Forwarding Group Multicast Protocol (FGMP) for Multihop, Mobile Wireless Networks

Université des Sciences et de la Technologie

« Houari Boumediene »Faculté d’Électronique et Informatique

Département d’Informatique

Proposé par : Mr H.BENKAOUHA F. L. Haddi

Forwarding Group Multicast Protocol (FGMP) for Multihop,

Mobile Wireless Networks

Présenté par :

BENHADJ DJILALI Hadjer AIT AMEUR Ouerdia Lydia

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Introduction

Motivation

Conclusion

FGMP Simulation et évaluation

DVMRP

Plan de la présentation

Bibliographie Questions

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Problématique

• Réseaux mobiles multi-sauts: Un type particulier de réseaux sans fil .Une collection autonome de noeuds

mobiles capables de communiquer les uns avec les autres via des liaisons sans fil.

Sans infrastructure fixe , ni de station de base ou d’extension filaire .

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Introduction

• Multidiffusion aussi les termes “ multipoint ” et “ diffusion de groupe” sont également employés , une seule instance des informations à transmettre est émise par l’émetteur .

Habituellement les applications sont entre une source et un destinataire . (point à point ) .

Nouveau type d’application : D’une source vers plusieurs destinataires . Plusieurs sources vers plusieurs destinataires. Les destinataires ont une entité de groupe .

• Les routeurs multicast se chargent en suite de véhiculer ces données vers les recépteurs désirant recevoir cette informations (abonnés à un groupe multidiffusion).

Introduction

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Exemples :

Introduction

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Introduction

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le paquet n'est émis qu'une seule fois et sera routé vers toutes les machines du groupe de multidiffusion ,c'est donc le réseau qui se charge de reproduire les données.

l’émetteur émis un paquet pour chaque destinataire .

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Avantages: plus éfficace pour diffuser des contenus simultanément vers une large

audience . Gain de temps et de la bande passante. 6

Problématique

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• Plusieurs schémas ont été proposés : Un shéma crée une  arborescence de multidiffusion  pour chaque source de

multidiffusion. Un autre ,  utilise un arbre commun couvrant les membres dans le groupe de

multidiffusion (arbre partagé ).

Nouveau schéma Minimum d’infrastructure (sans RP). Résistant à la mobilité . Protocole hybride entre l’inondation et le plus court arbre de multidiffusion.

MotivationRéseaux sans fil Mobile, multi-sauts :

Rapidité de déploiement & reconfiguration dynamique .

Multipoint : Minimiser la consommation de bande

passante du lien de transmission des données de plusieurs émetteurs à plusieurs récepteurs .

Défis de multidiffusion sans fil : Largeur de bande limitée débit limité . Modification de topologie acheminement des données . Canaux de communications partagés .

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Distance Vector Multicast Routing Protocol .Protocole orienté “ forte densité de clients “ . Il est dérivé du protocole d'acheminement (RIP, Routing Information Protocol) .Met en œuvre la diffusion groupée .Un protocole  proactif .L'algorithme de transmission en diffusion groupée exige la construction d'arbres

fondés sur les informations d'acheminements. Création de l’arbre de diffusion pour chaque source S (émetteur) . L’arbre est construit depuis la source S vers les membres du groupe R ( récepteurs) par inondation (envois de datagrammes multicast à tous les noeuds) suivie d’un élagage. Principe : inondation & élagage

On inonde tout l’arbre multicast. Les noeuds qui ne sont pas intéressés par la multidiffusion . Ils sont élagués de l’arbre ou se raccrochent ensuite (resp : greffe).

DVMRP

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Utilise le protocole   reverse shortest path forwarding  (RPF).

Chaque expéditeur  utilise  « l’ inondations » pour diriger les paquets de  multidiffusion  ,transmis à l’aide de RPF  à tous les nœuds d’ un rang spécifié.

Pour éviter la duplication (boucles) RPF

Un routeur transmet un paquet multidiffusion si ce dernier est reçu par l’interface utilisée pour envoyer un paquet point à point vers la source (reverse) .

TEST

Non Oui

Inondation Supprimé

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L’objectif du DVMRP est de garder trace (maintien de liens) des chemins de retour à la source des paquets de multidiffusion grâce au RPF.

Les noeuds feuilles non membre et les noeuds sans membres en aval (downstream membres) envoient un message en amont (upstream )d’élagage pour élagager les branches de nœuds non-membre .

Après un quantum de temps les branches élaguées revivent et peuvent être inondées de messages.

Un nouveau récepteur peut envoyer un message greffe au nœuds en amont (upstream membre) pour accélérer le processus de connexion .

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12Problèmes du DVMRP

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Détection des nœuds feuilles : Utilisation d’Ack . Tables de routage de voisins.

Le protocole RPF  ne fonctionne pas très bien en raison de la mobilité :Une évolutivité très pauvre.Adaptive reverse shortest Path Forwarding.

Surcharge induit par les données d’inondation et stockage mémoire : Mobilité des nœuds changement de topologie, déconnexion inondation . Elagage exploration ,reconnexion, aussi confirmation de l’existence de la source. Greffe permettre à de nouveaux membres de se joindre au groupe de multidiffusion. Sauvegarde l’arbre de multidiffusion de chaque source , informations en amont et en aval, informations de maintiens (temporisateurs et indicateurs).

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S

n

j

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R

m

l

k

S

n

m

j

i

R

l

k

L’arbre :

S n m j i R

L’arbre :

S l k i R

RPF vs Adaptive RPF (A-RPF)

RPF

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S

n

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i

R

m

l

k

S

n

m

j

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R

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k

L’arbre :

S n m j i R

L’arbre :

S l k i R

RPF vs Adaptive RPF

A-RPF

FGMP

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Forwarding Group Multicast Protocol.

Un protocole  expérimental hybride .

Maintient les groupes nœuds qui participent dans la transmission des paquets  de multidiffusion contrairement à DVRMP .

Pour chaque groupe de multidiffusion  « G » un groupe de transfert « FG » est associer à ce dernier .

N'importe quel nœud dans  « FG » est  en charge de l’acheminement des paquets de multidiffusion de « G » .

Autrement dit, quand un nœud appartenant au groupe « FG » reçoit un paquet de multidiffusion il diffusera ce dernier  si ce n'est pas une duplication .

Le groupe de transfert ou d’acheminement  (FG) :• Un ensemble de nœuds qui sont chargés de transmettre les paquets de multidiffusion. • Indicateurs de transfert & minuterie .• Actualisation  & délai d'attente .

Maintenance du groupe FG :• FG nœuds sont découvert  par  le chemin le plus court entre les expéditeurs et

 les récepteurs.• 2 modes : FGMP- Receiver Advertising , FGMP- Sender Advertising.

S

S

R

R S

R

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Mcast Group

id Id Sequence TTL

Format du paquet de requête de jointure

Mcast Group Id

Refresh Timer Receiver membre id next hop

Format de la table membre au niveau de expéditeur

Mcast Group Id

Receiver membre id timer Format de la table FW de transfert

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FG Maintenance via Receiver Advertising FGMP-RA

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FG Maintenance via Sender Advertising FGMP-SA

Plus efficace lorsque le nombre d’émetteurs est inférieur au nombre de récepteurs la plupart des applications . Les expéditeurs se chargent d’inonder les informations d’adhésions . les récepteurs collectent les tables de jointure pour créer et maintenir le groupe FG . La table de jointure a le même format que la table FW de transfert excepté que le ID récepteur est remplacé par le ID de l’expéditeur dans la table de jointure . La minuterie et les  indicateurs de transfert sont définis  lorsqu’un nœud reçoit une table de jointure.

Mcast Group Id

Sender membre id next hop

Format de la table de jointure

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Comment choisir et conserver les noeuds d’acheminements

FG ?

La taille du groupe FG qui doit  être :aussi petite que possible pour réduire  la charge sur le canal sans fil.

Le chemin d’acheminement doit être :aussi court  que possible pour obtenir un débit élevé.

Inconvénients :

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Tire parti des avantages de la multidiffusion .

Réduit la surcharge sur le canal et stockage au niveau des nœuds.

Améliorant les performances ainsi permettant le passage à l’échelle et l'évolutivité .

Les avantages Efficacité,

Gain de temps et de bande

passante

Latence ,gigue , mémoire

Scalabilité , performance

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Simulation et évaluation Environnement

Langage de simulation parallèle Maisie

100 Nœuds reparties dans un espace 1000*1000 mètres carrés .

La plage de transmission radio est de 120 mètres.

Débit 2Mb/s.

La taille du paquet : 10kbit pour les données , 10kbit pour les tables de routage , 500 bits pour contrôle .

2 configurations évaluées : 1 émetteur 9 récepteurs ,10 émetteurs 10 récepteurs.

2 types de trafic : lourd et léger.

Le temps total de la simulation est 200 s.Table de routage et les messages de contrôle sont prioritaires sur les données , les tables de routage sont mises à jour chaque seconde et pour chaque changement de lien.

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Le débit.Efficacité du multicast.La taille du groupe de transfert.La surcharge du protocole.

La surcharge du canal. La surcharge du stockage.

Simulation et évaluation Évaluation

Les auteurs Ching-Chuan Chiang , Mario Gerla et Lixia Zhang ont évalués Les performances du protocole proposé  à l’aide  de simulation , est comparée à celle du protocole DVMRP et à l'inondation globale selon les points suivants :

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Conclusion Protocole de Multicast Forwarding Group (FGMP) offre un moyen simple et efficace pour la multidiffusion dans les réseaux multi-sauts  sans fil .  La notion de « nœud de transfert » est beaucoup plus adaptée à lachaîne de diffusion sans fil que la notion classique de liens en amont et en aval.  L’ajustement plus rapide aux changements de la topologie et la réduction des transmissions redondantes entraîne un plus grand débit et efficacité  de multidiffusion.  La réduction de surcharge permet le passage à l’échelle du groupe de multidiffusion . Perspective :

Intégrer des mécanismes qui gèrent la qualité de service QOS .

Critiques : Besoin d’infrastructure globale de routage . Inefficacité dans un environnement de haute mobilité . Manque d’explication au niveau de la partie simulation ,

notamment la section 5.4 qu’on a pas compris .31

Ching-Chuan Chiang, Mario Gerla and Lixia Zhang “Forwarding Group Multicast Protocol (FGMP) for Multihop, Mobile Wireless Networks” in Computer Science Department University of California, Los Angele , appear at CLUSTER COMPUTING (1998).

Bibliographie

http://abcdrfc.free.fr/rfc-vf/rfc1075.html http://iut-tice.ujf-grenoble.fr/tice-espaces/GTR/reseauxm1m2/moduleM3/monsite/doc

s_ptut/Mcast.pdf

https://www.irisa.fr/prive/bcousin/Cours/Le_multicast.routage.2P.pdf

https://repo.zenk-security.com/Protocoles_reseaux_securisation/Multicast%20-Protocoles%20de%20routage.pdf

Webographie (dernière consultation le : 06/11/2015).

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Questions

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