Les réseaux ad hoc et le Wi-Fi (IEEE 802.11)...2 Introduction Réseaux ad hoc, principes et routage...

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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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IEEE 802.11 (Wi-Fi)

Couche physiqueCouche MAC

802.11

Couche MAC (Medium Access Control)

Couche physique

Inra-rouge

FHSS DSSSHR-

DSSSOFDM

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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

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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

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Quelques exemples

CITI - INSA de Lyon

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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

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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)

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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)

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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

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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

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Questions ?