavantage principal de DSR est quil y a peu ou pas de messages de controcircle
quand peu de sources communiquent avec les destinations rarement
acceacutedeacutees Mais peut avoir le problegraveme de grand eacutechelle (scalability)
Pendant que le reacuteseau devient plus grand les paquets de commande et les
paquets de messages devIcircennent eacutegalement plus grands puisquils doivent
veacutehiculer des adresses pour chaque nœud dans le chemin
5shyFigure 5 transfert du poquet du nœud 9 ou nœud 5
32 Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) [PER 99]
AODV est essentiellement une combinaison de DSR et de DSDV Il combine le
meacutecanisme de demande de base de la deacutecouverte et de lentretien de
route de DSR et de lutilisation du routage de saut-par- saut des numeacuteros de
seacutequence et des eacutechanges peacuteriodiques de DSDV
Quand un nœud S a besoin dune route agrave une certaine destination D il
diffuse un message de demande de route agrave ses voisins y compris le dernier numeacutero de seacutequence pour cette destination La demande de route est
inondeacutee en quelque sorte par le reacuteseau jusquagrave ce quelle atteigne un nœud
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 92
qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 93
termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 94
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 96
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
La diffeacuterence cleacute entre le GSR et le LS traditionnel est la faccedilon dans laquelle
les informations de routage circulent dans le reacuteseau Dans le LS si on deacutetecte
des changements de la topologie les paquets des eacutetats de liens sont geacuteneacutereacutes
et diffuseacutes par inondation dans tout le reacuteseau Par contre GSR maintient la
table la plus reacutecente des eacutetats de liens reccedilus agrave travers les voisins et leacutechange
uniquement avec ses voisins locaux dune faccedilon peacuteriodique En plus de cela
le GSR assure plus de preacutecision concernant les donneacutees de routage qui
seacutechangent dans le reacuteseau
Cependant GSR a toujours les mecircmes inconveacutenients que tous les protocoles
baseacutes sur LS
24 Fisheye State Routing FSR [PEI 00] Le routage deacutetat dœil de poisson [FSR) est une ameacutelioration de GSR il est
baseacute sur lutilisation de la technique laquoœil de poisson H La grande taille des
messages de mise agrave jour dans GSR gaspille une quantiteacute consideacuterable de la
bande passante du reacuteseau Dans FSR un message de mise agrave jour ne contient
pas linformation sur tous les nœuds Au lieu de cela il eacutechange des
informations sur les nœuds les plus proches plus freacutequemment quil le fait sur les
nœuds les plus lointains reacuteduisant ainsi la taille de message de mise agrave jour
Donc chaque nœud obtient linformation preacutecise concernant les voisins Le
deacutetail et lexactitude de linformation diminuent quand la distance du nœud
augmente La figure 2 deacutefinit la porteacutee du fisheye pour le nœud (11) central
La porteacutee est deacutefinie en termes des nœuds qui peuvent ecirctre atteints en un
certain nombre de sauts Le nœud central a linformation la plus preacutecise sur
tous les nœuds dans le cercle blanc et ainsi de suite Quoiquun nœud nait
pas linformation preacutecise au sujet des nœuds eacuteloigneacutes les paquets sont
conduits correctement parce que linformation de route devient de plus en
plus preacutecise quand le paquet se rapproche de la destination
Puisque la technique œil de poisson est reacutealiseacutee dans le protocole FSR en se
basant sur le changement des peacuteriodes Les paquets de mise agrave jour arrivent
lentement aux nœuds qui sont IOIcircn de la source Cependant la connaissance
impreacutecise du meilleur chemin vers une destination distante est compenseacutee
par le fait que la route devient progressivement plus preacutecise quand les
paquets sapprochent peu agrave peu de la destination
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 84
Figure 2 Exactitude dinformation dans FSR
25 Cluster-Gateway Swltchlng Routing (CGSR) [CHI 97)
CGSR est baseacute sur une architecture de reacuteseau baseacutee sur les groupes Dans
CGSR des nœuds speacutecifiques sont indiqueacutes pour ecirctre des clusterheads (chefs
de groupe) qui commandent laccegraves au canal dans un groupe au niveau de la couche MAC Dans la couche MAC les clusterheads sont plus prioritaires
et ils ont ainsi plus de chance de transmettre que dautres nœuds Tous les
nœuds dans un groupe peuvent communiquer avec leur clusterhead et
probablement entre eux
Pour empecirccher les changements freacutequents de clusterhead laquo least
Clusterhead Change Algorithmraquo (llC) est employeacute Dans cet algorithme les clusterheads peuvent changer seulement aux deux conditions suivantes (1)
deux clusterheads deviennent des voisins et (2) un nœud devient
deacuteconnecteacute de nimporte quel groupe
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 85
~y
~ D ClusterHeed
a)
Groupe De Prochain Meacutetrique ordre
Destination Saut rDestination Clusterhead
ordreDestination
7 3 4 711 _~_____bull______ 1007r 8 __l--_---_shy -_
b) Exemple de Tableau de routage c) Exemple de Tableau de membre de groupe
Figure 3 Exemple de routage [de nœud 2 agrave nœud 8)
Dans CGSR le protocole DSDV est modifieacute de sorte quil puisse profiter de
larchitecture de groupe Speacutecifiquement le routage hieacuterarchique est
employeacute pour acheminer des paquets Chaque nœud maintient deux tables
une table des membres de groupe qui associe agrave chaque nœud destination
son clusterhead et une table de routage qui indique le prochain saut pour
atteindre le groupe de destination Les deux tables contiennent des numeacuteros
de seacutequence pour purger les routes peacuterimeacutees et pour empecirccher la formation
de boucles
Dans CGSR des paquets sont chemineacutes alternativement par des clusterheads
et des passerelles En dautres termes la route typique ressemble agrave CGC2G2 CG ougrave Ci est un clusterhead et Gi est une passerelle (gatewayJ
Une passerelle est un nœud qui appartient agrave plus dun groupe un chemin
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 86
direct entre deux passerelles nest pas utiliseacute Cette voie de deacuteroutement stricte a comme conseacutequence lincreacutementation de la longueur de chemin
La preacutesence dun clusterhead entre deux passerelles est avantageuse puisque les clusterheads ont plus de chance de transmettre que dautres
nœuds La figure 3 montre un exemple concernant CGSR Lavantage
principal de CGSR est que seulement les routes aux clusterheads sont
maintenues dus au routage hieacuterarchique Cependant le maintien des
groupes cause une charge suppleacutementaire Speacutecifiquement chaque nœud
doit peacuteriodiquement annoncer sa table de membre de groupe et mettre agrave jour sa table baseacutee sur les mises agrave jour reccedilues
26 Hlerarchlcal State Routing (HSR) [IWA 99] La caracteacuteristique du routage hieacuterarchique deacutetat (HSR) est le groupement multiniveaux et la division logique des nœuds mobiles Le reacuteseau est diviseacute en
groupes et un repreacutesentant pour chaque groupe est eacutelu
Dans HSR les repreacutesentants de groupes sorganisent encore en groupes et
ainsi de suite Les nœuds dun groupe physique diffusent leurs informations de
liens entre eux Le chef de groupe reacutecapitule linformation de son groupe et
lenvoie aux chefs de groupe voisins par lintermeacutediaire dune passerelle
Les chefs de groupes sont membres du groupe sur un plus haut niveau et ils
eacutechangent leur information de liens aussi bien que les informations les plus eacuteleacutementaires des niveaux infeacuterieurs et ainsi de suite Un nœud agrave chaque
niveau inonde au niveau le plus bas linformation quil obtient apregraves que lalgorithme soit exeacutecuteacute agrave ce niveau Ainsi le niveau le plus bas a une
information hieacuterarchique de topologie Chaque nœud a une adresse
hieacuterarchique composeacutee des numeacuteros des groupes sur le chemin de la racine
au nœud Une passerelle peut ecirctre atteinte de la racine par lintermeacutediaire
de plus dune voie daccegraves Ainsi la passerelle peut avoir plus quune
adresse hieacuterarchique Une adresse hieacuterarchique a pour but dassurer la livraison de nimporte ougrave dans le reacuteseau agrave un hocircte
En outre des nœuds sont eacutegalement diviseacutes dans des sous-reacuteseaux logiques
et agrave chaque nœud est assigneacute une adresse logique lt subnet host gt Chaque
sous-reacuteseau a un serveur de gestion demplacement dit LMS Location Management Server Tous les nœuds enregistrent leur adresse logique dans le
RIST Vol 12 n02 Anneacutee 2002 87
LMS Les LMS diffusent leur adresse hieacuterarchique aux niveaux supeacuterieurs et
linformation est envoyeacutee vers le bas agrave tous les LMS La couche transport
envoie un paquet agravela couche reacuteseau avec ladresse logique de la destination La couche reacuteseau trouve ladresse hieacuterarchique de la destination
de son LMS et lui envoie alors le paquet Une fois que la source et la
destination savent les adresses hieacuterarchiques dautres nœuds ils peuvent
ignorer le LMS et communiquer directement
Les principaux inconveacutenients de HSR sont
- si une route devient invalide tous les paquets envoyeacutes seront perdus
jusquagrave ce quune nouvele route sera eacutetablie
- HSR maintient des adresses hieacuterarchiques longues et le changement
freacutequent des adresses rend la localisation et la garde de trace des nœuds
une tache difficile
27 Zone Based Hierarchical Link State (ZHLS) [JOA 99] Dans le protocole lone-based Hierarchical Link State Routing Protocol (lHLS)
[LEM 00] le reacuteseau est diviseacute en zones non-recouvertes figure 4 Agrave la diffeacuterence dautres protocoles hieacuterarchiques il ny a aucun chef de
zone lHLS deacutefinit deux niveaux de topologie niveau de nœud et niveau de zone Une topologie de niveau de nœud indique que les nœuds dune zone
sont relieacutes entre eux physiquement Un lien virtuel entre deux zones existe si au moins un nœud dune zone est physiquement relieacute agrave un certain nœud de lautre zone La topologie de niveau de zone indique comment les zones sont relieacutees ensemble
Il y a deux types de paquet deacutetat de lien LSP orienteacute nœud et LSP orienteacute
zone
- LSP orienteacute nœud contient les informations des nœuds voisins et il est
propageacute agrave linteacuterieur de la zone
- LSP orienteacute zone contient les informations de zone et il est propageacute
globalement Chaque nœud a la connaissance complegravete de connectiviteacute
des nœuds dans sa zone et connais seulement les informations de connectiviteacute de zone dautre zone dans le reacuteseau Alors en donnant identification de zone et lidentification de nœud dune destination le
paquet est conduit en se basant sur lidentification de zone jusquagrave ce quil
atteigne la zone correcte Puis dans cette zone il est conduit en se basant sur lidentification de nœud
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 88
Une lt identification de zone le nœud identificationgt de la destination est suffisante pour que le routage soit adaptatif au changement topologique
Parmi les inconveacutenients de ZHLS on peut citer - Si la zone devient large une quantiteacute importante dinformation doit ecirctre
sauvegardeacutee pour chaque nœud Les chemins ne sont pas optimaux les paquets doivent passer par les nœuds
qui relient les zones de la source et la destination mecircme si ces derniers sont
physiquement proches
o Nœud
Lien entre nœuds Lien entre zones
Zone
Figure 4 La deacutecomposition du reacuteseau en zones
28 Distance Routlng Effecl Aigorithm for Mobllity (DREAM) [BAS98)
Le protocole appeleacute Algorithme dEffet de Routage baseacute sur la Distance
pour la Mobiliteacute ou DREAM ( Distance Routing Effect Algorithm for Mobility) est
un protocole pro-actif baseacute sur les informations de localisation des uniteacutes
mobiles Le protocole diffuse les donneacutees destineacutees agrave une certaine destination
en effectuant une inondation ( propagation) partielle
Chaque nœud du reacuteseau mobile ad hoc eacuteChange peacuteriodiquement des messages de controcircle afin dinformer tous les autres nœuds de sa localisation
La distance influe dans cet eacutechange du fait que les messages de controcircle sont envoyeacutes freacutequemment aux nœuds les plus proches (cela nous rappelle la
technique FSR vue preacuteceacutedemment)
En plus de cela le protocole sadapte agrave la mobiliteacute du reacuteseau par le controcircle de mise agrave jour de freacutequence qui se base sur les vitesses des mouvements
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 89
Lors de lenvoi des donneacutees si la source possegravede des informations reacutecentes sur
la localisation du nœud destination elle choisit un ensemble de nœuds voisins
qui sont localiseacutes dans la direction sourcedestination Si un tel ensemble
nexiste pas les donneacutees sont inondeacutees dans le reacuteseau entier Dans le cas ougrave
de tels nœuds existeraient une liste qui contient leurs identificateurs est inseacutereacutee agrave la tecircte du paquet de donneacutees avant la transmission Seulement les
nœuds qui sont speacutecifieacutes dans la liste de tecircte traitent le paquet Lors de la
reacuteception du paquet le nœud de transit deacutetermine sa propre liste des nœuds
prochains et envoie le paquet avec la nouvelle liste de tecircte Si aucun voisin
nest localiseacute dans la direction de la destination le paquet reccedilu est ignoreacute
Quand le nœud destination reccediloit les donneacutees il envoie des acquittements agrave la source dune maniegravere similaire
Cependant dans le cas de reacuteception par inondation les acquittements ne
sont pas envoyeacutes Dans le cas ougrave la source envoie les donneacutees en speacutecifiant les nœuds suivants (en se basant sur les localisations) un timer associeacute agrave la
reacuteception des acquittements est activeacute Si aucun acquittement nest reccedilu
avant lexpiration du timeout les donneacutees seront retransmises en utilisant une
diffusion ordinaire [LEM 00]
3 Les protocoles de routage reacuteactifs
Comme nous lavons vu dans la section preacuteceacutedente les protocoles de
routage pro-actifs essaient de maintenir les meilleurs chemins existants vers
toutes les destinations possibles ( qui peuvent repreacutesenter lensemble de tous les nœuds du reacuteseau) au niveau de chaque nœud du reacuteseau Les routes sont
sauvegardeacutees mecircme si elles ne sont pas utiliseacutees La sauvegarde permanente
des chemins de routage est assureacutee par un eacutechange continu des messages
de mise agrave jour des chemins ce qui induit un controcircle excessif surtout dans le cas des reacuteseaux de grande taille
Les protocoles de routage reacuteactifs (dits aussi protocoles de routage agrave la demande l repreacutesentent les protocoles les plus reacutecents proposeacutes dans le but
dassurer le service du routage dans les reacuteseaux sans fil La majoriteacute des solutions proposeacutees pour reacutesoudre le problegraveme de routage dans les reacuteseaux
ad hoc et qui sont eacutevalueacutees actuellement par le groupe de travail MANET
( Mobile Ad Hoc Networking Working Groupe l de lIETF [ Internet Engineering
T ask Force) appartiennent agrave cette classe de protocoles de routage
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 90
Les protocoles de routage appartenant agrave cette cateacutegorie creacuteent et maintiennent les routes selon les besoins Lorsque le reacuteseau a besoin dune route une proceacutedure de deacutecouverte globale de routes est lanceacutee et cela
dans le but dobtenir une information speacutecifieacutee inconnue au preacutealable
31 Dynamlc Source Routfng (DSR) [JOH 96)
DSR est baseacute sur le routage de source ougrave la source indique le chemin
complet agrave la destination dans len-tecircte du paquet et chaque noeud le long
de ce chemin expeacutedie simplement le paquet au prochain saut indiqueacute dans le chemin (voir figure 5) Il utilise un cache de routes Par conseacutequent une source controcircle dabord son cache de routes pour deacuteterminer la route agrave la
destination Si une route est trouveacutee la source utilise cette route Autrement
la source emploie un protocole de deacutecouverte de route pour construire une
route
Dans la deacutecouverte de route la source diffuse par inondation un paquet de
requecircte dans le reacuteseau et la reacuteponse est retourneacutee par la destination ou un
autre nœud qui peut accomplir la requecircte de son cache de routes Chaque
paquet de requecircte a une identification unique ID et une liste initialement vide En recevant un paquet de requecircte si un nœud a deacutejagrave vu cette
identification (duplication) ou il trouve sa propre adresse deacutejagrave enregistreacutee dans la liste il ignore la copie et arrecircte linondation autrement il appose sa
propre adresse dans la liste et envoie la requecircte agrave ses voisins ceci dans le cas ougrave il na pas de chemin cacheacute vers la destination Si un nœud peut accomplir
la requecircte de son cache de routes il peut envoyer un paquet de reacuteponse agrave
la source sans propager le paquet de requecircte plus loin
En outre nimporte quel nœud participant agrave la deacutecouverte de route peut apprendre des routes agrave travers des paquets de donneacutees en transit et recueillir
cette information de routage dans son cache de routes Ce protocole de deacutecouverte de route est semblable au protocole laquo Address Resolution
Protocol raquode lInternet (ARP) sauf que les demandes dARP ne se propagent
pas au-delagrave dun routeur Il est eacutegalement semblable au protocole de
deacutecouverte de route utiliseacute dans des passerelles de routage de source dans 1EEE 802 LANs
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 91
Un eacutechec de route peut se produire puisque les nœuds mobiles se deacuteplacent
dun endroit agrave lautre Un eacutechec de route peut ecirctre deacutetecteacute par le protocole
de la couche liaison ou il peut ecirctre implicite quand aucune eacutemission na eacuteteacute
reccedilue pendant un moment dun ancien voisin Quand un eacutechec de route est deacutetecteacute le nœud deacutetectant leacutechec envoie un paquet derreur agrave la source
qui emploie alors le protocole de deacutecouverte de route encore pour deacutecouvrir
une nouvelle route
Il faut noter que dans DSR aucun message peacuteriodique de commande nest
employeacute pour lentretien de route
Lavantage principal de DSR est quil y a peu ou pas de messages de controcircle
quand peu de sources communiquent avec les destinations rarement
acceacutedeacutees Mais peut avoir le problegraveme de grand eacutechelle (scalability)
Pendant que le reacuteseau devient plus grand les paquets de commande et les
paquets de messages devIcircennent eacutegalement plus grands puisquils doivent
veacutehiculer des adresses pour chaque nœud dans le chemin
5shyFigure 5 transfert du poquet du nœud 9 ou nœud 5
32 Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) [PER 99]
AODV est essentiellement une combinaison de DSR et de DSDV Il combine le
meacutecanisme de demande de base de la deacutecouverte et de lentretien de
route de DSR et de lutilisation du routage de saut-par- saut des numeacuteros de
seacutequence et des eacutechanges peacuteriodiques de DSDV
Quand un nœud S a besoin dune route agrave une certaine destination D il
diffuse un message de demande de route agrave ses voisins y compris le dernier numeacutero de seacutequence pour cette destination La demande de route est
inondeacutee en quelque sorte par le reacuteseau jusquagrave ce quelle atteigne un nœud
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 92
qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 93
termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 94
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 96
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
Figure 2 Exactitude dinformation dans FSR
25 Cluster-Gateway Swltchlng Routing (CGSR) [CHI 97)
CGSR est baseacute sur une architecture de reacuteseau baseacutee sur les groupes Dans
CGSR des nœuds speacutecifiques sont indiqueacutes pour ecirctre des clusterheads (chefs
de groupe) qui commandent laccegraves au canal dans un groupe au niveau de la couche MAC Dans la couche MAC les clusterheads sont plus prioritaires
et ils ont ainsi plus de chance de transmettre que dautres nœuds Tous les
nœuds dans un groupe peuvent communiquer avec leur clusterhead et
probablement entre eux
Pour empecirccher les changements freacutequents de clusterhead laquo least
Clusterhead Change Algorithmraquo (llC) est employeacute Dans cet algorithme les clusterheads peuvent changer seulement aux deux conditions suivantes (1)
deux clusterheads deviennent des voisins et (2) un nœud devient
deacuteconnecteacute de nimporte quel groupe
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 85
~y
~ D ClusterHeed
a)
Groupe De Prochain Meacutetrique ordre
Destination Saut rDestination Clusterhead
ordreDestination
7 3 4 711 _~_____bull______ 1007r 8 __l--_---_shy -_
b) Exemple de Tableau de routage c) Exemple de Tableau de membre de groupe
Figure 3 Exemple de routage [de nœud 2 agrave nœud 8)
Dans CGSR le protocole DSDV est modifieacute de sorte quil puisse profiter de
larchitecture de groupe Speacutecifiquement le routage hieacuterarchique est
employeacute pour acheminer des paquets Chaque nœud maintient deux tables
une table des membres de groupe qui associe agrave chaque nœud destination
son clusterhead et une table de routage qui indique le prochain saut pour
atteindre le groupe de destination Les deux tables contiennent des numeacuteros
de seacutequence pour purger les routes peacuterimeacutees et pour empecirccher la formation
de boucles
Dans CGSR des paquets sont chemineacutes alternativement par des clusterheads
et des passerelles En dautres termes la route typique ressemble agrave CGC2G2 CG ougrave Ci est un clusterhead et Gi est une passerelle (gatewayJ
Une passerelle est un nœud qui appartient agrave plus dun groupe un chemin
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direct entre deux passerelles nest pas utiliseacute Cette voie de deacuteroutement stricte a comme conseacutequence lincreacutementation de la longueur de chemin
La preacutesence dun clusterhead entre deux passerelles est avantageuse puisque les clusterheads ont plus de chance de transmettre que dautres
nœuds La figure 3 montre un exemple concernant CGSR Lavantage
principal de CGSR est que seulement les routes aux clusterheads sont
maintenues dus au routage hieacuterarchique Cependant le maintien des
groupes cause une charge suppleacutementaire Speacutecifiquement chaque nœud
doit peacuteriodiquement annoncer sa table de membre de groupe et mettre agrave jour sa table baseacutee sur les mises agrave jour reccedilues
26 Hlerarchlcal State Routing (HSR) [IWA 99] La caracteacuteristique du routage hieacuterarchique deacutetat (HSR) est le groupement multiniveaux et la division logique des nœuds mobiles Le reacuteseau est diviseacute en
groupes et un repreacutesentant pour chaque groupe est eacutelu
Dans HSR les repreacutesentants de groupes sorganisent encore en groupes et
ainsi de suite Les nœuds dun groupe physique diffusent leurs informations de
liens entre eux Le chef de groupe reacutecapitule linformation de son groupe et
lenvoie aux chefs de groupe voisins par lintermeacutediaire dune passerelle
Les chefs de groupes sont membres du groupe sur un plus haut niveau et ils
eacutechangent leur information de liens aussi bien que les informations les plus eacuteleacutementaires des niveaux infeacuterieurs et ainsi de suite Un nœud agrave chaque
niveau inonde au niveau le plus bas linformation quil obtient apregraves que lalgorithme soit exeacutecuteacute agrave ce niveau Ainsi le niveau le plus bas a une
information hieacuterarchique de topologie Chaque nœud a une adresse
hieacuterarchique composeacutee des numeacuteros des groupes sur le chemin de la racine
au nœud Une passerelle peut ecirctre atteinte de la racine par lintermeacutediaire
de plus dune voie daccegraves Ainsi la passerelle peut avoir plus quune
adresse hieacuterarchique Une adresse hieacuterarchique a pour but dassurer la livraison de nimporte ougrave dans le reacuteseau agrave un hocircte
En outre des nœuds sont eacutegalement diviseacutes dans des sous-reacuteseaux logiques
et agrave chaque nœud est assigneacute une adresse logique lt subnet host gt Chaque
sous-reacuteseau a un serveur de gestion demplacement dit LMS Location Management Server Tous les nœuds enregistrent leur adresse logique dans le
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LMS Les LMS diffusent leur adresse hieacuterarchique aux niveaux supeacuterieurs et
linformation est envoyeacutee vers le bas agrave tous les LMS La couche transport
envoie un paquet agravela couche reacuteseau avec ladresse logique de la destination La couche reacuteseau trouve ladresse hieacuterarchique de la destination
de son LMS et lui envoie alors le paquet Une fois que la source et la
destination savent les adresses hieacuterarchiques dautres nœuds ils peuvent
ignorer le LMS et communiquer directement
Les principaux inconveacutenients de HSR sont
- si une route devient invalide tous les paquets envoyeacutes seront perdus
jusquagrave ce quune nouvele route sera eacutetablie
- HSR maintient des adresses hieacuterarchiques longues et le changement
freacutequent des adresses rend la localisation et la garde de trace des nœuds
une tache difficile
27 Zone Based Hierarchical Link State (ZHLS) [JOA 99] Dans le protocole lone-based Hierarchical Link State Routing Protocol (lHLS)
[LEM 00] le reacuteseau est diviseacute en zones non-recouvertes figure 4 Agrave la diffeacuterence dautres protocoles hieacuterarchiques il ny a aucun chef de
zone lHLS deacutefinit deux niveaux de topologie niveau de nœud et niveau de zone Une topologie de niveau de nœud indique que les nœuds dune zone
sont relieacutes entre eux physiquement Un lien virtuel entre deux zones existe si au moins un nœud dune zone est physiquement relieacute agrave un certain nœud de lautre zone La topologie de niveau de zone indique comment les zones sont relieacutees ensemble
Il y a deux types de paquet deacutetat de lien LSP orienteacute nœud et LSP orienteacute
zone
- LSP orienteacute nœud contient les informations des nœuds voisins et il est
propageacute agrave linteacuterieur de la zone
- LSP orienteacute zone contient les informations de zone et il est propageacute
globalement Chaque nœud a la connaissance complegravete de connectiviteacute
des nœuds dans sa zone et connais seulement les informations de connectiviteacute de zone dautre zone dans le reacuteseau Alors en donnant identification de zone et lidentification de nœud dune destination le
paquet est conduit en se basant sur lidentification de zone jusquagrave ce quil
atteigne la zone correcte Puis dans cette zone il est conduit en se basant sur lidentification de nœud
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Une lt identification de zone le nœud identificationgt de la destination est suffisante pour que le routage soit adaptatif au changement topologique
Parmi les inconveacutenients de ZHLS on peut citer - Si la zone devient large une quantiteacute importante dinformation doit ecirctre
sauvegardeacutee pour chaque nœud Les chemins ne sont pas optimaux les paquets doivent passer par les nœuds
qui relient les zones de la source et la destination mecircme si ces derniers sont
physiquement proches
o Nœud
Lien entre nœuds Lien entre zones
Zone
Figure 4 La deacutecomposition du reacuteseau en zones
28 Distance Routlng Effecl Aigorithm for Mobllity (DREAM) [BAS98)
Le protocole appeleacute Algorithme dEffet de Routage baseacute sur la Distance
pour la Mobiliteacute ou DREAM ( Distance Routing Effect Algorithm for Mobility) est
un protocole pro-actif baseacute sur les informations de localisation des uniteacutes
mobiles Le protocole diffuse les donneacutees destineacutees agrave une certaine destination
en effectuant une inondation ( propagation) partielle
Chaque nœud du reacuteseau mobile ad hoc eacuteChange peacuteriodiquement des messages de controcircle afin dinformer tous les autres nœuds de sa localisation
La distance influe dans cet eacutechange du fait que les messages de controcircle sont envoyeacutes freacutequemment aux nœuds les plus proches (cela nous rappelle la
technique FSR vue preacuteceacutedemment)
En plus de cela le protocole sadapte agrave la mobiliteacute du reacuteseau par le controcircle de mise agrave jour de freacutequence qui se base sur les vitesses des mouvements
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Lors de lenvoi des donneacutees si la source possegravede des informations reacutecentes sur
la localisation du nœud destination elle choisit un ensemble de nœuds voisins
qui sont localiseacutes dans la direction sourcedestination Si un tel ensemble
nexiste pas les donneacutees sont inondeacutees dans le reacuteseau entier Dans le cas ougrave
de tels nœuds existeraient une liste qui contient leurs identificateurs est inseacutereacutee agrave la tecircte du paquet de donneacutees avant la transmission Seulement les
nœuds qui sont speacutecifieacutes dans la liste de tecircte traitent le paquet Lors de la
reacuteception du paquet le nœud de transit deacutetermine sa propre liste des nœuds
prochains et envoie le paquet avec la nouvelle liste de tecircte Si aucun voisin
nest localiseacute dans la direction de la destination le paquet reccedilu est ignoreacute
Quand le nœud destination reccediloit les donneacutees il envoie des acquittements agrave la source dune maniegravere similaire
Cependant dans le cas de reacuteception par inondation les acquittements ne
sont pas envoyeacutes Dans le cas ougrave la source envoie les donneacutees en speacutecifiant les nœuds suivants (en se basant sur les localisations) un timer associeacute agrave la
reacuteception des acquittements est activeacute Si aucun acquittement nest reccedilu
avant lexpiration du timeout les donneacutees seront retransmises en utilisant une
diffusion ordinaire [LEM 00]
3 Les protocoles de routage reacuteactifs
Comme nous lavons vu dans la section preacuteceacutedente les protocoles de
routage pro-actifs essaient de maintenir les meilleurs chemins existants vers
toutes les destinations possibles ( qui peuvent repreacutesenter lensemble de tous les nœuds du reacuteseau) au niveau de chaque nœud du reacuteseau Les routes sont
sauvegardeacutees mecircme si elles ne sont pas utiliseacutees La sauvegarde permanente
des chemins de routage est assureacutee par un eacutechange continu des messages
de mise agrave jour des chemins ce qui induit un controcircle excessif surtout dans le cas des reacuteseaux de grande taille
Les protocoles de routage reacuteactifs (dits aussi protocoles de routage agrave la demande l repreacutesentent les protocoles les plus reacutecents proposeacutes dans le but
dassurer le service du routage dans les reacuteseaux sans fil La majoriteacute des solutions proposeacutees pour reacutesoudre le problegraveme de routage dans les reacuteseaux
ad hoc et qui sont eacutevalueacutees actuellement par le groupe de travail MANET
( Mobile Ad Hoc Networking Working Groupe l de lIETF [ Internet Engineering
T ask Force) appartiennent agrave cette classe de protocoles de routage
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Les protocoles de routage appartenant agrave cette cateacutegorie creacuteent et maintiennent les routes selon les besoins Lorsque le reacuteseau a besoin dune route une proceacutedure de deacutecouverte globale de routes est lanceacutee et cela
dans le but dobtenir une information speacutecifieacutee inconnue au preacutealable
31 Dynamlc Source Routfng (DSR) [JOH 96)
DSR est baseacute sur le routage de source ougrave la source indique le chemin
complet agrave la destination dans len-tecircte du paquet et chaque noeud le long
de ce chemin expeacutedie simplement le paquet au prochain saut indiqueacute dans le chemin (voir figure 5) Il utilise un cache de routes Par conseacutequent une source controcircle dabord son cache de routes pour deacuteterminer la route agrave la
destination Si une route est trouveacutee la source utilise cette route Autrement
la source emploie un protocole de deacutecouverte de route pour construire une
route
Dans la deacutecouverte de route la source diffuse par inondation un paquet de
requecircte dans le reacuteseau et la reacuteponse est retourneacutee par la destination ou un
autre nœud qui peut accomplir la requecircte de son cache de routes Chaque
paquet de requecircte a une identification unique ID et une liste initialement vide En recevant un paquet de requecircte si un nœud a deacutejagrave vu cette
identification (duplication) ou il trouve sa propre adresse deacutejagrave enregistreacutee dans la liste il ignore la copie et arrecircte linondation autrement il appose sa
propre adresse dans la liste et envoie la requecircte agrave ses voisins ceci dans le cas ougrave il na pas de chemin cacheacute vers la destination Si un nœud peut accomplir
la requecircte de son cache de routes il peut envoyer un paquet de reacuteponse agrave
la source sans propager le paquet de requecircte plus loin
En outre nimporte quel nœud participant agrave la deacutecouverte de route peut apprendre des routes agrave travers des paquets de donneacutees en transit et recueillir
cette information de routage dans son cache de routes Ce protocole de deacutecouverte de route est semblable au protocole laquo Address Resolution
Protocol raquode lInternet (ARP) sauf que les demandes dARP ne se propagent
pas au-delagrave dun routeur Il est eacutegalement semblable au protocole de
deacutecouverte de route utiliseacute dans des passerelles de routage de source dans 1EEE 802 LANs
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Un eacutechec de route peut se produire puisque les nœuds mobiles se deacuteplacent
dun endroit agrave lautre Un eacutechec de route peut ecirctre deacutetecteacute par le protocole
de la couche liaison ou il peut ecirctre implicite quand aucune eacutemission na eacuteteacute
reccedilue pendant un moment dun ancien voisin Quand un eacutechec de route est deacutetecteacute le nœud deacutetectant leacutechec envoie un paquet derreur agrave la source
qui emploie alors le protocole de deacutecouverte de route encore pour deacutecouvrir
une nouvelle route
Il faut noter que dans DSR aucun message peacuteriodique de commande nest
employeacute pour lentretien de route
Lavantage principal de DSR est quil y a peu ou pas de messages de controcircle
quand peu de sources communiquent avec les destinations rarement
acceacutedeacutees Mais peut avoir le problegraveme de grand eacutechelle (scalability)
Pendant que le reacuteseau devient plus grand les paquets de commande et les
paquets de messages devIcircennent eacutegalement plus grands puisquils doivent
veacutehiculer des adresses pour chaque nœud dans le chemin
5shyFigure 5 transfert du poquet du nœud 9 ou nœud 5
32 Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) [PER 99]
AODV est essentiellement une combinaison de DSR et de DSDV Il combine le
meacutecanisme de demande de base de la deacutecouverte et de lentretien de
route de DSR et de lutilisation du routage de saut-par- saut des numeacuteros de
seacutequence et des eacutechanges peacuteriodiques de DSDV
Quand un nœud S a besoin dune route agrave une certaine destination D il
diffuse un message de demande de route agrave ses voisins y compris le dernier numeacutero de seacutequence pour cette destination La demande de route est
inondeacutee en quelque sorte par le reacuteseau jusquagrave ce quelle atteigne un nœud
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qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
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termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
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par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
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cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
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chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
~y
~ D ClusterHeed
a)
Groupe De Prochain Meacutetrique ordre
Destination Saut rDestination Clusterhead
ordreDestination
7 3 4 711 _~_____bull______ 1007r 8 __l--_---_shy -_
b) Exemple de Tableau de routage c) Exemple de Tableau de membre de groupe
Figure 3 Exemple de routage [de nœud 2 agrave nœud 8)
Dans CGSR le protocole DSDV est modifieacute de sorte quil puisse profiter de
larchitecture de groupe Speacutecifiquement le routage hieacuterarchique est
employeacute pour acheminer des paquets Chaque nœud maintient deux tables
une table des membres de groupe qui associe agrave chaque nœud destination
son clusterhead et une table de routage qui indique le prochain saut pour
atteindre le groupe de destination Les deux tables contiennent des numeacuteros
de seacutequence pour purger les routes peacuterimeacutees et pour empecirccher la formation
de boucles
Dans CGSR des paquets sont chemineacutes alternativement par des clusterheads
et des passerelles En dautres termes la route typique ressemble agrave CGC2G2 CG ougrave Ci est un clusterhead et Gi est une passerelle (gatewayJ
Une passerelle est un nœud qui appartient agrave plus dun groupe un chemin
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 86
direct entre deux passerelles nest pas utiliseacute Cette voie de deacuteroutement stricte a comme conseacutequence lincreacutementation de la longueur de chemin
La preacutesence dun clusterhead entre deux passerelles est avantageuse puisque les clusterheads ont plus de chance de transmettre que dautres
nœuds La figure 3 montre un exemple concernant CGSR Lavantage
principal de CGSR est que seulement les routes aux clusterheads sont
maintenues dus au routage hieacuterarchique Cependant le maintien des
groupes cause une charge suppleacutementaire Speacutecifiquement chaque nœud
doit peacuteriodiquement annoncer sa table de membre de groupe et mettre agrave jour sa table baseacutee sur les mises agrave jour reccedilues
26 Hlerarchlcal State Routing (HSR) [IWA 99] La caracteacuteristique du routage hieacuterarchique deacutetat (HSR) est le groupement multiniveaux et la division logique des nœuds mobiles Le reacuteseau est diviseacute en
groupes et un repreacutesentant pour chaque groupe est eacutelu
Dans HSR les repreacutesentants de groupes sorganisent encore en groupes et
ainsi de suite Les nœuds dun groupe physique diffusent leurs informations de
liens entre eux Le chef de groupe reacutecapitule linformation de son groupe et
lenvoie aux chefs de groupe voisins par lintermeacutediaire dune passerelle
Les chefs de groupes sont membres du groupe sur un plus haut niveau et ils
eacutechangent leur information de liens aussi bien que les informations les plus eacuteleacutementaires des niveaux infeacuterieurs et ainsi de suite Un nœud agrave chaque
niveau inonde au niveau le plus bas linformation quil obtient apregraves que lalgorithme soit exeacutecuteacute agrave ce niveau Ainsi le niveau le plus bas a une
information hieacuterarchique de topologie Chaque nœud a une adresse
hieacuterarchique composeacutee des numeacuteros des groupes sur le chemin de la racine
au nœud Une passerelle peut ecirctre atteinte de la racine par lintermeacutediaire
de plus dune voie daccegraves Ainsi la passerelle peut avoir plus quune
adresse hieacuterarchique Une adresse hieacuterarchique a pour but dassurer la livraison de nimporte ougrave dans le reacuteseau agrave un hocircte
En outre des nœuds sont eacutegalement diviseacutes dans des sous-reacuteseaux logiques
et agrave chaque nœud est assigneacute une adresse logique lt subnet host gt Chaque
sous-reacuteseau a un serveur de gestion demplacement dit LMS Location Management Server Tous les nœuds enregistrent leur adresse logique dans le
RIST Vol 12 n02 Anneacutee 2002 87
LMS Les LMS diffusent leur adresse hieacuterarchique aux niveaux supeacuterieurs et
linformation est envoyeacutee vers le bas agrave tous les LMS La couche transport
envoie un paquet agravela couche reacuteseau avec ladresse logique de la destination La couche reacuteseau trouve ladresse hieacuterarchique de la destination
de son LMS et lui envoie alors le paquet Une fois que la source et la
destination savent les adresses hieacuterarchiques dautres nœuds ils peuvent
ignorer le LMS et communiquer directement
Les principaux inconveacutenients de HSR sont
- si une route devient invalide tous les paquets envoyeacutes seront perdus
jusquagrave ce quune nouvele route sera eacutetablie
- HSR maintient des adresses hieacuterarchiques longues et le changement
freacutequent des adresses rend la localisation et la garde de trace des nœuds
une tache difficile
27 Zone Based Hierarchical Link State (ZHLS) [JOA 99] Dans le protocole lone-based Hierarchical Link State Routing Protocol (lHLS)
[LEM 00] le reacuteseau est diviseacute en zones non-recouvertes figure 4 Agrave la diffeacuterence dautres protocoles hieacuterarchiques il ny a aucun chef de
zone lHLS deacutefinit deux niveaux de topologie niveau de nœud et niveau de zone Une topologie de niveau de nœud indique que les nœuds dune zone
sont relieacutes entre eux physiquement Un lien virtuel entre deux zones existe si au moins un nœud dune zone est physiquement relieacute agrave un certain nœud de lautre zone La topologie de niveau de zone indique comment les zones sont relieacutees ensemble
Il y a deux types de paquet deacutetat de lien LSP orienteacute nœud et LSP orienteacute
zone
- LSP orienteacute nœud contient les informations des nœuds voisins et il est
propageacute agrave linteacuterieur de la zone
- LSP orienteacute zone contient les informations de zone et il est propageacute
globalement Chaque nœud a la connaissance complegravete de connectiviteacute
des nœuds dans sa zone et connais seulement les informations de connectiviteacute de zone dautre zone dans le reacuteseau Alors en donnant identification de zone et lidentification de nœud dune destination le
paquet est conduit en se basant sur lidentification de zone jusquagrave ce quil
atteigne la zone correcte Puis dans cette zone il est conduit en se basant sur lidentification de nœud
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 88
Une lt identification de zone le nœud identificationgt de la destination est suffisante pour que le routage soit adaptatif au changement topologique
Parmi les inconveacutenients de ZHLS on peut citer - Si la zone devient large une quantiteacute importante dinformation doit ecirctre
sauvegardeacutee pour chaque nœud Les chemins ne sont pas optimaux les paquets doivent passer par les nœuds
qui relient les zones de la source et la destination mecircme si ces derniers sont
physiquement proches
o Nœud
Lien entre nœuds Lien entre zones
Zone
Figure 4 La deacutecomposition du reacuteseau en zones
28 Distance Routlng Effecl Aigorithm for Mobllity (DREAM) [BAS98)
Le protocole appeleacute Algorithme dEffet de Routage baseacute sur la Distance
pour la Mobiliteacute ou DREAM ( Distance Routing Effect Algorithm for Mobility) est
un protocole pro-actif baseacute sur les informations de localisation des uniteacutes
mobiles Le protocole diffuse les donneacutees destineacutees agrave une certaine destination
en effectuant une inondation ( propagation) partielle
Chaque nœud du reacuteseau mobile ad hoc eacuteChange peacuteriodiquement des messages de controcircle afin dinformer tous les autres nœuds de sa localisation
La distance influe dans cet eacutechange du fait que les messages de controcircle sont envoyeacutes freacutequemment aux nœuds les plus proches (cela nous rappelle la
technique FSR vue preacuteceacutedemment)
En plus de cela le protocole sadapte agrave la mobiliteacute du reacuteseau par le controcircle de mise agrave jour de freacutequence qui se base sur les vitesses des mouvements
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 89
Lors de lenvoi des donneacutees si la source possegravede des informations reacutecentes sur
la localisation du nœud destination elle choisit un ensemble de nœuds voisins
qui sont localiseacutes dans la direction sourcedestination Si un tel ensemble
nexiste pas les donneacutees sont inondeacutees dans le reacuteseau entier Dans le cas ougrave
de tels nœuds existeraient une liste qui contient leurs identificateurs est inseacutereacutee agrave la tecircte du paquet de donneacutees avant la transmission Seulement les
nœuds qui sont speacutecifieacutes dans la liste de tecircte traitent le paquet Lors de la
reacuteception du paquet le nœud de transit deacutetermine sa propre liste des nœuds
prochains et envoie le paquet avec la nouvelle liste de tecircte Si aucun voisin
nest localiseacute dans la direction de la destination le paquet reccedilu est ignoreacute
Quand le nœud destination reccediloit les donneacutees il envoie des acquittements agrave la source dune maniegravere similaire
Cependant dans le cas de reacuteception par inondation les acquittements ne
sont pas envoyeacutes Dans le cas ougrave la source envoie les donneacutees en speacutecifiant les nœuds suivants (en se basant sur les localisations) un timer associeacute agrave la
reacuteception des acquittements est activeacute Si aucun acquittement nest reccedilu
avant lexpiration du timeout les donneacutees seront retransmises en utilisant une
diffusion ordinaire [LEM 00]
3 Les protocoles de routage reacuteactifs
Comme nous lavons vu dans la section preacuteceacutedente les protocoles de
routage pro-actifs essaient de maintenir les meilleurs chemins existants vers
toutes les destinations possibles ( qui peuvent repreacutesenter lensemble de tous les nœuds du reacuteseau) au niveau de chaque nœud du reacuteseau Les routes sont
sauvegardeacutees mecircme si elles ne sont pas utiliseacutees La sauvegarde permanente
des chemins de routage est assureacutee par un eacutechange continu des messages
de mise agrave jour des chemins ce qui induit un controcircle excessif surtout dans le cas des reacuteseaux de grande taille
Les protocoles de routage reacuteactifs (dits aussi protocoles de routage agrave la demande l repreacutesentent les protocoles les plus reacutecents proposeacutes dans le but
dassurer le service du routage dans les reacuteseaux sans fil La majoriteacute des solutions proposeacutees pour reacutesoudre le problegraveme de routage dans les reacuteseaux
ad hoc et qui sont eacutevalueacutees actuellement par le groupe de travail MANET
( Mobile Ad Hoc Networking Working Groupe l de lIETF [ Internet Engineering
T ask Force) appartiennent agrave cette classe de protocoles de routage
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 90
Les protocoles de routage appartenant agrave cette cateacutegorie creacuteent et maintiennent les routes selon les besoins Lorsque le reacuteseau a besoin dune route une proceacutedure de deacutecouverte globale de routes est lanceacutee et cela
dans le but dobtenir une information speacutecifieacutee inconnue au preacutealable
31 Dynamlc Source Routfng (DSR) [JOH 96)
DSR est baseacute sur le routage de source ougrave la source indique le chemin
complet agrave la destination dans len-tecircte du paquet et chaque noeud le long
de ce chemin expeacutedie simplement le paquet au prochain saut indiqueacute dans le chemin (voir figure 5) Il utilise un cache de routes Par conseacutequent une source controcircle dabord son cache de routes pour deacuteterminer la route agrave la
destination Si une route est trouveacutee la source utilise cette route Autrement
la source emploie un protocole de deacutecouverte de route pour construire une
route
Dans la deacutecouverte de route la source diffuse par inondation un paquet de
requecircte dans le reacuteseau et la reacuteponse est retourneacutee par la destination ou un
autre nœud qui peut accomplir la requecircte de son cache de routes Chaque
paquet de requecircte a une identification unique ID et une liste initialement vide En recevant un paquet de requecircte si un nœud a deacutejagrave vu cette
identification (duplication) ou il trouve sa propre adresse deacutejagrave enregistreacutee dans la liste il ignore la copie et arrecircte linondation autrement il appose sa
propre adresse dans la liste et envoie la requecircte agrave ses voisins ceci dans le cas ougrave il na pas de chemin cacheacute vers la destination Si un nœud peut accomplir
la requecircte de son cache de routes il peut envoyer un paquet de reacuteponse agrave
la source sans propager le paquet de requecircte plus loin
En outre nimporte quel nœud participant agrave la deacutecouverte de route peut apprendre des routes agrave travers des paquets de donneacutees en transit et recueillir
cette information de routage dans son cache de routes Ce protocole de deacutecouverte de route est semblable au protocole laquo Address Resolution
Protocol raquode lInternet (ARP) sauf que les demandes dARP ne se propagent
pas au-delagrave dun routeur Il est eacutegalement semblable au protocole de
deacutecouverte de route utiliseacute dans des passerelles de routage de source dans 1EEE 802 LANs
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 91
Un eacutechec de route peut se produire puisque les nœuds mobiles se deacuteplacent
dun endroit agrave lautre Un eacutechec de route peut ecirctre deacutetecteacute par le protocole
de la couche liaison ou il peut ecirctre implicite quand aucune eacutemission na eacuteteacute
reccedilue pendant un moment dun ancien voisin Quand un eacutechec de route est deacutetecteacute le nœud deacutetectant leacutechec envoie un paquet derreur agrave la source
qui emploie alors le protocole de deacutecouverte de route encore pour deacutecouvrir
une nouvelle route
Il faut noter que dans DSR aucun message peacuteriodique de commande nest
employeacute pour lentretien de route
Lavantage principal de DSR est quil y a peu ou pas de messages de controcircle
quand peu de sources communiquent avec les destinations rarement
acceacutedeacutees Mais peut avoir le problegraveme de grand eacutechelle (scalability)
Pendant que le reacuteseau devient plus grand les paquets de commande et les
paquets de messages devIcircennent eacutegalement plus grands puisquils doivent
veacutehiculer des adresses pour chaque nœud dans le chemin
5shyFigure 5 transfert du poquet du nœud 9 ou nœud 5
32 Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) [PER 99]
AODV est essentiellement une combinaison de DSR et de DSDV Il combine le
meacutecanisme de demande de base de la deacutecouverte et de lentretien de
route de DSR et de lutilisation du routage de saut-par- saut des numeacuteros de
seacutequence et des eacutechanges peacuteriodiques de DSDV
Quand un nœud S a besoin dune route agrave une certaine destination D il
diffuse un message de demande de route agrave ses voisins y compris le dernier numeacutero de seacutequence pour cette destination La demande de route est
inondeacutee en quelque sorte par le reacuteseau jusquagrave ce quelle atteigne un nœud
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 92
qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 93
termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 94
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 96
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
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(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
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du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
direct entre deux passerelles nest pas utiliseacute Cette voie de deacuteroutement stricte a comme conseacutequence lincreacutementation de la longueur de chemin
La preacutesence dun clusterhead entre deux passerelles est avantageuse puisque les clusterheads ont plus de chance de transmettre que dautres
nœuds La figure 3 montre un exemple concernant CGSR Lavantage
principal de CGSR est que seulement les routes aux clusterheads sont
maintenues dus au routage hieacuterarchique Cependant le maintien des
groupes cause une charge suppleacutementaire Speacutecifiquement chaque nœud
doit peacuteriodiquement annoncer sa table de membre de groupe et mettre agrave jour sa table baseacutee sur les mises agrave jour reccedilues
26 Hlerarchlcal State Routing (HSR) [IWA 99] La caracteacuteristique du routage hieacuterarchique deacutetat (HSR) est le groupement multiniveaux et la division logique des nœuds mobiles Le reacuteseau est diviseacute en
groupes et un repreacutesentant pour chaque groupe est eacutelu
Dans HSR les repreacutesentants de groupes sorganisent encore en groupes et
ainsi de suite Les nœuds dun groupe physique diffusent leurs informations de
liens entre eux Le chef de groupe reacutecapitule linformation de son groupe et
lenvoie aux chefs de groupe voisins par lintermeacutediaire dune passerelle
Les chefs de groupes sont membres du groupe sur un plus haut niveau et ils
eacutechangent leur information de liens aussi bien que les informations les plus eacuteleacutementaires des niveaux infeacuterieurs et ainsi de suite Un nœud agrave chaque
niveau inonde au niveau le plus bas linformation quil obtient apregraves que lalgorithme soit exeacutecuteacute agrave ce niveau Ainsi le niveau le plus bas a une
information hieacuterarchique de topologie Chaque nœud a une adresse
hieacuterarchique composeacutee des numeacuteros des groupes sur le chemin de la racine
au nœud Une passerelle peut ecirctre atteinte de la racine par lintermeacutediaire
de plus dune voie daccegraves Ainsi la passerelle peut avoir plus quune
adresse hieacuterarchique Une adresse hieacuterarchique a pour but dassurer la livraison de nimporte ougrave dans le reacuteseau agrave un hocircte
En outre des nœuds sont eacutegalement diviseacutes dans des sous-reacuteseaux logiques
et agrave chaque nœud est assigneacute une adresse logique lt subnet host gt Chaque
sous-reacuteseau a un serveur de gestion demplacement dit LMS Location Management Server Tous les nœuds enregistrent leur adresse logique dans le
RIST Vol 12 n02 Anneacutee 2002 87
LMS Les LMS diffusent leur adresse hieacuterarchique aux niveaux supeacuterieurs et
linformation est envoyeacutee vers le bas agrave tous les LMS La couche transport
envoie un paquet agravela couche reacuteseau avec ladresse logique de la destination La couche reacuteseau trouve ladresse hieacuterarchique de la destination
de son LMS et lui envoie alors le paquet Une fois que la source et la
destination savent les adresses hieacuterarchiques dautres nœuds ils peuvent
ignorer le LMS et communiquer directement
Les principaux inconveacutenients de HSR sont
- si une route devient invalide tous les paquets envoyeacutes seront perdus
jusquagrave ce quune nouvele route sera eacutetablie
- HSR maintient des adresses hieacuterarchiques longues et le changement
freacutequent des adresses rend la localisation et la garde de trace des nœuds
une tache difficile
27 Zone Based Hierarchical Link State (ZHLS) [JOA 99] Dans le protocole lone-based Hierarchical Link State Routing Protocol (lHLS)
[LEM 00] le reacuteseau est diviseacute en zones non-recouvertes figure 4 Agrave la diffeacuterence dautres protocoles hieacuterarchiques il ny a aucun chef de
zone lHLS deacutefinit deux niveaux de topologie niveau de nœud et niveau de zone Une topologie de niveau de nœud indique que les nœuds dune zone
sont relieacutes entre eux physiquement Un lien virtuel entre deux zones existe si au moins un nœud dune zone est physiquement relieacute agrave un certain nœud de lautre zone La topologie de niveau de zone indique comment les zones sont relieacutees ensemble
Il y a deux types de paquet deacutetat de lien LSP orienteacute nœud et LSP orienteacute
zone
- LSP orienteacute nœud contient les informations des nœuds voisins et il est
propageacute agrave linteacuterieur de la zone
- LSP orienteacute zone contient les informations de zone et il est propageacute
globalement Chaque nœud a la connaissance complegravete de connectiviteacute
des nœuds dans sa zone et connais seulement les informations de connectiviteacute de zone dautre zone dans le reacuteseau Alors en donnant identification de zone et lidentification de nœud dune destination le
paquet est conduit en se basant sur lidentification de zone jusquagrave ce quil
atteigne la zone correcte Puis dans cette zone il est conduit en se basant sur lidentification de nœud
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Une lt identification de zone le nœud identificationgt de la destination est suffisante pour que le routage soit adaptatif au changement topologique
Parmi les inconveacutenients de ZHLS on peut citer - Si la zone devient large une quantiteacute importante dinformation doit ecirctre
sauvegardeacutee pour chaque nœud Les chemins ne sont pas optimaux les paquets doivent passer par les nœuds
qui relient les zones de la source et la destination mecircme si ces derniers sont
physiquement proches
o Nœud
Lien entre nœuds Lien entre zones
Zone
Figure 4 La deacutecomposition du reacuteseau en zones
28 Distance Routlng Effecl Aigorithm for Mobllity (DREAM) [BAS98)
Le protocole appeleacute Algorithme dEffet de Routage baseacute sur la Distance
pour la Mobiliteacute ou DREAM ( Distance Routing Effect Algorithm for Mobility) est
un protocole pro-actif baseacute sur les informations de localisation des uniteacutes
mobiles Le protocole diffuse les donneacutees destineacutees agrave une certaine destination
en effectuant une inondation ( propagation) partielle
Chaque nœud du reacuteseau mobile ad hoc eacuteChange peacuteriodiquement des messages de controcircle afin dinformer tous les autres nœuds de sa localisation
La distance influe dans cet eacutechange du fait que les messages de controcircle sont envoyeacutes freacutequemment aux nœuds les plus proches (cela nous rappelle la
technique FSR vue preacuteceacutedemment)
En plus de cela le protocole sadapte agrave la mobiliteacute du reacuteseau par le controcircle de mise agrave jour de freacutequence qui se base sur les vitesses des mouvements
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 89
Lors de lenvoi des donneacutees si la source possegravede des informations reacutecentes sur
la localisation du nœud destination elle choisit un ensemble de nœuds voisins
qui sont localiseacutes dans la direction sourcedestination Si un tel ensemble
nexiste pas les donneacutees sont inondeacutees dans le reacuteseau entier Dans le cas ougrave
de tels nœuds existeraient une liste qui contient leurs identificateurs est inseacutereacutee agrave la tecircte du paquet de donneacutees avant la transmission Seulement les
nœuds qui sont speacutecifieacutes dans la liste de tecircte traitent le paquet Lors de la
reacuteception du paquet le nœud de transit deacutetermine sa propre liste des nœuds
prochains et envoie le paquet avec la nouvelle liste de tecircte Si aucun voisin
nest localiseacute dans la direction de la destination le paquet reccedilu est ignoreacute
Quand le nœud destination reccediloit les donneacutees il envoie des acquittements agrave la source dune maniegravere similaire
Cependant dans le cas de reacuteception par inondation les acquittements ne
sont pas envoyeacutes Dans le cas ougrave la source envoie les donneacutees en speacutecifiant les nœuds suivants (en se basant sur les localisations) un timer associeacute agrave la
reacuteception des acquittements est activeacute Si aucun acquittement nest reccedilu
avant lexpiration du timeout les donneacutees seront retransmises en utilisant une
diffusion ordinaire [LEM 00]
3 Les protocoles de routage reacuteactifs
Comme nous lavons vu dans la section preacuteceacutedente les protocoles de
routage pro-actifs essaient de maintenir les meilleurs chemins existants vers
toutes les destinations possibles ( qui peuvent repreacutesenter lensemble de tous les nœuds du reacuteseau) au niveau de chaque nœud du reacuteseau Les routes sont
sauvegardeacutees mecircme si elles ne sont pas utiliseacutees La sauvegarde permanente
des chemins de routage est assureacutee par un eacutechange continu des messages
de mise agrave jour des chemins ce qui induit un controcircle excessif surtout dans le cas des reacuteseaux de grande taille
Les protocoles de routage reacuteactifs (dits aussi protocoles de routage agrave la demande l repreacutesentent les protocoles les plus reacutecents proposeacutes dans le but
dassurer le service du routage dans les reacuteseaux sans fil La majoriteacute des solutions proposeacutees pour reacutesoudre le problegraveme de routage dans les reacuteseaux
ad hoc et qui sont eacutevalueacutees actuellement par le groupe de travail MANET
( Mobile Ad Hoc Networking Working Groupe l de lIETF [ Internet Engineering
T ask Force) appartiennent agrave cette classe de protocoles de routage
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 90
Les protocoles de routage appartenant agrave cette cateacutegorie creacuteent et maintiennent les routes selon les besoins Lorsque le reacuteseau a besoin dune route une proceacutedure de deacutecouverte globale de routes est lanceacutee et cela
dans le but dobtenir une information speacutecifieacutee inconnue au preacutealable
31 Dynamlc Source Routfng (DSR) [JOH 96)
DSR est baseacute sur le routage de source ougrave la source indique le chemin
complet agrave la destination dans len-tecircte du paquet et chaque noeud le long
de ce chemin expeacutedie simplement le paquet au prochain saut indiqueacute dans le chemin (voir figure 5) Il utilise un cache de routes Par conseacutequent une source controcircle dabord son cache de routes pour deacuteterminer la route agrave la
destination Si une route est trouveacutee la source utilise cette route Autrement
la source emploie un protocole de deacutecouverte de route pour construire une
route
Dans la deacutecouverte de route la source diffuse par inondation un paquet de
requecircte dans le reacuteseau et la reacuteponse est retourneacutee par la destination ou un
autre nœud qui peut accomplir la requecircte de son cache de routes Chaque
paquet de requecircte a une identification unique ID et une liste initialement vide En recevant un paquet de requecircte si un nœud a deacutejagrave vu cette
identification (duplication) ou il trouve sa propre adresse deacutejagrave enregistreacutee dans la liste il ignore la copie et arrecircte linondation autrement il appose sa
propre adresse dans la liste et envoie la requecircte agrave ses voisins ceci dans le cas ougrave il na pas de chemin cacheacute vers la destination Si un nœud peut accomplir
la requecircte de son cache de routes il peut envoyer un paquet de reacuteponse agrave
la source sans propager le paquet de requecircte plus loin
En outre nimporte quel nœud participant agrave la deacutecouverte de route peut apprendre des routes agrave travers des paquets de donneacutees en transit et recueillir
cette information de routage dans son cache de routes Ce protocole de deacutecouverte de route est semblable au protocole laquo Address Resolution
Protocol raquode lInternet (ARP) sauf que les demandes dARP ne se propagent
pas au-delagrave dun routeur Il est eacutegalement semblable au protocole de
deacutecouverte de route utiliseacute dans des passerelles de routage de source dans 1EEE 802 LANs
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 91
Un eacutechec de route peut se produire puisque les nœuds mobiles se deacuteplacent
dun endroit agrave lautre Un eacutechec de route peut ecirctre deacutetecteacute par le protocole
de la couche liaison ou il peut ecirctre implicite quand aucune eacutemission na eacuteteacute
reccedilue pendant un moment dun ancien voisin Quand un eacutechec de route est deacutetecteacute le nœud deacutetectant leacutechec envoie un paquet derreur agrave la source
qui emploie alors le protocole de deacutecouverte de route encore pour deacutecouvrir
une nouvelle route
Il faut noter que dans DSR aucun message peacuteriodique de commande nest
employeacute pour lentretien de route
Lavantage principal de DSR est quil y a peu ou pas de messages de controcircle
quand peu de sources communiquent avec les destinations rarement
acceacutedeacutees Mais peut avoir le problegraveme de grand eacutechelle (scalability)
Pendant que le reacuteseau devient plus grand les paquets de commande et les
paquets de messages devIcircennent eacutegalement plus grands puisquils doivent
veacutehiculer des adresses pour chaque nœud dans le chemin
5shyFigure 5 transfert du poquet du nœud 9 ou nœud 5
32 Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) [PER 99]
AODV est essentiellement une combinaison de DSR et de DSDV Il combine le
meacutecanisme de demande de base de la deacutecouverte et de lentretien de
route de DSR et de lutilisation du routage de saut-par- saut des numeacuteros de
seacutequence et des eacutechanges peacuteriodiques de DSDV
Quand un nœud S a besoin dune route agrave une certaine destination D il
diffuse un message de demande de route agrave ses voisins y compris le dernier numeacutero de seacutequence pour cette destination La demande de route est
inondeacutee en quelque sorte par le reacuteseau jusquagrave ce quelle atteigne un nœud
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 92
qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 93
termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 94
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 96
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
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~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
LMS Les LMS diffusent leur adresse hieacuterarchique aux niveaux supeacuterieurs et
linformation est envoyeacutee vers le bas agrave tous les LMS La couche transport
envoie un paquet agravela couche reacuteseau avec ladresse logique de la destination La couche reacuteseau trouve ladresse hieacuterarchique de la destination
de son LMS et lui envoie alors le paquet Une fois que la source et la
destination savent les adresses hieacuterarchiques dautres nœuds ils peuvent
ignorer le LMS et communiquer directement
Les principaux inconveacutenients de HSR sont
- si une route devient invalide tous les paquets envoyeacutes seront perdus
jusquagrave ce quune nouvele route sera eacutetablie
- HSR maintient des adresses hieacuterarchiques longues et le changement
freacutequent des adresses rend la localisation et la garde de trace des nœuds
une tache difficile
27 Zone Based Hierarchical Link State (ZHLS) [JOA 99] Dans le protocole lone-based Hierarchical Link State Routing Protocol (lHLS)
[LEM 00] le reacuteseau est diviseacute en zones non-recouvertes figure 4 Agrave la diffeacuterence dautres protocoles hieacuterarchiques il ny a aucun chef de
zone lHLS deacutefinit deux niveaux de topologie niveau de nœud et niveau de zone Une topologie de niveau de nœud indique que les nœuds dune zone
sont relieacutes entre eux physiquement Un lien virtuel entre deux zones existe si au moins un nœud dune zone est physiquement relieacute agrave un certain nœud de lautre zone La topologie de niveau de zone indique comment les zones sont relieacutees ensemble
Il y a deux types de paquet deacutetat de lien LSP orienteacute nœud et LSP orienteacute
zone
- LSP orienteacute nœud contient les informations des nœuds voisins et il est
propageacute agrave linteacuterieur de la zone
- LSP orienteacute zone contient les informations de zone et il est propageacute
globalement Chaque nœud a la connaissance complegravete de connectiviteacute
des nœuds dans sa zone et connais seulement les informations de connectiviteacute de zone dautre zone dans le reacuteseau Alors en donnant identification de zone et lidentification de nœud dune destination le
paquet est conduit en se basant sur lidentification de zone jusquagrave ce quil
atteigne la zone correcte Puis dans cette zone il est conduit en se basant sur lidentification de nœud
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 88
Une lt identification de zone le nœud identificationgt de la destination est suffisante pour que le routage soit adaptatif au changement topologique
Parmi les inconveacutenients de ZHLS on peut citer - Si la zone devient large une quantiteacute importante dinformation doit ecirctre
sauvegardeacutee pour chaque nœud Les chemins ne sont pas optimaux les paquets doivent passer par les nœuds
qui relient les zones de la source et la destination mecircme si ces derniers sont
physiquement proches
o Nœud
Lien entre nœuds Lien entre zones
Zone
Figure 4 La deacutecomposition du reacuteseau en zones
28 Distance Routlng Effecl Aigorithm for Mobllity (DREAM) [BAS98)
Le protocole appeleacute Algorithme dEffet de Routage baseacute sur la Distance
pour la Mobiliteacute ou DREAM ( Distance Routing Effect Algorithm for Mobility) est
un protocole pro-actif baseacute sur les informations de localisation des uniteacutes
mobiles Le protocole diffuse les donneacutees destineacutees agrave une certaine destination
en effectuant une inondation ( propagation) partielle
Chaque nœud du reacuteseau mobile ad hoc eacuteChange peacuteriodiquement des messages de controcircle afin dinformer tous les autres nœuds de sa localisation
La distance influe dans cet eacutechange du fait que les messages de controcircle sont envoyeacutes freacutequemment aux nœuds les plus proches (cela nous rappelle la
technique FSR vue preacuteceacutedemment)
En plus de cela le protocole sadapte agrave la mobiliteacute du reacuteseau par le controcircle de mise agrave jour de freacutequence qui se base sur les vitesses des mouvements
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 89
Lors de lenvoi des donneacutees si la source possegravede des informations reacutecentes sur
la localisation du nœud destination elle choisit un ensemble de nœuds voisins
qui sont localiseacutes dans la direction sourcedestination Si un tel ensemble
nexiste pas les donneacutees sont inondeacutees dans le reacuteseau entier Dans le cas ougrave
de tels nœuds existeraient une liste qui contient leurs identificateurs est inseacutereacutee agrave la tecircte du paquet de donneacutees avant la transmission Seulement les
nœuds qui sont speacutecifieacutes dans la liste de tecircte traitent le paquet Lors de la
reacuteception du paquet le nœud de transit deacutetermine sa propre liste des nœuds
prochains et envoie le paquet avec la nouvelle liste de tecircte Si aucun voisin
nest localiseacute dans la direction de la destination le paquet reccedilu est ignoreacute
Quand le nœud destination reccediloit les donneacutees il envoie des acquittements agrave la source dune maniegravere similaire
Cependant dans le cas de reacuteception par inondation les acquittements ne
sont pas envoyeacutes Dans le cas ougrave la source envoie les donneacutees en speacutecifiant les nœuds suivants (en se basant sur les localisations) un timer associeacute agrave la
reacuteception des acquittements est activeacute Si aucun acquittement nest reccedilu
avant lexpiration du timeout les donneacutees seront retransmises en utilisant une
diffusion ordinaire [LEM 00]
3 Les protocoles de routage reacuteactifs
Comme nous lavons vu dans la section preacuteceacutedente les protocoles de
routage pro-actifs essaient de maintenir les meilleurs chemins existants vers
toutes les destinations possibles ( qui peuvent repreacutesenter lensemble de tous les nœuds du reacuteseau) au niveau de chaque nœud du reacuteseau Les routes sont
sauvegardeacutees mecircme si elles ne sont pas utiliseacutees La sauvegarde permanente
des chemins de routage est assureacutee par un eacutechange continu des messages
de mise agrave jour des chemins ce qui induit un controcircle excessif surtout dans le cas des reacuteseaux de grande taille
Les protocoles de routage reacuteactifs (dits aussi protocoles de routage agrave la demande l repreacutesentent les protocoles les plus reacutecents proposeacutes dans le but
dassurer le service du routage dans les reacuteseaux sans fil La majoriteacute des solutions proposeacutees pour reacutesoudre le problegraveme de routage dans les reacuteseaux
ad hoc et qui sont eacutevalueacutees actuellement par le groupe de travail MANET
( Mobile Ad Hoc Networking Working Groupe l de lIETF [ Internet Engineering
T ask Force) appartiennent agrave cette classe de protocoles de routage
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 90
Les protocoles de routage appartenant agrave cette cateacutegorie creacuteent et maintiennent les routes selon les besoins Lorsque le reacuteseau a besoin dune route une proceacutedure de deacutecouverte globale de routes est lanceacutee et cela
dans le but dobtenir une information speacutecifieacutee inconnue au preacutealable
31 Dynamlc Source Routfng (DSR) [JOH 96)
DSR est baseacute sur le routage de source ougrave la source indique le chemin
complet agrave la destination dans len-tecircte du paquet et chaque noeud le long
de ce chemin expeacutedie simplement le paquet au prochain saut indiqueacute dans le chemin (voir figure 5) Il utilise un cache de routes Par conseacutequent une source controcircle dabord son cache de routes pour deacuteterminer la route agrave la
destination Si une route est trouveacutee la source utilise cette route Autrement
la source emploie un protocole de deacutecouverte de route pour construire une
route
Dans la deacutecouverte de route la source diffuse par inondation un paquet de
requecircte dans le reacuteseau et la reacuteponse est retourneacutee par la destination ou un
autre nœud qui peut accomplir la requecircte de son cache de routes Chaque
paquet de requecircte a une identification unique ID et une liste initialement vide En recevant un paquet de requecircte si un nœud a deacutejagrave vu cette
identification (duplication) ou il trouve sa propre adresse deacutejagrave enregistreacutee dans la liste il ignore la copie et arrecircte linondation autrement il appose sa
propre adresse dans la liste et envoie la requecircte agrave ses voisins ceci dans le cas ougrave il na pas de chemin cacheacute vers la destination Si un nœud peut accomplir
la requecircte de son cache de routes il peut envoyer un paquet de reacuteponse agrave
la source sans propager le paquet de requecircte plus loin
En outre nimporte quel nœud participant agrave la deacutecouverte de route peut apprendre des routes agrave travers des paquets de donneacutees en transit et recueillir
cette information de routage dans son cache de routes Ce protocole de deacutecouverte de route est semblable au protocole laquo Address Resolution
Protocol raquode lInternet (ARP) sauf que les demandes dARP ne se propagent
pas au-delagrave dun routeur Il est eacutegalement semblable au protocole de
deacutecouverte de route utiliseacute dans des passerelles de routage de source dans 1EEE 802 LANs
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 91
Un eacutechec de route peut se produire puisque les nœuds mobiles se deacuteplacent
dun endroit agrave lautre Un eacutechec de route peut ecirctre deacutetecteacute par le protocole
de la couche liaison ou il peut ecirctre implicite quand aucune eacutemission na eacuteteacute
reccedilue pendant un moment dun ancien voisin Quand un eacutechec de route est deacutetecteacute le nœud deacutetectant leacutechec envoie un paquet derreur agrave la source
qui emploie alors le protocole de deacutecouverte de route encore pour deacutecouvrir
une nouvelle route
Il faut noter que dans DSR aucun message peacuteriodique de commande nest
employeacute pour lentretien de route
Lavantage principal de DSR est quil y a peu ou pas de messages de controcircle
quand peu de sources communiquent avec les destinations rarement
acceacutedeacutees Mais peut avoir le problegraveme de grand eacutechelle (scalability)
Pendant que le reacuteseau devient plus grand les paquets de commande et les
paquets de messages devIcircennent eacutegalement plus grands puisquils doivent
veacutehiculer des adresses pour chaque nœud dans le chemin
5shyFigure 5 transfert du poquet du nœud 9 ou nœud 5
32 Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) [PER 99]
AODV est essentiellement une combinaison de DSR et de DSDV Il combine le
meacutecanisme de demande de base de la deacutecouverte et de lentretien de
route de DSR et de lutilisation du routage de saut-par- saut des numeacuteros de
seacutequence et des eacutechanges peacuteriodiques de DSDV
Quand un nœud S a besoin dune route agrave une certaine destination D il
diffuse un message de demande de route agrave ses voisins y compris le dernier numeacutero de seacutequence pour cette destination La demande de route est
inondeacutee en quelque sorte par le reacuteseau jusquagrave ce quelle atteigne un nœud
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 92
qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 93
termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 94
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
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cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
Une lt identification de zone le nœud identificationgt de la destination est suffisante pour que le routage soit adaptatif au changement topologique
Parmi les inconveacutenients de ZHLS on peut citer - Si la zone devient large une quantiteacute importante dinformation doit ecirctre
sauvegardeacutee pour chaque nœud Les chemins ne sont pas optimaux les paquets doivent passer par les nœuds
qui relient les zones de la source et la destination mecircme si ces derniers sont
physiquement proches
o Nœud
Lien entre nœuds Lien entre zones
Zone
Figure 4 La deacutecomposition du reacuteseau en zones
28 Distance Routlng Effecl Aigorithm for Mobllity (DREAM) [BAS98)
Le protocole appeleacute Algorithme dEffet de Routage baseacute sur la Distance
pour la Mobiliteacute ou DREAM ( Distance Routing Effect Algorithm for Mobility) est
un protocole pro-actif baseacute sur les informations de localisation des uniteacutes
mobiles Le protocole diffuse les donneacutees destineacutees agrave une certaine destination
en effectuant une inondation ( propagation) partielle
Chaque nœud du reacuteseau mobile ad hoc eacuteChange peacuteriodiquement des messages de controcircle afin dinformer tous les autres nœuds de sa localisation
La distance influe dans cet eacutechange du fait que les messages de controcircle sont envoyeacutes freacutequemment aux nœuds les plus proches (cela nous rappelle la
technique FSR vue preacuteceacutedemment)
En plus de cela le protocole sadapte agrave la mobiliteacute du reacuteseau par le controcircle de mise agrave jour de freacutequence qui se base sur les vitesses des mouvements
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 89
Lors de lenvoi des donneacutees si la source possegravede des informations reacutecentes sur
la localisation du nœud destination elle choisit un ensemble de nœuds voisins
qui sont localiseacutes dans la direction sourcedestination Si un tel ensemble
nexiste pas les donneacutees sont inondeacutees dans le reacuteseau entier Dans le cas ougrave
de tels nœuds existeraient une liste qui contient leurs identificateurs est inseacutereacutee agrave la tecircte du paquet de donneacutees avant la transmission Seulement les
nœuds qui sont speacutecifieacutes dans la liste de tecircte traitent le paquet Lors de la
reacuteception du paquet le nœud de transit deacutetermine sa propre liste des nœuds
prochains et envoie le paquet avec la nouvelle liste de tecircte Si aucun voisin
nest localiseacute dans la direction de la destination le paquet reccedilu est ignoreacute
Quand le nœud destination reccediloit les donneacutees il envoie des acquittements agrave la source dune maniegravere similaire
Cependant dans le cas de reacuteception par inondation les acquittements ne
sont pas envoyeacutes Dans le cas ougrave la source envoie les donneacutees en speacutecifiant les nœuds suivants (en se basant sur les localisations) un timer associeacute agrave la
reacuteception des acquittements est activeacute Si aucun acquittement nest reccedilu
avant lexpiration du timeout les donneacutees seront retransmises en utilisant une
diffusion ordinaire [LEM 00]
3 Les protocoles de routage reacuteactifs
Comme nous lavons vu dans la section preacuteceacutedente les protocoles de
routage pro-actifs essaient de maintenir les meilleurs chemins existants vers
toutes les destinations possibles ( qui peuvent repreacutesenter lensemble de tous les nœuds du reacuteseau) au niveau de chaque nœud du reacuteseau Les routes sont
sauvegardeacutees mecircme si elles ne sont pas utiliseacutees La sauvegarde permanente
des chemins de routage est assureacutee par un eacutechange continu des messages
de mise agrave jour des chemins ce qui induit un controcircle excessif surtout dans le cas des reacuteseaux de grande taille
Les protocoles de routage reacuteactifs (dits aussi protocoles de routage agrave la demande l repreacutesentent les protocoles les plus reacutecents proposeacutes dans le but
dassurer le service du routage dans les reacuteseaux sans fil La majoriteacute des solutions proposeacutees pour reacutesoudre le problegraveme de routage dans les reacuteseaux
ad hoc et qui sont eacutevalueacutees actuellement par le groupe de travail MANET
( Mobile Ad Hoc Networking Working Groupe l de lIETF [ Internet Engineering
T ask Force) appartiennent agrave cette classe de protocoles de routage
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 90
Les protocoles de routage appartenant agrave cette cateacutegorie creacuteent et maintiennent les routes selon les besoins Lorsque le reacuteseau a besoin dune route une proceacutedure de deacutecouverte globale de routes est lanceacutee et cela
dans le but dobtenir une information speacutecifieacutee inconnue au preacutealable
31 Dynamlc Source Routfng (DSR) [JOH 96)
DSR est baseacute sur le routage de source ougrave la source indique le chemin
complet agrave la destination dans len-tecircte du paquet et chaque noeud le long
de ce chemin expeacutedie simplement le paquet au prochain saut indiqueacute dans le chemin (voir figure 5) Il utilise un cache de routes Par conseacutequent une source controcircle dabord son cache de routes pour deacuteterminer la route agrave la
destination Si une route est trouveacutee la source utilise cette route Autrement
la source emploie un protocole de deacutecouverte de route pour construire une
route
Dans la deacutecouverte de route la source diffuse par inondation un paquet de
requecircte dans le reacuteseau et la reacuteponse est retourneacutee par la destination ou un
autre nœud qui peut accomplir la requecircte de son cache de routes Chaque
paquet de requecircte a une identification unique ID et une liste initialement vide En recevant un paquet de requecircte si un nœud a deacutejagrave vu cette
identification (duplication) ou il trouve sa propre adresse deacutejagrave enregistreacutee dans la liste il ignore la copie et arrecircte linondation autrement il appose sa
propre adresse dans la liste et envoie la requecircte agrave ses voisins ceci dans le cas ougrave il na pas de chemin cacheacute vers la destination Si un nœud peut accomplir
la requecircte de son cache de routes il peut envoyer un paquet de reacuteponse agrave
la source sans propager le paquet de requecircte plus loin
En outre nimporte quel nœud participant agrave la deacutecouverte de route peut apprendre des routes agrave travers des paquets de donneacutees en transit et recueillir
cette information de routage dans son cache de routes Ce protocole de deacutecouverte de route est semblable au protocole laquo Address Resolution
Protocol raquode lInternet (ARP) sauf que les demandes dARP ne se propagent
pas au-delagrave dun routeur Il est eacutegalement semblable au protocole de
deacutecouverte de route utiliseacute dans des passerelles de routage de source dans 1EEE 802 LANs
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 91
Un eacutechec de route peut se produire puisque les nœuds mobiles se deacuteplacent
dun endroit agrave lautre Un eacutechec de route peut ecirctre deacutetecteacute par le protocole
de la couche liaison ou il peut ecirctre implicite quand aucune eacutemission na eacuteteacute
reccedilue pendant un moment dun ancien voisin Quand un eacutechec de route est deacutetecteacute le nœud deacutetectant leacutechec envoie un paquet derreur agrave la source
qui emploie alors le protocole de deacutecouverte de route encore pour deacutecouvrir
une nouvelle route
Il faut noter que dans DSR aucun message peacuteriodique de commande nest
employeacute pour lentretien de route
Lavantage principal de DSR est quil y a peu ou pas de messages de controcircle
quand peu de sources communiquent avec les destinations rarement
acceacutedeacutees Mais peut avoir le problegraveme de grand eacutechelle (scalability)
Pendant que le reacuteseau devient plus grand les paquets de commande et les
paquets de messages devIcircennent eacutegalement plus grands puisquils doivent
veacutehiculer des adresses pour chaque nœud dans le chemin
5shyFigure 5 transfert du poquet du nœud 9 ou nœud 5
32 Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) [PER 99]
AODV est essentiellement une combinaison de DSR et de DSDV Il combine le
meacutecanisme de demande de base de la deacutecouverte et de lentretien de
route de DSR et de lutilisation du routage de saut-par- saut des numeacuteros de
seacutequence et des eacutechanges peacuteriodiques de DSDV
Quand un nœud S a besoin dune route agrave une certaine destination D il
diffuse un message de demande de route agrave ses voisins y compris le dernier numeacutero de seacutequence pour cette destination La demande de route est
inondeacutee en quelque sorte par le reacuteseau jusquagrave ce quelle atteigne un nœud
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 92
qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 93
termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 94
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 96
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
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NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
Lors de lenvoi des donneacutees si la source possegravede des informations reacutecentes sur
la localisation du nœud destination elle choisit un ensemble de nœuds voisins
qui sont localiseacutes dans la direction sourcedestination Si un tel ensemble
nexiste pas les donneacutees sont inondeacutees dans le reacuteseau entier Dans le cas ougrave
de tels nœuds existeraient une liste qui contient leurs identificateurs est inseacutereacutee agrave la tecircte du paquet de donneacutees avant la transmission Seulement les
nœuds qui sont speacutecifieacutes dans la liste de tecircte traitent le paquet Lors de la
reacuteception du paquet le nœud de transit deacutetermine sa propre liste des nœuds
prochains et envoie le paquet avec la nouvelle liste de tecircte Si aucun voisin
nest localiseacute dans la direction de la destination le paquet reccedilu est ignoreacute
Quand le nœud destination reccediloit les donneacutees il envoie des acquittements agrave la source dune maniegravere similaire
Cependant dans le cas de reacuteception par inondation les acquittements ne
sont pas envoyeacutes Dans le cas ougrave la source envoie les donneacutees en speacutecifiant les nœuds suivants (en se basant sur les localisations) un timer associeacute agrave la
reacuteception des acquittements est activeacute Si aucun acquittement nest reccedilu
avant lexpiration du timeout les donneacutees seront retransmises en utilisant une
diffusion ordinaire [LEM 00]
3 Les protocoles de routage reacuteactifs
Comme nous lavons vu dans la section preacuteceacutedente les protocoles de
routage pro-actifs essaient de maintenir les meilleurs chemins existants vers
toutes les destinations possibles ( qui peuvent repreacutesenter lensemble de tous les nœuds du reacuteseau) au niveau de chaque nœud du reacuteseau Les routes sont
sauvegardeacutees mecircme si elles ne sont pas utiliseacutees La sauvegarde permanente
des chemins de routage est assureacutee par un eacutechange continu des messages
de mise agrave jour des chemins ce qui induit un controcircle excessif surtout dans le cas des reacuteseaux de grande taille
Les protocoles de routage reacuteactifs (dits aussi protocoles de routage agrave la demande l repreacutesentent les protocoles les plus reacutecents proposeacutes dans le but
dassurer le service du routage dans les reacuteseaux sans fil La majoriteacute des solutions proposeacutees pour reacutesoudre le problegraveme de routage dans les reacuteseaux
ad hoc et qui sont eacutevalueacutees actuellement par le groupe de travail MANET
( Mobile Ad Hoc Networking Working Groupe l de lIETF [ Internet Engineering
T ask Force) appartiennent agrave cette classe de protocoles de routage
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 90
Les protocoles de routage appartenant agrave cette cateacutegorie creacuteent et maintiennent les routes selon les besoins Lorsque le reacuteseau a besoin dune route une proceacutedure de deacutecouverte globale de routes est lanceacutee et cela
dans le but dobtenir une information speacutecifieacutee inconnue au preacutealable
31 Dynamlc Source Routfng (DSR) [JOH 96)
DSR est baseacute sur le routage de source ougrave la source indique le chemin
complet agrave la destination dans len-tecircte du paquet et chaque noeud le long
de ce chemin expeacutedie simplement le paquet au prochain saut indiqueacute dans le chemin (voir figure 5) Il utilise un cache de routes Par conseacutequent une source controcircle dabord son cache de routes pour deacuteterminer la route agrave la
destination Si une route est trouveacutee la source utilise cette route Autrement
la source emploie un protocole de deacutecouverte de route pour construire une
route
Dans la deacutecouverte de route la source diffuse par inondation un paquet de
requecircte dans le reacuteseau et la reacuteponse est retourneacutee par la destination ou un
autre nœud qui peut accomplir la requecircte de son cache de routes Chaque
paquet de requecircte a une identification unique ID et une liste initialement vide En recevant un paquet de requecircte si un nœud a deacutejagrave vu cette
identification (duplication) ou il trouve sa propre adresse deacutejagrave enregistreacutee dans la liste il ignore la copie et arrecircte linondation autrement il appose sa
propre adresse dans la liste et envoie la requecircte agrave ses voisins ceci dans le cas ougrave il na pas de chemin cacheacute vers la destination Si un nœud peut accomplir
la requecircte de son cache de routes il peut envoyer un paquet de reacuteponse agrave
la source sans propager le paquet de requecircte plus loin
En outre nimporte quel nœud participant agrave la deacutecouverte de route peut apprendre des routes agrave travers des paquets de donneacutees en transit et recueillir
cette information de routage dans son cache de routes Ce protocole de deacutecouverte de route est semblable au protocole laquo Address Resolution
Protocol raquode lInternet (ARP) sauf que les demandes dARP ne se propagent
pas au-delagrave dun routeur Il est eacutegalement semblable au protocole de
deacutecouverte de route utiliseacute dans des passerelles de routage de source dans 1EEE 802 LANs
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 91
Un eacutechec de route peut se produire puisque les nœuds mobiles se deacuteplacent
dun endroit agrave lautre Un eacutechec de route peut ecirctre deacutetecteacute par le protocole
de la couche liaison ou il peut ecirctre implicite quand aucune eacutemission na eacuteteacute
reccedilue pendant un moment dun ancien voisin Quand un eacutechec de route est deacutetecteacute le nœud deacutetectant leacutechec envoie un paquet derreur agrave la source
qui emploie alors le protocole de deacutecouverte de route encore pour deacutecouvrir
une nouvelle route
Il faut noter que dans DSR aucun message peacuteriodique de commande nest
employeacute pour lentretien de route
Lavantage principal de DSR est quil y a peu ou pas de messages de controcircle
quand peu de sources communiquent avec les destinations rarement
acceacutedeacutees Mais peut avoir le problegraveme de grand eacutechelle (scalability)
Pendant que le reacuteseau devient plus grand les paquets de commande et les
paquets de messages devIcircennent eacutegalement plus grands puisquils doivent
veacutehiculer des adresses pour chaque nœud dans le chemin
5shyFigure 5 transfert du poquet du nœud 9 ou nœud 5
32 Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) [PER 99]
AODV est essentiellement une combinaison de DSR et de DSDV Il combine le
meacutecanisme de demande de base de la deacutecouverte et de lentretien de
route de DSR et de lutilisation du routage de saut-par- saut des numeacuteros de
seacutequence et des eacutechanges peacuteriodiques de DSDV
Quand un nœud S a besoin dune route agrave une certaine destination D il
diffuse un message de demande de route agrave ses voisins y compris le dernier numeacutero de seacutequence pour cette destination La demande de route est
inondeacutee en quelque sorte par le reacuteseau jusquagrave ce quelle atteigne un nœud
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 92
qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
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termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 94
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 96
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
Les protocoles de routage appartenant agrave cette cateacutegorie creacuteent et maintiennent les routes selon les besoins Lorsque le reacuteseau a besoin dune route une proceacutedure de deacutecouverte globale de routes est lanceacutee et cela
dans le but dobtenir une information speacutecifieacutee inconnue au preacutealable
31 Dynamlc Source Routfng (DSR) [JOH 96)
DSR est baseacute sur le routage de source ougrave la source indique le chemin
complet agrave la destination dans len-tecircte du paquet et chaque noeud le long
de ce chemin expeacutedie simplement le paquet au prochain saut indiqueacute dans le chemin (voir figure 5) Il utilise un cache de routes Par conseacutequent une source controcircle dabord son cache de routes pour deacuteterminer la route agrave la
destination Si une route est trouveacutee la source utilise cette route Autrement
la source emploie un protocole de deacutecouverte de route pour construire une
route
Dans la deacutecouverte de route la source diffuse par inondation un paquet de
requecircte dans le reacuteseau et la reacuteponse est retourneacutee par la destination ou un
autre nœud qui peut accomplir la requecircte de son cache de routes Chaque
paquet de requecircte a une identification unique ID et une liste initialement vide En recevant un paquet de requecircte si un nœud a deacutejagrave vu cette
identification (duplication) ou il trouve sa propre adresse deacutejagrave enregistreacutee dans la liste il ignore la copie et arrecircte linondation autrement il appose sa
propre adresse dans la liste et envoie la requecircte agrave ses voisins ceci dans le cas ougrave il na pas de chemin cacheacute vers la destination Si un nœud peut accomplir
la requecircte de son cache de routes il peut envoyer un paquet de reacuteponse agrave
la source sans propager le paquet de requecircte plus loin
En outre nimporte quel nœud participant agrave la deacutecouverte de route peut apprendre des routes agrave travers des paquets de donneacutees en transit et recueillir
cette information de routage dans son cache de routes Ce protocole de deacutecouverte de route est semblable au protocole laquo Address Resolution
Protocol raquode lInternet (ARP) sauf que les demandes dARP ne se propagent
pas au-delagrave dun routeur Il est eacutegalement semblable au protocole de
deacutecouverte de route utiliseacute dans des passerelles de routage de source dans 1EEE 802 LANs
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 91
Un eacutechec de route peut se produire puisque les nœuds mobiles se deacuteplacent
dun endroit agrave lautre Un eacutechec de route peut ecirctre deacutetecteacute par le protocole
de la couche liaison ou il peut ecirctre implicite quand aucune eacutemission na eacuteteacute
reccedilue pendant un moment dun ancien voisin Quand un eacutechec de route est deacutetecteacute le nœud deacutetectant leacutechec envoie un paquet derreur agrave la source
qui emploie alors le protocole de deacutecouverte de route encore pour deacutecouvrir
une nouvelle route
Il faut noter que dans DSR aucun message peacuteriodique de commande nest
employeacute pour lentretien de route
Lavantage principal de DSR est quil y a peu ou pas de messages de controcircle
quand peu de sources communiquent avec les destinations rarement
acceacutedeacutees Mais peut avoir le problegraveme de grand eacutechelle (scalability)
Pendant que le reacuteseau devient plus grand les paquets de commande et les
paquets de messages devIcircennent eacutegalement plus grands puisquils doivent
veacutehiculer des adresses pour chaque nœud dans le chemin
5shyFigure 5 transfert du poquet du nœud 9 ou nœud 5
32 Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) [PER 99]
AODV est essentiellement une combinaison de DSR et de DSDV Il combine le
meacutecanisme de demande de base de la deacutecouverte et de lentretien de
route de DSR et de lutilisation du routage de saut-par- saut des numeacuteros de
seacutequence et des eacutechanges peacuteriodiques de DSDV
Quand un nœud S a besoin dune route agrave une certaine destination D il
diffuse un message de demande de route agrave ses voisins y compris le dernier numeacutero de seacutequence pour cette destination La demande de route est
inondeacutee en quelque sorte par le reacuteseau jusquagrave ce quelle atteigne un nœud
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 92
qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
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termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
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par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
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cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
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38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
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NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
Un eacutechec de route peut se produire puisque les nœuds mobiles se deacuteplacent
dun endroit agrave lautre Un eacutechec de route peut ecirctre deacutetecteacute par le protocole
de la couche liaison ou il peut ecirctre implicite quand aucune eacutemission na eacuteteacute
reccedilue pendant un moment dun ancien voisin Quand un eacutechec de route est deacutetecteacute le nœud deacutetectant leacutechec envoie un paquet derreur agrave la source
qui emploie alors le protocole de deacutecouverte de route encore pour deacutecouvrir
une nouvelle route
Il faut noter que dans DSR aucun message peacuteriodique de commande nest
employeacute pour lentretien de route
Lavantage principal de DSR est quil y a peu ou pas de messages de controcircle
quand peu de sources communiquent avec les destinations rarement
acceacutedeacutees Mais peut avoir le problegraveme de grand eacutechelle (scalability)
Pendant que le reacuteseau devient plus grand les paquets de commande et les
paquets de messages devIcircennent eacutegalement plus grands puisquils doivent
veacutehiculer des adresses pour chaque nœud dans le chemin
5shyFigure 5 transfert du poquet du nœud 9 ou nœud 5
32 Ad Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) [PER 99]
AODV est essentiellement une combinaison de DSR et de DSDV Il combine le
meacutecanisme de demande de base de la deacutecouverte et de lentretien de
route de DSR et de lutilisation du routage de saut-par- saut des numeacuteros de
seacutequence et des eacutechanges peacuteriodiques de DSDV
Quand un nœud S a besoin dune route agrave une certaine destination D il
diffuse un message de demande de route agrave ses voisins y compris le dernier numeacutero de seacutequence pour cette destination La demande de route est
inondeacutee en quelque sorte par le reacuteseau jusquagrave ce quelle atteigne un nœud
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 92
qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 93
termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 94
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 96
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
qui a une route agrave la destination Chaque nœud qui expeacutedie la demande de route creacutee une route inverseacutee au nœud S Quand la demande de route atteint un nœud qui a une route agrave D ce nœud
produit une reacuteponse de route qui contient le nombre de sauts neacutecessaires
pour atteindre 0 et le numeacutero de seacutequence pour 0 le plus reacutecemment vu par
le nœud produisant la reacuteponse
Chaque nœud qui participe agrave lexpeacutedition de cette reacuteponse vers le creacuteateur
de la demande de route (le nœud S) creacutee une route vers D Leacutetat creacuteeacute
dans Chaque nœud se rappelle seulement du prochain saut et pas la route
entiegravere comme il serait fait dans DSR
Afin de mettre agrave jour des routes une version de AODV exige que chaque
nœud transmette peacuteriOdiquement un message HELLO agrave une cadence dune
fois par seconde Labsence de reacuteception de trois messages HELLO
conseacutecutifs dun voisin est prise comme indication que le lien vers ce dernier
est invalide AODV suggegravere briegravevement quun nœud puisse employer des
meacutethodes de la couche physique ou de la couche de liaison pour deacutetecter
des ruptures de lien aux nœuds quil considegravere voisins
Quand un lien devient invalide tout nœud ascendant qui a reacutecemment
expeacutedieacute des paquets agrave une destination en utilisant ce lien est signaleacute via une
reacuteponse non solliciteacutee de route contenant une meacutetrique infinie pour cette
destination Agrave la reacuteception dune telle reacuteponse de route un nœud doit eacutetablir
une nouvelle route agrave la destination en utilisant la deacutecouverte de route
comme deacutecrit ci-dessus AODV ne peut fonctionner quavec les liens
bidirectionnels ce qui repreacutesente un inconveacutenient
33 Clusfer Based Rouflng Profocol (CBRP) [JIA 99] Dans le protocole de routage baseacute sur les groupes (CBRP) et comme son
nom lindique les nœuds sont diviseacutes en groupes (voir figure 6) Pour former des groupes lalgorithme suivant est utiliseacute
Quand un nœud entre dans le reacuteseau il entre dans leacutetat indeacutecis
deacuteclenche un timer et envoie le message HELLO Quand un chef de groupe
reccediloit ce message il reacutepond avec un message HELLO immeacutediatement Quand
le nœud indeacutecis reccediloit ce message il passe son eacutetat en membre (cest agrave dire il devient un membre de groupe) Si le deacutelai de garde du nœud indeacutecis
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 93
termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 94
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 96
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
termine alors il devient un chef de groupe sil a au moins un lien bishy
directionnel agrave un certain voisin autrement il reste dans leacutetat indeacutecis et reacutepegravete
la proceacutedure encore
les chefs de groupe (Clusterheads) sont changeacutes aussi rarement que possible
Chaque nœud met agrave jour une table des voisins Pour chaque voisin la table
des voisins dun nœud contient le mode du lien (uni- ou bi-directionnel) et
leacutetat du voisin (chef du groupe ou membre) Un chef de groupe garde des
informations sur les membres de son groupe et eacutegalement met agrave jour une table dadjacence de groupe qui contient des informations sur les groupes
voisins Pour chaque groupe voisin une entreacutee dans cette table contient la
passerelle par laquelle le groupe peut ecirctre acceacutedeacute et le chef de groupe (voir la figure 6 b)
Quand une source doit envoyer des donneacutees agrave la destination elle diffuse par
inondation des paquets de demande de route (mais seulement aux chefs de groupes voisins)
Agrave la reacuteception de la demande un chef de groupe veacuterifie si la destination est dans son groupe Si oui alors il envoie la demande directement agrave la
destination autrement il lenvoie agrave tous ses chefs de groupe adjacents
Ladresse de chefs de groupe est enregistreacutee dans un paquet ainsi un chef de
groupe supprime un paquet de demande quil a deacutejagrave vu
Quand la destination reccediloit le paquet de demande elle reacutepond avec la route qui a eacuteteacute enregistreacutee dans le paquet de demande Si la source ne reccediloit
pas de reacuteponse au cours dune peacuteriode de temps donneacutee elle essaye denvoyer la demande de route de nouveau
Dans CBRP le routage est fait en utilisant le routage de sourcesource
routing) Il utilise eacutegalement le raccourcissement de route en recevant un
paquet de route source le nœud essaye de trouver le nœud le plus lointain
dans la route qui est son voisin (ceci pourrait avoir lieu agrave cause du
changement de topologie) et envoie le paquet agrave ce nœud reacuteduisant de ce
fait la route
En envoyant le paquet si un nœud deacutetecte un lien deacutefaillant il renvoie un
message derreur agrave la source et utilise alors un meacutecanisme local de reacuteparation
Dans le meacutecanisme local de reacuteparation quand un nœud trouve que le
prochain saut est inaccessible il voit si le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 94
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 96
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
par un de ses voisins ou si le saut qui suit le prochain saut peut ecirctre acceacutedeacute par nimporte quel autre voisin Si un de ces deux cas est veacuterifieacute le paquet
peut ecirctre envoyeacute sur le chemin reacutepareacute
---- ---- shy
J
- r) r (icirc)
~
- B -lt~ r 0 1 (6)
li)
~ 1 middot -t--t--- c
1 1 1 J1
- 1 1
_(4) 1 -1 1
A 1 - --~ D l
1 1
JL----~ -
_--
a)
15 6 7 1c) Uste de membres du groupe C
GROUPE NŒUD
DE LIAISON REPREacuteSENTANT
B 5 2 D 7 8
Voisin Statut Etat de lien
8 Repreacutesentant de Irouoe
Uni ou bidirectionnell
7 Nœud de liaison Uni ou bidirectionnel
b) Table des groupes adjacents pour le nœud d) Table des voisins pour le nœud 9
Figure 6 exemple de deacutecomposition des groupes dans CBRP
34 Ughtwelght Mobile Routlng (LMR) [COR 95)
LMR (Le routage leacuteger mobile) utilise la meacutethode source-initiated qui construit
des routes seulement une fois quun un nœud source en a deacutecideacute
Pour construire une route vers une destination donneacutee le nœud source diffuse
par inondation dans le reacuteseau un paquet de requecircte QRY Un nœud donneacute
nenvoie un paquet QRY quune seule fois (les paquets de requecircte dupliqueacutes
peuvent ecirctre deacutetecteacutes puisque chaque paquet a un numeacutero de seacutequence unique)
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 95
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 96
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
Un paquet de reacuteponse RPY est retourneacute vers le nœud source par un ou
plusieurs nœuds qui ont une route agrave la destination Un nœud donneacute reccediloit le
paquet RPY agrave travers des liens appeleacutes upstream links ou liens ascendants On
dit quun nœud a une route sil connaicirct le prochain saut dans la route vers la
destination cest-agrave-dire il a au moins un lien qui peut mener agrave la destination
appeleacute downstream link ou lien descendant
Le paquet RPY passe seulement par des Hens non dirigeacutes transformant ces
liens non dirigeacutes en liens dirigeacutes vers lorigine de la reacuteponse Apregraves que la
propagation de reacuteponse est termineacutee LMR construit un ensemble de multiples routes sans boucle enracineacutees agrave la destination (construction dun DAG ou
Direct Acyclic Graph) comme repreacutesenteacute dans la figure 7
SOIlJe SOIlJEI
DestiMtion DestiMtion
Figure 7 Le processus de requete-reacuteponse
Le protocole garantit que tous les nœuds participant agrave linondation de
reacuteponse obtiennent une ou plusieurs routes Les routes suppleacutementaires
augmentent la fiabiliteacute En outre si linformation de nombre de sauts est
ajouteacutee dans le paquet de reacuteponse chaque nœud peut ameacuteliorer sa
deacutecision de routage en choisissant le chemin le plus court Lutilisation des
routes optimales a une importance secondaire limportance primaire est de trouver une route rapidement afin quelle puisse ecirctre utiliseacutee avant que la topologie ne change
Dans la figure 8(a)le nœud Y perd son lien descendant agrave la destination Ceci
deacuteclenche le meacutecanisme dinversion de lien Dans la figure 8(b) le nœud Y
renverse la direction de tous ses liens ascendants par un paquet deacutechec FQ Linversion du nœud y fait perdre au nœud X son lien descendant ainsi il
renverse plus tard son unique lien ascendant par lexpeacutedition dun paquet FQ au nœud ascendant (la figure 8(c)) Dautre part linversion du nœud Y ne
RIST Vol 12 nOO2 Anneacutee 2002 96
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
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SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
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(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
cause pas le renversement de lien par V puisquil a toujours un lien descendant agrave la destination Dans ce cas le nœud Y arrecircte la transmission
du paquet FQ et diffuse un paquet RPY
11X l 1 1 11-1 1~stiuItian DtstituItlon DestiDItiœ
(a) (b) (c)
Figure 8 Processus dinversement de liens
Les avantages important de LMR sont
1- LMR n a pas besoin des informations globales de connectiviteacute
2- Chaque nœud a besoin seulement de connaicirctre les liens vers ses voisins
adjacents 3- Les nœuds nont pas besoin de garder linformation de routage
complegravete (c-agrave-d chemin complet agrave la destination) au lieu de cela ils
doivent savoir seulement les nœuds de prochain-saut
4- LMR a la capaciteacute de maintenir les chemins multiples sans boucle agrave
une destination donneacutee ougrave les chemins suppleacutementaires augmentent
la fiabiliteacute
Linconveacutenient de LMR est quil peut prendre beaucoup de temps pour
converger si un eacutechec de lien (ou le changement topologique) deacutecoupe le reacuteseau Dans une telle situation LMR peut construire temporairement des
routes invalides
35 Temporally-Ordered Roufing Aigorithm (TORA) [PAR 97]
TORA est un protocole de routage distribueacute baseacute sur un algorithme dinversion
de liens et deacuteriveacute du protocole LMR Il est conccedilu pour
Deacutecouvrir les routes agrave la demande
Fournir plusieurs routes pour une mecircme destination
Minimiser leffet des changements de la topologie
RIST Vol 12 n0 02 Anneacutee 2002 97
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
Loptimisation de route est consideacutereacutee dimportance secondaire et les plus
longues routes sont souvent utiliseacutees pour eacuteviter le temps de deacutecouvrir de
nouvelles routes
Le protocole exeacutecute trois fonctions (a) creacuteation des routes (b) maintenance
des routes et (c) suppression des routes
Chaque nœud i maintient un quintupleacute qui lui est associeacute ce dernier contient
les champs suivants Le temps logique de deacutefaillance ( tau[i] ) lunique ID du
nœud deacutefinissant le nouveau niveau de reacutefeacuterence ( oid [i] J un bit indicateur de reacuteflexion ( r[i] L le paramegravetre dordre de propagation ( delta[i] ) et lunique
ID du nœud ( i ) les 3 premiers champs sont nommeacutes niveau de reacutefeacuterence
( reference level) et les 2 autres delta
Le processus de creacuteation (ou de deacutecouverte ) de routes pour une destination
donneacutee commence quand un nœud source diffuse un paquet ORY (query ) speacutecifiant lidentificateur de la destination ID-destination qui identifie le
nœud pour lequel lalgorithme est exeacutecuteacute Un nœud qui na pas un lien sortant (downstream link) et qui reccediloit le paquet ORY rediffuse le paquet agrave ses voisins Un nœud qui a un lien sortant met agrave jour sa taille et reacutepond par
lenvoi dun paquet UPD (updafe ) qui contient sa nouvelle taille Lors de la
reacuteception du paquet UPD le nœud reacutecepteur affecte la valeur de taille
contenue dans le paquet reccedilu plus un agrave sa propre taille agrave condition que
cette valeur soit la plus petite par rapport agrave celles des autres voisins De cette faccedilon un DAG est creacutee du nœud source vers le nœud destination (figure 9)
A cause de la mobiliteacute des nœuds des routes du DAG peuvent ecirctre rompues
dans ce cas une maintenance de routes doit ecirctre effectueacutee afin de reacutetablir un DAG pour la mecircme destination Quand un nœud i perd son dernier lien sortant agrave cause dune deacutefaillance sil existe toujours au moins un lien sortant
apregraves cette deacutefaillance aucune reacuteaction nest effectueacutee (figure 9(1 )) sinon il
lance un nouveau niveau de reacutefeacuterence cela est effectueacute comme suit le nœud i ajuste sa taille pour quelle repreacutesente le maximum de tailles des
nœuds voisins Le nœud transmet par la suite un paquet UPD contenant la nouvelle taille Par conseacutequent tous les liens vont ecirctre orienteacutes du nœud i vers ses voisins car la taille de i est devenue la plus grande taille La diffusion du
paquet UPD inverse le sens dun ensemble de liens qui participent dans les
RIST Vol 12 0deg02 Anneacutee 2002 98
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
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SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
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~ 1
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Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
chemins ougrave une deacutefaillance est deacutetecteacutee ce qui reconstruit le DAG ou indique agrave la source linvaliditeacute des chemins rompus (figure 9(234))
La fonction de suppression du protocole TORA est effectueacutee en diffusant un
paquet CLR ( clearJ dans le reacuteseau et cela afin de supprimer les routes invalides qui sont sauvegardeacutees localement par les nœuds du reacuteseau Cela
est fail par exemple dans le cas de deacutetection de partitions
TORA suppose que tous les nœuds ont des horloges synchroniseacutees par une source de temps externe comme Global Positioning System (GPS ) ce qui
limite son application Si la source de temps externe tombe en panne cet
algorithme cesse de fonctionner
() (3)
Figure 9 Creacuteation et maintenance des routes dans TORA
36 Associativlty Based Routing (ABR) [TOH 96]
Le protocole ABR utilise une nouvelle approche de routage il deacutefinit une
nouvelle meacutetrique connue sous le nom de degreacute de stabiliteacute dassociation
Dans lABR le chois des routes est baseacute sur les eacutetats dassociativiteacute des nœuds Les routes choisies ainsi auront probablement une dureacutee de vie longue
Chaque nœud produit des laquo beacons raquo (message de controcircle) peacuteriodiques
pour signaler son existence Quand un nœud voisin reccediloit un beacon il met agrave jour ses tables dassociativiteacute Pour chaque beacon reccedilu un nœud increacutemente sa valeur dassociativiteacute qui correspond au nœud eacutemetteur
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 99
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
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SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
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38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
La stabiliteacute dassociation signifie la stabiliteacute de la connexion dun nœud avec
un autre Une valeur dassociativiteacute eacuteleveacutee avec un nœud indique un bas
eacutetat de mobiliteacute du nœud alors quune valeur basse de valeur dassociativiteacute
peut indiquer un eacutetat eacuteleveacute de mobiliteacute
Lobjectif principal du protocole ABR est de trouver des chemins de longue
dureacutee de vie ABR consiste en trois fonctions (a) deacutecouverte des routes (b)
reconstruction des routes r RRC J et cl suppression des routes
La phase de deacutecouverte des routes repreacutesente un cycle de diffusion de
requecircte et dattente de reacuteponse ( BQ-REPLY ) Le nœud source diffuse un
message BQ ( Broadcast Query ) (figure 10(allafin de trouver les nœuds qui
megravenent vers la destination Un nœud fait transiter le BQ reccedilu au plus une fois
Un nœud de transit ( ou intermeacutediaire) rajoute son adresse et ses intervalles
dassociativiteacute au paquet de la requecircte Le nœud suivant dans le chemin ne
maintient que lintervalle dassociativiteacute qui lui est associeacute et celui du nœud
preacuteceacutedent dans le chemin De cette maniegravere chaque paquet qui arrive agrave la destination va contenir les intervalles dassociativiteacute des nœuds qui
appartiennent au chemin reliant la source et la destination Le nœud destination peut donc choisir le meilleur chemin en examinant les intervalles
dassociativiteacute qui existent dans chaque chemin Si plusieurs chemins ont le
mecircme degreacute de stabiliteacute dassociation le chemin ayant le plus petit nombre de nœuds ( ie le chemin le plus court) est choisi Une fois cela est fait le nœud destination envoie un paquet de reacuteponse ( appeleacute REPLY J au nœud source en utilisant le chemin choisi Les nœuds qui appartiennent au chemin
suivi par le paquet REPLY marquent que leurs routes sont valides le reste des
routes reste inactif
La phase de reconstruction de routes RRC J consiste en une deacutecouverte
partielle de routes une suppression de routes invalides une mise agrave jour de routes valides et enfin une nouvelle deacutecouverte de routes et cela suivant le
cas du nœud qui a causeacute le mouvement dune route Le mouvement du
nœud source implique un nouveau processus BQ-REPLY car le protocole de routage est initieacute-source Un message de notification de route RN ( Route
Notification) (figure 10(a)) est utiliseacute dans le but deacuteliminer les routes des
nœuds suivants dans le chemin Si le nœud source est la source du
mouvement les nœuds qui le preacutecegravedent dans le chemin suppriment la route
invalide correspondante Le protocole utilise aussi un processus de requecircte
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 100
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
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1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
de localisation ( LQ[h] ) (figure 10(b)) pour deacuteterminer si un nœud voisin - de
rang h dans le chemin sourcedestination - peut ecirctre toujours atteint ou pas Si
la destination reccediloit le paquet LQ elle seacutelectionne le meilleur chemin partiel existant et lenvoie dans un paquet de reacuteponse REPLY Dans le cas contraire
le nœud qui a initieacute le processus de localisation attend jusquagrave lexpiration de
son timeout et relance par la suite le mecircme processus pour le voisin suivant Si
le processus de localisation LQ eacutechoue pour tous les voisins un certain nombre de fois la source initie un nouveau processus BQ
Quand un chemin trouveacute devient non utiliseacute par une certaine source une diffusion deacutelimination de route RD ( Route Deete J est lanceacutee Tous les nœuds qui appartiennent au chemin non utiliseacute suppriment les entreacutees correspondantes de leurs tables de routage La diffusion du message
deacutelimination de routes doit ecirctre faite dune maniegravere globale pour supprimer toutes les routes qui pouvaient ecirctre construites suite agrave une phase de reconstruction des routes
~ lQlHI7~)DEST-- ~at
L- -- ~=3 (1RN[01~ DEST
RN[oi
a) (b)
Figule 10 Les phases de ABR
37 Signal Stabllity Roufing (SSR) [OUB 97)
Le protocole de routage adaptatif SSR choisit les routes en se basant sur la puissance de signal entre les nœuds et la stabiliteacute de lemplacement des nœuds
Ce critegravere de seacutelection de route a leffet de choisir les routes qui ont une connectiviteacute plus forte
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 101
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
l fI 1
DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
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~ 1
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~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
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doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
5- Bibliographie
[AGG 98) George Aggelou and Rahim Tafazolli RDMAR A bandwidthshy
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hoc mobile computing Proceeding 1996 IEEE 15th Annual Int Phoenix Conf
Comp And Commun pp 480-86 March 1996
RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
SSR comporte deux protocoles coopeacuteratifs le protocole dynamique de
routage (DRP) et le protocole de routage statique SRP
Le DRP maintient la table de stabiliteacute de signal (SST) et la Table de routage
(RT) Le SST enregistre la puissance de signal des nœuds voisins obtenus par
des messages peacuteriodiques de la couche de lien de chaque nœud voisin
La puissance de signal a deux valeurs canal fort ou faible Toutes les
transmissions sont reccedilues et traiteacutees par DRP Apregraves la mise agrave jour des entreacutees
approprieacutees de la table le DRP passe le paquet vers le SRP Le SRP passe le
paquet agrave la pile si cest le reacutecepteur cibleacute Sinon il recherche la destination
dans la table de routage RT et expeacutedie le paquet S il ny a aucune entreacutee
pour la destinatfon dans RI il lance le processus de recherche de route pour
trouver une route Les paquets de demandes de routes sont expeacutedieacutes au
prochain saut seulement sils sont reccedilus sur des canaux puissants et nont pas
eacuteteacute preacuteceacutedemment traiteacutes (pour eacuteviter de former une boucle) La destination
choisit le premier paquet de demande de route arriveacute pour le renvoyer car il
est fortement probable que le paquet soit arriveacute via le chemin le plus court et
ou le moins encombreacute
Le DRP renverse la route choisie et envoie le message de reacuteponse laquo routeshy
reply) agrave linitiateur de la demande de route Les DRP des nœuds tout au long
du chemin mettent agrave jour leur RTs en conseacutequence
Les paquets de recherche de chemin arrivant agrave la destination sont
neacutecessairement arriveacutes sur le chemin de stabiliteacute de signal la plus puissante
parce que les paquets arrivant sur un canal faible sont abandonneacutes aux
nœuds intermeacutediaires Si le deacutelai de garde de la source termine avant de
recevoir une reacuteponse alors elle change le champ PREF de lentecircte pour
indiquer que les canaux faibles sont acceptables (peut ecirctre seulement en
utilisant ces liens que le paquet peut ecirctre propageacute)
Quand une panne de lien est deacutetecteacutee dans le reacuteseau les nœuds
intermeacutediaires envoient un message derreur agrave la source indiquant quel canal
est deacutefaillant La source envoie alors un message deffacement pour informer
tous les nœuds que ce lien est devenu invalide ensuite il initie une nouvelle
recherche de route pour trouver un nouveau chemin agrave la destination
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 102
38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 103
(Xd YdJ0 ________ _
li
(jCdYd)
RequtSlt ZfilU ~
L 111 $~~~I
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DIlT i~ r Jil$
m~Tn 4~ l DJsri
J ) )
~ 1
N -1 ~
~ 1
Nit - DIS1kbull 1 bull JJ~ TY Y fi sOUumlY~l 50(amp y) K
NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
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Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
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4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
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Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
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ou de nœuds
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38 LocatIon Alded Routing (LAR) [KO 8] Le protocole LAR est similaire au DSR mais la diffeacuterence reacuteside dans le fait quil
utilise les informations de localisation fournies par le systegraveme de positionnement global appeleacute GPS i Global Positioning System ) dans le but
de limiter linondation des paquets de requecircte de route Afin dassurer cela
deux approches peuvent ecirctre utiliseacutees
Dans la premiegravere approche (figure 11 [a)) un nœud source deacutefinit une reacutegion
circulaire dans laquelle la destination peut ecirctre localiseacutee Lestimation de position et la taille de la reacutegion se fait en se basant sur
1- La position de la destination telle quelle est connue par la source
2- linstant qui correspond agrave cette position
3- la vitesse moyenne du mouvement de la destination Le plus petit rectangle couvrant la reacutegion circulaire est appeleacute la zone de
requecircte Linformation calculeacutee est rattacheacutee au paquet de requecircte de route Cela est fait uniquement par le nœud source et les nœuds qui appartiennent agrave cette zone
Dans la deuxiegraveme approche (figure 11 (bJ) le nœud source calcule la distance qui le seacutepare de la destination et linclut dans le paquet de requecircte
de route Ce dernier est envoyeacute par la suite aux nœuds voisins Quand un nœud reccediloit le paquet de requecircte il calcule la distance qui le seacutepare de la destination et la compare avec la distance contenue dans le paquet reccedilu
Dans le cas ougrave la distance calculeacutee est infeacuterieure ou eacutegale agrave la distance reccedilue le nœud envoie le paquet reccedilu Lors de lenvoi le nœud met agrave jour le
champ de distance avec sa propre distance qui le seacutepare du nœud destination
Dans les deux meacutethodes si aucune reacuteponse de route nest reccedilue en
deacutepassant une certaine peacuteriOde ( Le le timeout ) le nœud source rediffuse
une nouvelle requecircte de route en utilisant une diffusion pure ( ie une diffusion sans limitation )
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(Xd YdJ0 ________ _
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(jCdYd)
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NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
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1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
5- Bibliographie
[AGG 98) George Aggelou and Rahim Tafazolli RDMAR A bandwidthshy
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RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
(Xd YdJ0 ________ _
li
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RequtSlt ZfilU ~
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NtffitOIt SpoCE Wttworli Spou
(a) (b)
figure Il Les deux approches de LAR
39 Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing (RDMAR) [AGG99]
Le protocole de Routage baseacute sur la Micro deacutecouverte des Distances
Relatives ou RDMAR ( Relative Distance Micro-discovery Ad hoc Routing ) est
un protocole reacuteactif conccedilu principalement pour sadapter aux changements
rapides des reacuteseaux ad hoc en reacuteduisant le controcircle utiliseacute
Une des principales caracteacuteristiques de ce protocole est que la reacuteaction aux
deacutefaillances des liens est limiteacutee agrave une petite reacutegion qui se trouve proche du
lieu du changement dans le reacuteseau Cela est assureacute gracircce agrave lutilisation dun
nouveau meacutecanisme de deacutecouverte de routes appeleacute la Micro-deacutecouverte
de Distance Relative ou RDM ( Relative Distance Micro-discovery ) Lideacutee de
base du RDM est que la diffusion des requecirctes peut se faire en se basant sur une distance relative ( RD) entre les paires des uniteacutes mobiles
Afin de reacutealiser cela une recherche de routes est deacuteclencheacutee chaque fois
entre deux nœuds du reacuteseau Un algorithme iteacuteratif est utiliseacute pour estimer la
RD qui seacutepare les deux nœuds et cela en utilisant les informations concernant
la mobiliteacute des nœuds le temps eacutecouleacute depuis la derniegravere communication et
lancienne valeur de la distance RD Sur la base de la nouvelle distance
calculeacutee la diffusion de requecircte est limiteacutee agrave une certaine reacutegion du reacuteseau
dans laquelle la destination peut ecirctre trouveacutee Cette limitation de diffusion
peut minimiser eacutenormeacutement le controcircle du routage ce qui ameacuteliore les
performances de la communication Comme nous lavons deacutejagrave vu les
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 104
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
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du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
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doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
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Communications Oct 1997
[IWA 99) Iwata C C Chiang G PeL M Gerla and L-W Chen Scalable
routing strategies for ad hoc wireless nefworks IEEE Journal on Seleded Areas
in Communications Special Issue on Ad-Hoc Networks pp1369-1379 August 1999
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 110
[JIA 99] Mingliang Jiang Jinyang Li YC Tay Cluster based routicircng
protocol IETF Draft August 1999 httpwwwietforginternet- droftsdraft-ietfshy
manet-cbrp-spec-Oltx t
[JOA 99] M Joa-Ng and I-T Lu A Peer-to-Peer zone-based two-Ievel link
state routing for mobile ad hoc networks IEEE Journal on Seleded Areas in
Communications Special Issue on Ad-Hoc Networks pp 1415-1425 August
1999
[JOH 96] DavidB Jhonson DavidA Maltz Dynamic Source Routing in Ad
Hoc wireless in Mobile Computing edited by T Imielinski and H Korth
chapter 5 pp 153-181 Kluwer 1996
[KO 98] Y-B Ko and NH Vaidya Location-aided routing (LAR ) in mobile ad
hoc networks In Proceedings of ACM IEEE MOBICOM98 Dallas Texas pp
66-75 Odober 1998
[LEM 00] Tayeb Lemlouma Le routage dans les reacuteseaux mobiles Ad Hoc
Mini projet USTHB 2000
[MUR 96] S Murthy and JJ Garcia-Luna-Aceves An efficient routing
protocol for wireless networks ACM Mobile Networks and Application Journal
Special Issue on routing in mobile Communication Networks pp183-197
October 1996
[PAR 97] V D Park and M S Corson A highly adaptive distributed routing
algorithm for mobile wireless networks Proceeding INFOCOM 97 pp 1405shy
1413 April 1997
[PEI 00] Guangyu PeL Mario Gerla Tsu-Wei Chen Fisheye State Routing in
Mobile Ad Hoc Networks Proceedings of the IEEE International Conference
on Communications PCC) New Orleans LA June 2000 pp 70-74
[PER 94] Charles E Perkins and Provin Bhagwat Highly dynamic destinationshy
sequenced distance-vector routing (DSDV) for mobile computer ACM
SIGCOMM94 Conference on Communications Architectures Protocols and Applications pp 234-244 1994
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 111
[PER 99] Charles EPerkins Elizabeth MRoyer Ad hoc on demand distance
vector (AODV) algorithm In Systems and Applications ( WMCSA99 ) page
90-100 1999
[TOH 96] Chai-Keong Toh uA novel distributed routing protocol to support ad
hoc mobile computing Proceeding 1996 IEEE 15th Annual Int Phoenix Conf
Comp And Commun pp 480-86 March 1996
RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
protocoles LAR et DREAM (sections 38 et 28 ) visent aussi agrave reacuteduire la zone
de propagation de requecirctes Cependant ces protocoles sont baseacutes sur
lutilisation du systegraveme de positionnement global GPS cet outil qui nest pas
toujours disponible pour tous les utilisateurs mobiles
Dans Je protocole RDMAR les donneacutees sont achemineacutees entre les nœuds du
reacuteseau en utilisant des tables de routage stockeacutees au niveau de chaque
nœud Chaque table de routage contient la liste des nœuds destinataires qui peuvent ecirctre atteints Une entreacutee qui est associeacutee agrave une destination donneacutee
contient les informations suivantes Le routeur par deacutefaut qui est un champ indiquant le nœud suivant agrave travers
lequel le nœud courant peut atteindre la destination Un champ RD qui donne la distance estimeacutee entre le nœud et la destination
Le temps de la derniegravere mise agrave lour appeleacute TLU ( Time Last Update ) qui
repreacutesente linstant de la derniegravere reacuteception des informations de routage qui
proviennent de la destination
Un champ appeleacute RT_Timeout qui contient Je temps repreacutesentant la dureacutee de vie de la route Le la dureacutee apregraves laquelle la route sera consideacutereacutee
invalide Un champ appeleacute Route Fag qui preacutecise si la route correspondante agrave la
destination est activeacutee ou non
Le RDMAR comprend deux algorithmes principaux lalgorithme de
Deacutecouverte de Route qui est responsable de trouver - si cest neacutecessaire - les
chemins et lalgorithme de Maintenance de routes dont le rocircle est de
deacutetecter les changements de la topologie du reacuteseau et de veacuterifier la validiteacute des chemins utiliseacutes
Quand un nœud reccediloit un appel pour une certaine destination j sachant quil nexiste pas de routes disponibles vers cette destination le nœud i initie une
phase de deacutecouverte de routes Ici le nœud a deux options soit de diffuser la
requecircte de route et cela dans le reacuteseau entier ou bien de limiter la
deacutecouverte agrave une petite reacutegion du reacuteseau si un certain modegravele de preacutediction de localisation peut ecirctre eacutetabli pour la destination j Dans ce dernier cas le
nœud source ou linitiateur de la phase de deacutecouverte de routes se reacutefegravere agrave sa table de routage pour extraire lancienne distance relative et le temps
eacutecouleacute depuis la derniegravere reacuteception des informations de routage qui provient
RIST vol 12 nOQ2 Anneacutee 2002 105
du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 106
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
5- Bibliographie
[AGG 98) George Aggelou and Rahim Tafazolli RDMAR A bandwidthshy
efficient routing protocol for mobile ad hoc networks Proceedings of the
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[IWA 99) Iwata C C Chiang G PeL M Gerla and L-W Chen Scalable
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[PAR 97] V D Park and M S Corson A highly adaptive distributed routing
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[PEI 00] Guangyu PeL Mario Gerla Tsu-Wei Chen Fisheye State Routing in
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[PER 99] Charles EPerkins Elizabeth MRoyer Ad hoc on demand distance
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Comp And Commun pp 480-86 March 1996
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du j Le nœud source calcule en Jtilisant les informations extraites la nouvelle
distance relative qui le seacutepare de la destination Le calcul fait est tregraves simple il
se base sur lutilisation de la formule suivante
deacuteplacement ( uniteacute mobile) = vitesse_ moyenne ( uniteacute mobile) temps
Le nœud i limite la distribution des requecirctes de route en inseacuterant une valeur
normaliseacutee de la nouvelle distance relative ( ROM_Radius) dans le champ TIL
de la tecircte du paquet requecircte de route RREQ Cette proceacutedure est appeleacutee la
Micro-deacutecouverte de distance relative [ RDM J
Notons que la nouvelle distance qui existe entre la source et la destination
apregraves leacutecoulement dun certain temps ne sobtient pas toujours en rajoutant
les deacuteplacements calculeacutes agrave lancienne valeur de la distance Durant
lintervalle de temps t le nœud source ( respectivement destination ) peut
ecirctre trouveacute agrave nimporte quel point du cercle ayant comme rayon la
valeur deacuteplacemenLSRC (respectivement deacuteplacemenLDST) Par
conseacutequent la nouvelle distance relative maximale est eacutegale agrave lancienne
distance relative plus deux fois le deacuteplacement calculeacute La distance relative
minimale est eacutegale agrave la valeur absolue de la diffeacuterence entre lancienne
distance relative et deux fois le nouveau deacuteplacement
Dans le protocole RDMAR la deacutecision du choix de chemin est prise au niveau
du nœud destination Seulement le meilleur chemin choisi sera valide les
autres chemins restent passifs Quand un nœud intermeacutediaire reccediloit un
paquet de donneacutees il traite dabord len-tecircte du paquet et envoie par la
suite le paquet au nœud suivant En plus de cela le nœud envoie un
message explicite au nœud preacuteceacutedent afin de tester si le lien de
communication qui existe entre les deux nœuds est bidirectionnel ou non De
cette maniegravere les nœuds qui envoient le paquet de donneacutees peuvent avoir
les informations de routage neacutecessaires pour lenvoi des acquittements au
nœud source Si un nœud i est incapable denvoyer le paquet de donneacutees agrave cause de lindisponibiliteacute de routes ou agrave cause des erreurs rencontreacutees le long
du chemin (deacutefaillance de liens ou de nœuds ) le nœud essaie de
retransmettre le paquet un certain nombre de fois
La raison de ces multiples essais est que la deacutefaillance pouvait ecirctre causeacutee
par des facteurs temporaires ( par exemple des bruits de signal) Cependant
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si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
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doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
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4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
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[HAA 97) Z Haas A new routing protocol for the reconfigurable wireless
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[IWA 99) Iwata C C Chiang G PeL M Gerla and L-W Chen Scalable
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RIST Vol 12 n002 Anneacutee 2002 110
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manet-cbrp-spec-Oltx t
[JOA 99] M Joa-Ng and I-T Lu A Peer-to-Peer zone-based two-Ievel link
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1999
[JOH 96] DavidB Jhonson DavidA Maltz Dynamic Source Routing in Ad
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[KO 98] Y-B Ko and NH Vaidya Location-aided routing (LAR ) in mobile ad
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66-75 Odober 1998
[LEM 00] Tayeb Lemlouma Le routage dans les reacuteseaux mobiles Ad Hoc
Mini projet USTHB 2000
[MUR 96] S Murthy and JJ Garcia-Luna-Aceves An efficient routing
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October 1996
[PAR 97] V D Park and M S Corson A highly adaptive distributed routing
algorithm for mobile wireless networks Proceeding INFOCOM 97 pp 1405shy
1413 April 1997
[PEI 00] Guangyu PeL Mario Gerla Tsu-Wei Chen Fisheye State Routing in
Mobile Ad Hoc Networks Proceedings of the IEEE International Conference
on Communications PCC) New Orleans LA June 2000 pp 70-74
[PER 94] Charles E Perkins and Provin Bhagwat Highly dynamic destinationshy
sequenced distance-vector routing (DSDV) for mobile computer ACM
SIGCOMM94 Conference on Communications Architectures Protocols and Applications pp 234-244 1994
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[PER 99] Charles EPerkins Elizabeth MRoyer Ad hoc on demand distance
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Comp And Commun pp 480-86 March 1996
RIST vot 12 n002 Anneacutee 2002 112
si le problegraveme persiste deux cas peuvent exister et cela suivant la distance relative qui existe entre le nœud i et la destination Si agrave linstant de la deacutefaillance le nœud i trouve en utilisant sa table de routage quil est proche du nœud destination il initie une proceacutedure RDM telle quelle est deacutecrite preacuteceacutedemment Dans le cas contraire Le le nœud est proche de la source du paquet de donneacutees le nœud avertit la source de la deacutefaillance en lui deacutelivrant le paquet Ce dernier cas est appeleacute la phase davertissement de deacutefaillance Durant la phase davertissement de deacutefaillance chaque nœud i qui reccediloit un paquet agrave renvoyer maintient une liste de tous les voisins pour lesquels le nœud i repreacutesente le routeur par deacutefaut correspondant agrave la destination j Cette liste appeleacutee la liste deacutependante est utiliseacutee pour envoyer les avertissements de deacutefaillance seulement aux nœuds qui utilisent le chemin deacutefaillant De cette maniegravere les nœuds qui ont besoin de routes peuvent chercher de nouveaux chemins Le message davertissement de deacutefaillance traverse les nœuds de transit jusquagrave ce quil arrive au nœud source Un nœud qui reccediloit le message davertissement doit supprimer de sa table de routage la route correspondante agrave la destination dans le cas ougrave le message est reccedilu agrave partir du nœud suivant associeacute agrave la destination
Le RDMAR propose deux optimisations dans le cas de deacutefaillances La premiegravere optimisation consiste agrave utiliser une technique appeleacutee la technique Cranback de deacutefaillance Dans cette technique un nœud i qui reccediloit un paquet de donneacutee garde dabord une copie temporaire du paquet avant de lenvoyer si i reccediloit un message derreur concernant le mecircme paquet i transmet le paquet en suivant un autre chemin - sil existe - au lieu de transmettre un message derreur au nœud source La deuxiegraveme optimisation concerne le cas ougrave un nœud i reccediloit un paquet destineacute agrave j sachant que le nœud suivant par exemple k associeacute agrave j ne peut pas ecirctre atteint Dans ce cas le nœud j peut envoyer un avertissement derreur agrave tous les nœuds sources dont le nœud i est participant dans leurs chemins actifs vers une destination 1 sachant que 1ne peut pas ecirctre atteinte agrave cause de la deacutefaillance du lien (ik) [LEM 00] zone ZRP est plus reacuteactif
310 Zone Routlng Protocol [HAA 97)
Dans le protocole de routage de zone Chaque nœud a sa propre zone de routage qui inclut les nœuds dont la distance (en nombre de sauts) ne
deacutepasse pas un certain nombre preacutedeacutefini (rayon de la zone) Chaque nœud
RIST Vol 12 nQ 02 Anneacutee 2002 107
1
doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
RIST vol 12 n002 Anneacutee 2002 108
4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
hoc et cela en proposant une meacutethode qui soit de moindre coucirct en ressources et qui garantit la survivabiliteacute du routage en cas de panne de liens
ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
RIST Vol 12 nO O2 Anneacutee 2002 109
5- Bibliographie
[AGG 98) George Aggelou and Rahim Tafazolli RDMAR A bandwidthshy
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doit savoir la topologie du reacuteseau localement dans sa zone de routage et
des mises agrave jour sont propageacutees seulement dans cette zone Un protocole
proactive tel que DSDV est employeacute dans une zone de routage pour se
renseigner sur sa topologie Pour deacutecouvrir un chemin aux nœuds dune zone exteacuterieur un protocole reacuteactif tel que DSR est employeacute Notez que ZRP montre le comportement hybride proactif et reacuteactif par lutilisation du rayon de zone Pour un grand rayon de zone ZRP est plus proactif et pour un petit
rayon de zone ZRP est plus reacuteactif
La deacutecouverte de route utiliseacutee dans ZRP est illustreacutee dans la figure 12 Supposons que la source A veut deacutecouvrir une route agrave la destination E A
veacuterifie dabord que E est hors de sa zone Il envoie alors un paquet de requecircte agrave tous les nœuds sur la peacuteripheacuterie de sa zone c-agrave-d B et F En recevant un paquet de requecircte chacun de ces nœuds ajoute son adresse
au paquet de requecircte et lui fait suivre ses nœuds peacuteripheacuteriques puisque E nest pas dans sa zone de routage En particulier B expeacutedie le paquet de requecircte agrave C qui identifie E en tant que son membre de zone D envoie alors un paquet de reacuteponse qui inclut la route A-B-C-E
r------------------------------ ----------------iuml 1r--------------------------shy1 1r---------T-------------------middot
1 Zone for D1 1 1 1
~ l _________~-------------------
Zone forS
~--------_--_------------_
7000 forF
_----------------------------------------------~
figure 12 Deacutecomposition en zones dans ZRP
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4middot Conclusion Dans cet article nous avons preacutesenteacute plusieurs protocoles de routage qui ont
eacuteteacute proposeacutes pour assurer le service de routage dans les reacuteseaux mobiles ad
hoc
Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
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Assurer la connexion de tous les nœuds dun reacuteseau ad hoc est un problegraveme
tregraves complexe agrave cause de la dynamiciteacute et leacutevolution rapide de la topologie
En effet les uniteacutes mobiles sont dynamiquement et arbitrairement eacuteparpilleacutees dune maniegravere ougrave linterconnexion peut changer agrave tout moment Le but dun
protocole de routage est donc leacutetablissement de routes qui soient correctes et efficaces entre une paire quelconque duniteacutes
Les protocoles proposeacutes sont classeacutes en deux cateacutegories principales les
protocoles pro-actifs et les protocoles reacuteactifs Les protocoles des deux
cateacutegories essaient de sadapter aux contraintes imposeacutees par les reacuteseaux ad
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ou de nœuds
La conception dun protocole de routage pour les reacuteseaux ad hoc doit tenir compte de tous les facteurs et limitations physiques imposeacutes par lenvironnement afin que la strateacutegie de routage ne deacutegrade pas les performances du systegraveme
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