SUJET : Les réseaux Ad Hoc

Présenté par Rokhaya BA,

El hadji Demba BADIANE et

Dieynaba DIA19/04/2023

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PLAN

O Introduire le réseaux Ad HocO Motivation et champs d’applicationO Classification des protocoles de routages et fonctionnementO Avantage et inconvénientO Perspective O ConclusionO Bibliographie

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Introduire le réseau Ad-hoc

Ad hoc vient d’origine latine et signifie « Qui convient a une situation » Réseau sans fil, repose sur la collaboration des nœuds mobiles Localisation d’une topologie temporaire sans besoin de préexistence infrastructure Utilise comme moyen de communication des interfaces sans fils (onde radio). L’acheminement se réalise selon des protocoles de routage divisés en trois familles :proactifs,

réactifs et hybrides

Les réseaux ad hoc sont caractérisés par ce qui suit :Sans infrastructure Mobilité et topologie dynamique Contraintes de ressources Bande passante limitée InterférencesSécurité physique limitée Sécurité et Vulnérabilité

Chaque nœud joue le rôle d’un routeur intermédiaire

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MANET (Mobile Ad-hoc Networks)

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Motivation et champ d’application

Motivation

-L’accès à l'information n'importe où et n'importe quand

-Etendre les notions de la mobilité à toutes les composantes de l'environnement.

-Ad-hoc : solution de réseau cellulaire pour les zones très peu peuplées

-Utilisés pour les applications caractérisées par une absence ( ou la non-fiabilité ) d'une infrastructure préexistante

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Motivation et champ d’application

Champ d’applicationLes réseaux ad hoc sont utilisés dans toutes les applications où le déploiement d’une architecture centralisée est contraignant, voire impossible.

O Les applications militaires

• Guidage,• recherche• Réseaux mobiles sans infrastructure

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Motivation et champ d’application

Champ d’application

O Services d’urgence :tremblement de terre, feux, innondation…

• Coordination des recherches, efforts• Envoi d’infos aux hôpitaux précédents les malades

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Motivation et champ d’application

Champ d’application

O Applications industrielles O Travail collaboratif :Réunion, conférenceO Réseaux de senseurs :contrôle des équipements à distance, suivre le mouvement des

animauxO Réseaux en mouvement : véhicules communicant dans le but de gérer et réguler le trafic

routier

 

La raison essentiel de l’utilisation des réseaux ad hoc dans différent domaines est de remplacer l’infrastructure filaire par un réseau dynamique sur l’emplacement

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Classification des protocoles de routages et fonctionnement

1) Le routage dans les réseaux Ad Hoc

Chaque nœud joue le rôle d’un routeur, ce rôle diffère entre les protocoles de routage mais généralement c’est le même concept.

La différence entre ces protocoles est en premier lieu dans le processus suivi pour découvrir le réseau et dans leur façon d'établir leur tables de routage.

Cette différence a produit trois grandes classes de protocoles de routage : proactif, réactif et hybride.

 

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à l’avance à la demande

Génération des chemins

Protocoles proactifs Protocoles réactifs

Protocoles hybrides

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Classification des protocoles de routages et fonctionnement

2) Classification et fonctionnement des protocoles

O Suivant la manière de création et de maintenance de routes lors de l'acheminement des données, les protocoles de routage peuvent être séparés en trois catégories, les protocoles proactifs , les protocoles réactifs et les protocoles hybrides

O  protocoles pro-actifs

protocoles réactifs

protocoles hybrides

• Etablissement de routes à l'avance

• Ce type de protocole assure l’échange continu des message ce qui réduit la bande passante allouée aux données utiles mais permet de minimiser le temps de latence.

• Cette methodologie lui permet d’être plus utilisable dans les réseaux de grandes tailles (contrôle légère sur les nœuds).

• Les tables de routages sont toujours mise à jour dans chaque nœud

• Lorsqu’ un nœud désire parler avec un autre, le chemin est immédiatement connues d’après l’enregistrement dans la table de routage 

• utilise deux methodes: Link state et Distance Vector

• Les plus importants de cette classe sont • :OLSR,DSDV, FSR

• Recherche des routes à la demande

• le chemin entre deux nœuds ne se réalise que lorsque c’est nécessaire ou à la demande.

• La méthodologie suivit minimise la bande passante mais la latence de la délivrance de message est grande (n’envoie aucune message que lorsqu’il reçoit une réponse)

• une procédure de découverte globale de route est suivit pour obtenir les informations de nœud destinataire.

•  Les politiques adoptées: backward learning Source routing• Les protocoles les plus importants

de cette classe sont : DSR, AODV, TORA, RDMAR .

• Proactifs en local + Réactifs en extérieur

• s’adapte bien aux grands réseaux

• Les protocoles de routages hybrides les plus connus:CBRP et le ZRP (Zone Routing Protocol)

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Fonctionnement des protocoles de routage réactifs

Les protocoles réactifs (ou on-demande) découvrent le chemin quand un nœud désire envoyer un paquet vers un autre nœud du réseau, celui-ci invoque un mécanisme de découverte des chemins vers la destination. La route ainsi créée reste valide tant que le nœud final est joignable ou jusqu’à ce que la route ne soit plus utilisée. .

 Parmi les protocoles de routage réactifs , le plus populaire est le protocole AODV (Ad Hoc On-Demand Distance Vector) .Nous allons le décrire ci-après .

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AODV (Ad Hoc On-Demand Distance Vector)

 L’AODV est un protocole de routage qui appartient à la famille réactive(On-demand) Chaque nœud admet une table de routage contenant des informations sur

le réseaux qu’il utilise pour créer le chemin avec son destinataire Lorsqu'un nœud source demande une route, il crée les routes à la volée et

les maintient tant que la source en a besoin. capable de routage unicast et multicast.

Si une nouvelle route est nécessaire, ou qu’une route disparaît, la mise à jour de ces tables s’effectue par l’échange de trois types de messages entre les nœuds :

• RREQ Route Request : un message de demande de route

• RREP Route Reply: un message de réponse à un RREQ

• RERR Route Error : un message qui signale la perte d’une route

• Hello Message: un message pour la mise à jour de la table de routage

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AODV (Ad Hoc On-Demand Distance Vector)

Routage dans l’AODV

Le routage dans ce protocole se base sur deux phases :

Découverte de route: Diffusion de message RREQ . Les nœuds intermédiaire mettent à jour leur table de routage Le message RREQ est retransmis dans le cas ou le nœud n’est pas le

destinataire Chaque nœud recevant le RREQ maintient un pointeur vers le nœud source Le nœud destinataire envoie un message RREP En utilisant le pointeur le message RREP arrive au nœud source La communication commence.

Maintenance de route: En diffusant le message Hello par les nœuds actifs du réseaux d’une façon

périodique pendant un intervalle de temps prédéfinis Si un voisin n’envoie pas de message Hello, modification sera réaliser sur le

table de routage

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Fonctionnement des protocoles de routage proactifs

Dans cette catégorie, à chaque changement du réseau, des messages de mise à jour sont communiqués aux nœuds. Ces protocoles essaient de maintenir les meilleurs chemins existants vers toutes les destinations possibles au niveau de chaque nœud du réseau. Cette approche permet de disposer d’une route vers chaque destination immédiatement au moment où un paquet doit être envoyé. Les tables de routage sont modifiées à chaque changement de la topologie du réseau.

Parmi ces protocoles, le plus populaire est le protocole OLSR (Optimized Link State Routing).

Nous allons le décrire ci-après .

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OLSR (Optimized Link State Routing)

L’OSLR est un protocole de routage qui appartient à la classe proactive destiné aux réseaux maillés , sans fil ou mobile l’idée clé derrière le protocole de l’OSLR c’est l’utilisation des relais

MPR(Multipoint Relais):la limitation de trafic sur le réseau Chaque nœud contient une table de routage contenant les informations du

réseau OLSR réduis la taille des paquets de contrôle et limite le nombre de paquet

échanges pour rendre les routes optimales Le fonctionnement de l’OLSR est basé sur trois choses: Relais MPR : Utilisé pour réduire le nombre de retransmissions inutiles, lors de la diffusion

généralisée d’un message et permet d’économiser la bande passante  La sélection des relais se réalise par des message HELLO Message HELLO : Message envoyé pour découvrir son voisinage, soit pour

construire une route valide, soit pour sélectionner les MPR. Message TC: Seul les MPR envoient des messages TC Il sert à établir les tables de routage

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OLSR (Optimized Link State Routing)

Routage dans l’OLSRLe routage dans ce protocole se base sur deux phases : Découverte de route.

- La découverte de route se réalise par la diffusion de message HELLO vers les nœuds sans que se dernier le retransmettre 

- Chaque nœud doit détecter les nœuds voisins avec lesquels il a un lien direct et bidirectionnel. Diffusion de la topologie 

- L’OLSR utilise la diffusion des MPR des messages TC pour mettre à jour les tables de routage

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Fonctionnement des protocoles de routage hybrides

Ce type de protocole combine les mécanismes des protocoles proactifs et réactifs. Dans cette approche, les protocoles hybrides utilisent les méthodes proactives (messages périodiques de contrôle) pour découvrir les routes dans un voisinage prédéfini. Les techniques d’inondation des protocoles réactifs sont utilisées pour obtenir les routes vers les nœuds lointains. Cependant, il cumule aussi les inconvénients des protocoles réactifs et proactifs en même temps .

Parmi les protocoles de routage hybrides , le plus populaire est le protocole ZRP (Zone Routing Protocol).

Nous allons le décrire ci-après .

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ZRP (Zone Routing Protocol)O utilise les deux approches :

* Proactif :il limite la procédure proactive uniquement aux nœuds voisins

*Réactif: il limite la procédure uniquement à l’extérieur de la zoneO détection des boucles de routage est possible grâce à la connaissance de la

topologie du réseau.O Une Zone de routage est alors définie pour chaque nœudO ZRP définit donc deux types de protocoles : l’un fonctionnant localement et le

deuxième fonctionnant entre zones IARP (IntrAzone Routing Protocol) offrant les routes optimales vers les

destinations qui se trouvent à l’intérieur de la zone IERP [15] (IntErzone Routing Protocol) quant à lui s’occupe de rechercher les

routes à la demande pour des destinations en dehors d’une zone.

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ZRP (Zone Routing Protocol)

Le routage du ZRP

O La recherche des chemins est effectuée en vérifiant tout d’abord si le nœud destinataire ne se trouve pas dans la zone du noeud source (la procédure IERP suppose que chaque noeud connaît le contenu de sa zone), auquel cas, le chemin est déjà connu.

O La demande de route:la demande d’établissement de route « RREQ » est initiée vers tous les noeuds périphériques, ces derniers vérifient, à leur tour, si la destination spécifiée par la source existe dans leurs zones. Dans le cas positif, la source recevra alors un paquet « RREP » contenant le chemin menant à la destination, sinon, les nœuds périphériques diffusent la requête de demande à leurs propres noeuds périphériques, qui à leurs tours, effectuent le même traitement.

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Comparaison des protocoles réactifs proactifs et hybrides

L'étude ayant mené la comparaison de ces trois protocoles de familles différentes a pu conduire aux constatations suivantes:

Les performances des trois protocoles au sein d'un réseau à densité faible étaient relativement stables avec un trafic faible

OLSR est plus efficace dans les réseaux à forte densité avec un trafic hautement  sporadique. Il nécessite de disposer d'une bande-passante continuelle afin de régulièrement échanger les messages propres à la topologie. Par ailleurs, AODV préserve des performances régulières en milieu dense.

Enfin toujours selon cette même étude, ZRP donne les meilleurs résultats pour la livraison de paquets en réseau dense grâce à son mécanisme de sélection des meilleures routes.

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Tableau comparatifOLSR AODV ZRP

Catégorie Pro-actif Réactif Hybride

Routes maintenues dans Table de routage Table de routage Table de routage

Surcharge réseau Minimale Modéré Modéré

Diffusion périodique Possible Possible Possible

avantages - il diminue au maximum le nombre de messages de contrôle transmis sur le réseau, en utilisant la technique de sélection des MPR. - offre des fonctionnalités très

intéressantes tout en recherchant des routes optimales en termes de nombre de sauts

- OLSR gère convenablement la topologie du réseau, en expédiant périodiquement des messages TC 

-facile à installer sur de petits équipements mobiles-Pas de boucle de routage ce qui permet une convergence rapide quand la topologie change- L’ évaluation de performances pour la sélection du meilleur chemin

-offre une recherche rapide et efficace dans le réseau- s’adapte bien aux grands

réseaux

inconvénients problème de sécurité :OLSR reste toujours vulnérable à certaines attaques

-Le temps de latence est grande -la maintenance de route n’est pas efficace-AODV n’est pas efficace dans les réseaux de taille énorme

Problème de chevauchement des zones entre les nœuds

Méthodes de configuration des routes

Messages de contrôles envoyés en avance afin d'augmenter la réactivité Suppression des routes &

notification à la source

Réparation de la route par inversement de liens

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Avantages et InconvénientsAvantages

Pas de câblage déploiement facile Consommation énergétique Permet la mobilité Coût

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Avantages et Inconvénients

Inconvénients

Topologie non prédictible Capacités limitées (puissance calcul,mémoire, énergie) Taux d’erreur important, interférences Sécurité

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Perspectives

Améliorer les stratégies de routage existantes. proposer éventuellement un nouveau protocole de routage qui doit prendre en

compte les limitations des réseaux ad hoc et offrir une meilleure adaptation à la mobilité de ces environnements.

Améliorer la sécurité du routage. Mobilité plus importante Améliorer la qualité de service

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CONCLUSIONLe réseau Ad hoc manifeste beaucoup de simplicité et assez d'avantages par rapport

aux autres réseaux (filaires et cellulaires) par sa facilité de déploiement et son coût

réduit.

Finalement, nous avons présenté une classification des protocoles de routage avec quelques exemples pour les protocoles de routage

proactif, réactif et hybride qui ont été conçus pour les réseaux Ad hoc. Chacune de ces

techniques est adaptée à un type particulier de réseau caractérisé par des caractéristiques

spécifiques tel que : la taille du réseau, la densité et la mobilité des noeuds …etc. De

manière générale, les protocoles réactifs et proactifs présentent des performances

différentes selon les caractéristiques du réseau.

Cependant, les caractéristiques des réseaux ad hoc soulèvent de nouvelles

problématiques qui sont spécifiques à ce type de réseau.

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BibliographieO Fabien RISSON & Nicolas GAONA « Le routage au sein des Réseaux Ad

Hoc« université de peau et de pausde l’Adour,MASTER INFORMATIQUE – Projet Décembre 2004 

O K.Al Agha,G.Pujolle,and G.Vivier, « Réseaux de mobiles and réseaux sans fil,Eyrolles,2001. »

O  Isabelle Guérin Lassous,  »  Réseaux ad hoc MIF11» UCLB

O Les Réseaux Mobiles Ad Hoc & les Protocoles de Routage: http://waguila.free.fr/Memoire%20final%20WNF/Memoire%20PDF/Chapitre%202%20r%E9seaux%20ad%20hoc.pdf

O Hadjer Yala, « Routage sécurisé dans les réseaux ad hoc mobiles ». Thèse de magister en informatique, ESI, Ecole Nationale Supérieure d’Informatique de Oued-Smar, Alger. 2009/2010

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MERCI DE VOTRE ATTENTION!!!!!!!!