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Dominique Dhoutaut Journée des doctorants de l’EDIIS - 8 Juin 2004
Les réseaux ad hoc et le Wi-Fi (IEEE 802.11)
CITI - INSA de Lyon dominique.dhoutaut@insa-lyon.fr
2
Introduction
Réseaux ad hoc, principes et routage
802.11
802.11 dans un contexte ad hoc : méthode et synthèse de mes travaux
Conclusions
Plan de la présentation
CITI - INSA de Lyon
3
Les réseaux sans fil
Internet
Téléphonie(GSM, ...)
Réseaux locaux(802.11, ...)
CITI - INSA de Lyon
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Sans infrastructure fixe
Routage de proche en proche
Dynamiques
Les réseaux ad hoc
CITI - INSA de Lyon
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Atteindre le destinataire même en cas de mouvement ou de disparition des intermédiaires
Optimisation suivant certaines contraintes
Le problème du routage multi-sauts
CITI - INSA de Lyon
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Les protocoles du monde filaire ne sont pas adaptés
Groupe de travail MANET de l’IETF
Utilisation intensive de simulateurs de réseaux (Network Simulator, Glomosim, Opnet, etc.)
Le problème du routage multi-sauts
CITI - INSA de Lyon
7
Routage réactif
Le routage réactif
Lorsque l’on a besoin d’un route, on inonde le réseau de paquets de recherche de route (répétés de proche en proche)
Lorsque le paquet R-Req arrive à la destination, un paquet Route-Reply est envoyé en sens inverse.
Source
F
Dest.
D
C
E
A
B
rreq (1)
rreq (1)
rreq (2)
rreq (3)
rreq (4)
rreq (3)
rreq (2)
rrep (1)
rrep (2)
rrep (3)
rrep (4)
rreq (2)
rreq (4)rrep (1)
rrep (2)
rrep (3)
rrep (4)
CITI - INSA de Lyon
8
Routage proactif
Le routage proactif
Des paquets sont échangés régulièrement entre voisins, ils propagent les informations de topologie
Lorsque l’on a besoin d’une route, on la trouve directement dans la table de routage
Des optimisations sont faites pour limiter l’impact du trafic de contrôle (ex MPR de OLSR)
Source
MPR
MPR
MPR
CITI - INSA de Lyon
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Famille 802 de l’IEEE
Première version en 1997 ; mises à jour et améliorations
802.11b, 802.11a, ...
Disponible et bon marché
Utilisation assez simple dans un contexte ad hoc multi-sauts
Pourquoi 802.11
Internet
CITI - INSA de Lyon
10
IEEE 802.11 (Wi-Fi)
802.11 cible deux contextes d’utilisation
Le mode “infrastructure” (stations de base reliées entre elles par un réseau filaire, couverture d’une zone et prise en charge des mobiles du voisinage
Le mode “ad hoc” (communication directe entre mobiles à portée, sans intervention de station de base ou autre)
Station
de base
Station
de base
CITI - INSA de Lyon
11
IEEE 802.11 (Wi-Fi)
Couche physiqueCouche MAC
802.11
Couche MAC (Medium Access Control)
Couche physique
Inra-rouge
FHSS DSSSHR-
DSSSOFDM
CITI - INSA de Lyon
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Objectif de mes travaux
Internet
IEEE 802.11
Concept des réseaux ad hoc multi-sauts Routage
(MANET, ...)
Ad hoc sur 802.11
Analyse des problèmes de 802.11 en ad hoc
CITI - INSA de Lyon
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Mes travaux
802.11 n’est pas vraiment prévu pour le ad hoc multi-sauts, mais est largement employé du fait de sa facilité d’utilisationDans la littérature, utilisation quasi exclusive de calcul et de simulation
Simplifications inévitablesScénarios trop complexes ou trop spécifiques
CITI - INSA de Lyon
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Par simulation et analyseRechercher les scénarios pathologiques fondamentauxLes comprendre, les classifier
Mes travaux
CITI - INSA de Lyon
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Par expérimentationDévelopper les outils nécessaires
Environnement de mesureTraitement des résultats
Valider les simulations et analyses précédentesComprendre les autres problèmes qui apparaissent et les classifier aussi
Proposer des solutions et les tester
Mes travaux
CITI - INSA de Lyon
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Quelques exemples
CITI - INSA de Lyon
17
Le scénario de la chaîne
Effets des RTS/CTS
0
200000
400000
600000
800000
1e+06
1.2e+06
1.4e+06
1.6e+06
1.8e+06
0 10 20 30 40 50 60
de
bit e
n b
its p
ar
se
co
nd
e
temps en secondes
1 saut2 sauts3 sauts4 sauts5 sauts6 sauts7 sauts
(Simulation)
18
Le scénario de la chaîne
CITI - INSA de Lyon
19
La chaîne : débits mesurés
0
500000
1e+06
1.5e+06
2e+06
300 400 500 600 700 800
debit e
n b
its p
ar
seconde
temps en secondes
de 1 recu en 2de 2 recu en 3de 3 recu en 4de 4 recu en 5debit aggrege
(Mesure réelle)
CITI - INSA de Lyon
20
La chaîne : débits mesurés
0
500000
1e+06
1.5e+06
2e+06
300 400 500 600 700 800
debit e
n b
its p
ar
seconde
temps en secondes
de 1 recu en 5de 2 recu en 5de 3 recu en 5de 4 recu en 5debit aggrege
de 4 recu en 5 (simulation)
(Mesure réelle et simulation)
CITI - INSA de Lyon
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Réutilisation spatiale (d)
Perte de paquets (e)
Réutilisation spatiale entre voisins à 2 sauts (f)
La chaîne : débits mesurés
(Mesure réelle)
CITI - INSA de Lyon
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Conclusions
Conformes aux attentes Problèmes
- Débits
- Partage du médium
(à portée de communication)
- Instabilité des liens radio
- Multi-débits
- Instabilité induite par l’EIFS
- Problèmes d’équité - Asymétrie - EIFS- RTS/CTS
Se combinent
CITI - INSA de Lyon
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Retour sur la simulation : comment la rendre plus réaliste
Meilleure prise en compte par les couches supérieures (routage, TCP, applications, ...)
Concevoir des technologies plus adaptées
Couche MAC, couche physique
Perspectives
CITI - INSA de Lyon
Questions ?
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