Responsable: Mr Rachid Elazouzi

Kai Zhang - Stéphane Elbaz - Olivier Tastet 2007-2008

Les applications P2P dans un réseau Ad Hoc

Réseaux Wifi Ad Hoc

Une nouvelle forme de communication spontanée

Un accès à l’information pour les utilisateurs d’équipements mobiles

Le déploiement sur des plateformes mobiles aux ressources limitées

Applications civiles (pompiers, universités) et militaires

Réseaux Wifi Ad Hoc

Pas d’ administration centralisée Pas de point d’accès Les nœuds sont à la fois routeurs et pairs Nécessité de protocole de routage pour multi-hops La connectivité est assurée grâce à la collaboration

des nœuds qui transitent et routent les messages les uns vers les autres

C’est le modèle P2P mais dans la couche réseau

Application P2P

Un accès simple, rapide pour télécharger et diffuser des données

Utilisée pour l’échange de fichiers (BitTorrent)

Autres types d’applications grand public (Skype)

Le Partage de fichier en P2P

Pas de serveur central

Les utilisateurs sont à la fois clients et serveurs:

Ils téléchargent des données et les partagent aux autres utilisateurs

La capacité globale du système s'accroît grâce à leur collaboration

Le Partage de fichier en P2P en réseaux Ad hoc : Les contraintes

Les applications P2P ne sont pas adaptées pour une architecture Ad hoc: ignorent la topologie du réseau et sélectionnent les voisins

indépendamment de leur emplacement

Les performances du protocole TCP se dégradent fortement avec le routage multi-hop

Le Partage de fichier en P2P en réseaux Ad hoc : Les problématiques

Comment ces applications p2p vont-elles se comporter sur une plateforme Ad hoc multi-hops?

Comment adapter notre application p2p pour une telle plateforme? (Afin d’avoir une utilisation optimale du p2p sur le ad hoc)

Présentation du protocole BitTorrent(1/3)

Les pairs téléchargent le même contenu à partir d’un fichier appelé « torrent »

Un client contact une machine appelée « tracker » afin de récupérer les adresses Ips des autres pairs qui téléchargent le même fichier

Afin de faciliter la réplication du fichier au sein du réseau, celui-ci est divisé en pièces

Un pair qui détient toutes les pièces d’un fichier est appelé un « seed » et « leecher » celui qui les télécharge

Présentation du protocole BitTorrent(2/3)

Les voisins sont sélectionnés selon le « choking algorithm » de BitTorrent

Un pair sélectionne périodiquement un ensemble de pairs avec lesquelles il va ouvrir uniquement 4 connexions TCP pour uploader des pièces 3 meilleures uploaders + connexion au hasard (« optimistic

unchoke »)

Garantir la coopération et la réciprocité entre les pairs

Présentation du protocole BitTorrent(3/3)

Stratégie de sélection des pièces « Local Rarest First »

Lorsque la connexion est établie, le pair sélectionne une pièce chez son voisin en se référant à une stratégie spécifique de sélection de pièces stipulant que l’on va récupérer en priorité les pièces les plus rares.

Cette stratégie augmente l’entropie des pièces dans le réseau et donc la probabilité de leur réplication après téléchargement

Protocole de routage

Concept de Relai Multi Point (nœuds choisis)

Test de performance Ad hoc

Un serveur http , 3 machines téléchargent

Test 1; téléchargement machine par machine Pc1: 560Ko/s ,Pc2: 270Ko/s ,Pc3: 130Ko/s

A chaque hop le débit est divisé par 2

Présentation du Ad hoc

Test 2; téléchargement simultané Pc1: 400kb/s ,Pc2: 150kb/s ,Pc3: 80kb/s

canal divisé par les 3 machines Libération des ressources fin transfert fichier

La plateforme de test p2p Ad hoc

Simulation 1Téléchargement du fichier par toutes les machines à un instant t

PC1=72sec PC2=150 ,5sec PC3=153sec

Scénario classique d’un téléchargement p2p sur le filaire

Ces résultats vont nous servir de point de repère pour les autres simulations et ainsi évaluer les performances des différents scénarios

Simulation 2Téléchargement du fichier avec un retard de 30 s par machine

PC1=54sec (72) PC2=109,3sec (150,5) PC3= 141,3sec (153)

Temps de téléchargement du fichier par machine bien plus intéressantUne collaboration entre voisin plus forte

Faut il attendre que son voisin ait téléchargé le fichier entièrement?

Simulation 3Téléchargement du fichier machine par machine

PC1=38s (54) PC2=102,6s (109,3) PC3=136,3s (141,3)

Efficacité dans le temps de téléchargement

Faut il limiter le téléchargement d’une machine sur 1 voisin afin de minimiser les contraintes liée au Ad Hoc et maximiser les performances?

Simulation 4 PeerSet à 1

PC1=83 s (54) PC=99 s ( 102.6) PC3=103 s (136,3)

Nette amélioration de la machine PC3 situées à 3 hops.La simulation la plus performante en gain de temps

SimulationsRésumé

Cette simulation 4 est la plus adaptée pour le p2p sur une topologie linéaire Ad hoc multi hops

Réflexions sur les simulations

Stratégie du PeerSet à 1 la plus performante

Mais:Que faire lorsque le machine à 1 hop n’est pas

intéressée par les pièces?

Aller chercher les pièces sur les autres nœuds situés à 2 hops et plus

Conclusion:Exemple de protocole adapté

Politique 1: Privilégier les téléchargements sur les nœuds voisins les plus proches (inférieur à 2 hops) afin de minimiser les contraintes liés au caractéristiques du wifi entraînant des chutes de performances du protocole TCP

Politique 2: Lorsque la pièce n’est pas disponible à un hop (basée sur un système de timeout), aller la chercher et la télécharger sur des machines positionnées sur les hops suivants

Un protocole p2p qui gérerait de façon dynamique ces 2 politiques combinées

Problèmes rencontrés

Nous avons passé beaucoup de temps à stabiliser notre plateforme à 3 Hops:

Interférences Wifi

Instabilité du protocole OLSR

Problème au niveau du tracker

Aller plus loin…

Faire des tests sur une architecture:

à 4 hops et plus (architecture linéaire)

en étoile

Domaine de la recherche

Développer un protocole p2p adapté au ad hoc à partir des données collectées des simulations réalisées

Bilan du projet

Ce projet nous a permis de nous perfectionner dans les domaines des technologies sans fils ainsi que dans la compréhension des applications p2p

Nous avons accumulé une base de connaissance intéressante pour de futurs travaux concernant l'association de ces technologies qui s'avère très prometteuse et au centre de toutes les attentions dans un futur proche

Bilan personnel

Confronté à la réalité d’un projet

S’organiser autour d’une même problématique

Travail en équipe très enrichissant