Notification de mobilité dans les réseaux hybrides sans fil

Claude Chaudet CITI, Insa de Lyon – ARES, INRIA

Guillaume Chelius CITI, Insa de Lyon – ARES, INRIA

Natalie Whitlock CITI, Insa de Lyon – ARES, INRIA

2CITI / ARES

Le Graal

Internet

Lien sans fil (if. A)

Lien filaire

Réseau d’accès

Lien sans fil (if. B)

3CITI / ARES

Réseaux hybrides sans fil

Internet

Réseau d’accès

Lien radio

Réseau hybride Réseau d’accès fixe Connectivité ad hoc

Réseau hybride sans fil Liens radios dans le

réseau d’accès

4CITI / ARES

Problématiques des réseaux hybrides

Routage Routage ad hoc Routage dans

l’infrastructure

Politique de handoff/handover

Passage à l’échelle

Routage d’infrastructure vs routage ad hoc

Internet

Réseau d’accès

Lien radio

5CITI / ARES

Architecture unipolaire

1 unique réseau ad hoc Tous le nœuds sont

équivalents Routage ad hoc étendu

au réseau d’accès

+ Routage potentiellement optimal

- Passage à l’échelle

Internet

Réseau d’accès

Lien radio

6CITI / ARES

Architecture bipolaire

2 zones Réseau d’accès Réseau ad

hoc

2 protocoles de routage Micro-mobilité Ad hoc

Coopération entre les protocoles Stations de base

Internet

Réseau d’accès

Lien radio

7CITI / ARES

Architecture multipolaire

n zones 1 Réseau d’accès (n-1) bulles ad hoc

n protocoles de routage 1 Micro-mobilité (n-1) ad hoc

Coopération entre les protocoles Stations de base Nœuds ad hoc

frontières

Internet

Réseau d’accès

Lien radio

8CITI / ARES

Cellular IP Paquets gateway advertisement (broadcast)

Émis par la passerelle Réémis par les stations de base induit une arborescence de routage dans le réseau d’accès Création d’une route par défaut vers la passerelle dans les stations de base

Paquets BS advertisement (broadcast) Émis par les stations de base Réémis par les nœuds ad hoc Création d’une route par défaut vers la station de base dans les nœuds ad hoc

Paquets Route Update (unicast) Émis par les nœuds ad hoc vers leur station de base Réémis par les stations de base vers la passerelle (suivant l’arboresence) Création d’une route vers le nœud ad hoc dans les stations de base

Routage dans les stations de base Si 1 entrée, on route vers le prochain saut Si pas d’entrée, on route vers la passerelle

9CITI / ARES

Norme IEEE 802.11b

Deux modes de transmission Unicast (acquitté, protégé contre les stations

cachées) Broadcast (ni acquittement, ni protection)

Transmission d’un paquet Route Update (36 octets) à 2 Mb/s : 832 s en broadcast 1146 s en unicast sans RTS/CTS 1686 s en unicast avec RTS/CTS

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CITI / ARES

Transmission des Route Update Route Update en unicast :

+ Acquitté, protégé- Forte occupation du médium radio- Routage arborescent

Route Update en broadcast :+ Rapide- Sensible aux collisions+ Optimisation possible du routage

Route Update en broadcast acquitté : Profiter de la structure arborescente pour acquitter les

paquets de contrôle Profiter de la robustesse introduite par les acquittements Profiter des optimisations de routage introduites par le

broadcast

11

CITI / ARES

Plateforme de simulation

9 stations de base 2 64 mobiles

Random Waypoint mobility model

Traffic 1 32 flux CBR 5*500 octets par seconde

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CITI / ARES

Pertes par absence de route

13

CITI / ARES

Perte par invalidité de route

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CITI / ARES

Paquets correctement acheminés

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CITI / ARES

Optimisation de la notification Les Route Update sont émis toutes les 100ms

Est-ce bien nécessaire?

Differential route update La fréquence de retransmission des route update décroît Réinitialisation après un handoff

Nack route Differential route update + Suppression explicite des routes dans l’infrastructure

Nack only 1 route update après un handoff 1 suppression explicite après 1 handoff

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CITI / ARES

Nombre de route update émis

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CITI / ARES

Pertes par absence de route

18

CITI / ARES

Perte par invalidité de route

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CITI / ARES

Paquets correctement acheminés

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CITI / ARES

Conclusion

Différentes optimisations (> 40% de +) Level 2 (MAC) Level 2.5 (ARP/IFQ) Level 3 (signalisation/routage)

broadcast > broadcast ack > unicast occupation médium > robustesse

De manière générale, la contrainte forte liée au canal réseau est l’occupation du médium