AMIR DJOUAMA, SAMIR TOHME

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8ème Journée Doctorale en Informatique et Réseaux
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures

• AMIR DJOUAMA, SAMIR TOHME
• Laboratoire PRiSM, Université de Versailles

Marne la Vallée, 17 Janvier 2007
2
Motivation
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Motivation État de lart
Problèmes des réseaux Ad Hoc

• Le canal radio partagé et limité
• Taches Distribuées pour tous les nuds
• Utilisateur de plus en plus nomades On ne
  peut pas contrôler la mobilité
• Difficultés sur le contrôle de topologie
• Problème de congestion

Besoin de contrôler la topologie

• Besoin de contrôler la topologie pour éviter la
  congestion.
• Utilisant des Routeurs mobile et changeant
  linfrastructure.

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3
Motivation
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Motivation État de lart
Problèmes des réseaux Ad Hoc

• Le canal radio partagé et limité
• Taches Distribuées pour tous les nuds
• Utilisateur de plus en plus nomades On ne
  peut pas contrôler la mobilité
• Difficultés sur le contrôle de topologie
• Problème de congestion.

Besoin de contrôler la topologie

• Besoin de contrôler la topologie pour éviter la
  congestion.
• Utilisant des routeurs mobile et changeant
  linfrastructure.

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Contrôle de topologie (consommation dénergie)
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Motivation État de lart
Wattenhofer Al

• Algorithme distribué où chaque noeud prend une
  décision locale concernant sa puissance de
  transmission pour garantir la connectivité
  globale.

Ramanathan Al

• Algorithme basé sur larbre recouvrant centralisé
  pour la création de réseaux statique connecté et
  bi connecté pour minimiser le niveau maximum de
  la puissance de transmission.

L. Hu

• Algorithme distribué développé dans le nud
  mobile pour contrôler sa puissance de
  transmission et ses voisins logiques afin de
  contrôler la topologie.

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Contrôle de topologie (consommation dénergie)
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Motivation État de lart
Wattenhofer Al

• Algorithme distribué où chaque noeud prend une
  décision locale concernant sa puissance de
  transmission pour garantir la connectivité
  globale.

Ramanathan Al

• Algorithme basé sur larbre recouvrant centralisé
  pour la création de réseaux statique connecté et
  bi connecté pour minimiser le niveau maximum de
  la puissance de transmission.

L. Hu

• Algorithme distribué développé dans le nud
  mobile pour contrôler sa puissance de
  transmission et ses voisins logiques afin de
  contrôler la topologie.

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Contrôle de topologie (consommation dénergie)
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Motivation État de lart
Wattenhofer Al

• Algorithme distribué où chaque noeud prend une
  décision locale concernant sa puissance de
  transmission pour garantir la connectivité
  globale.

Ramanathan Al

• Algorithme basé sur larbre recouvrant centralisé
  pour la création de réseaux statique connecté et
  bi connecté pour minimiser le niveau maximum de
  la puissance de transmission.

L. Hu

• Algorithme distribué développé dans le nud
  mobile pour contrôler sa puissance de
  transmission et ses voisins logiques afin de
  contrôler la topologie.

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Contrôle de topologie (Clusterisation)
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Motivation État de lart
Amis Al

• Algorithme basé sur la congestion pour étendre la
  durée de vie dun cluster-head avant de lui
  permettre de se retirer et laisser la place a un
  autre noeud.

Krishna Al

• Méthode de routage et de maintenance de
  linformation de la topologie dans les réseaux
  dynamiques.

Bao Al

• Algorithme distribué pour la gestion de la
  topologie qui construit et maintient une
  topologie dorsal basé sur un ensemble minimum
  dominant (MDS)

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Contrôle de topologie (Clusterisation)
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Motivation État de lart
Amis Al

• Algorithme basé sur la congestion pour étendre la
  durée de vie dun cluster-head avant de lui
  permettre de se retirer et laisser la place a un
  autre noeud.

Krishna Al

• Méthode de routage et de maintenance de
  linformation de la topologie dans les réseaux
  dynamiques.

Bao Al

• Algorithme distribué pour la gestion de la
  topologie qui construit et maintient une
  topologie dorsal basé sur un ensemble minimum
  dominant (MDS)

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Contrôle de topologie (Clusterisation)
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Motivation État de lart
Amis Al

• Algorithme basé sur la congestion pour étendre la
  durée de vie dun cluster-head avant de lui
  permettre de se retirer et laisser la place a un
  autre noeud.

Krishna Al

• Méthode de routage et de maintenance de
  linformation de la topologie dans les réseaux
  dynamiques.

Bao Al

• Algorithme distribué pour la gestion de la
  topologie qui construit et maintient une
  topologie dorsal basé sur un ensemble minimum
  dominant (MDS)

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Contrôle de topologie (basé sur la connectivité)
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Motivation État de lart
Meraihi Al

• Contrôler la topologie des réseaux Ad Hoc en
  utilisant un ensemble de routeurs mobile.

Ad Hoc 1
Ad Hoc 2
Internet
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Contrôle de topologie (basé sur la connectivité)
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Motivation État de lart
Meraihi Al

• Contrôler la topologie des réseaux Ad Hoc en
  utilisant un ensemble de routeurs mobile.

Ad Hoc 1
Internet
4
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Contrôle de topologie (basé sur la connectivité)
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Motivation État de lart
Problèmes

• Déploiement des routeurs centralisé
• Problèmes dinterférences radio causés par les
  autres nuds
• Ne supporte pas la qualité du lien
• Les routeurs ne sont pas positionnés suivant
  une métrique comme la congestion.

Solutions

• Contrôler la topologie en utilisant des
  métriques pour éviter la congestion
• Minimiser les interférences radio
• Diminuer la consommation dénergie.

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Contrôle de topologie (basé sur la connectivité)
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Motivation État de lart
Problèmes

• Déploiement des routeurs centralisé
• Problèmes dinterférences radio causés par les
  autres nuds
• Ne supporte pas la qualité du lien
• Les routeurs ne sont pas positionnés suivant
  une métrique comme la congestion.

Solutions

• Contrôler la topologie en utilisant des
  métriques pour éviter la congestion
• Minimiser les interférences radio
• Diminuer la consommation dénergie.

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QoS et Handover Forcé
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Mesures QoS
IEEE 802.11e EDCF
Forced handover
Standards IEEE et draft Handover ordonné par
entité centralisé
Contention Window from 1,CWminAC1
Immediate access when medium is idle gt AIFSDAC
SlotTime
AIFSDAC
PIFS
Backoff Window
Next Frame
SIFS
Busy Medium
AIFSDAC SlotTime
SlotTime
Defender Access
Select Slot and decrement backoff as long as
medium stays idle
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QoS et Handover Forcé
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Mesures QoS
IEEE 802.11e EDCF
Forced handover
Standards IEEE et draft Handover ordonné par
entité centralisé
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QoS et Handover Forcé
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Mesures QoS
IEEE 802.11e EDCF
Forced handover
Standards IEEE et draft Handover ordonné par
entité centralisé
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Plan de la proposition
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Déploiement des routeurs mobiles
Envoyer un ordre de handoff forcé
Exécuter le schéma de fréquences
CAC
Changer la position des routeurs
Mesures 802.11
Si supérieur à un seuil?
Sont-ils congestionné ?
Non
Oui
Non
Oui
Déterminer les routeurs mobiles voisins
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Plan de la proposition
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Déploiement des routeurs mobiles
Envoyer un ordre de handoff forcé
Exécuter le schéma de fréquences
CAC
Changer la position des routeurs
Mesures 802.11
Si supérieur à un seuil?
Sont-ils congestionné ?
Non
Oui
Non
Oui
Déterminer les routeurs mobiles voisins
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Plan de la proposition
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Déploiement des routeurs mobiles
Exécuter le schéma de fréquences
CAC
Mesures 802.11
Si supérieur à un seuil?
Oui
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Plan de la proposition
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Déploiement des routeurs mobiles
Envoyer un ordre de handoff forcé
Exécuter le schéma de fréquences
CAC
Changer la position des routeurs
Mesures 802.11
Si supérieur à un seuil?
Sont-ils congestionné ?
Non
Oui
Non
Oui
Déterminer les routeurs mobiles voisins
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Plan de la proposition
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Déploiement des routeurs mobiles
Envoyer un ordre de handoff forcé
Exécuter le schéma de fréquences
CAC
Changer la position des routeurs
Mesures 802.11
Si supérieur à un seuil?
Sont-ils congestionné ?
Non
Oui
Non
Oui
Déterminer les routeurs mobiles voisins
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Plan de la proposition
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Déploiement des routeurs mobiles
Envoyer un ordre de handoff forcé
Exécuter le schéma de fréquences
CAC
Changer la position des routeurs
Mesures 802.11
Si supérieur a un seuil?
Sont-ils congestionné ?
Non
Oui
Non
Oui
Déterminer les routeurs mobiles voisins
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Plan de la proposition
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Déploiement des routeurs mobiles
Envoyer un ordre de handoff forcé
Exécuter le schéma de fréquences
CAC
Changer la position des routeurs
Mesures 802.11
Si supérieur à un seuil?
Sont-ils congestionné ?
Non
Oui
Oui
Non
Déterminer les routeurs mobiles voisins
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Plan de la proposition
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Déploiement des routeurs mobiles
Envoyer un ordre de handoff forcé
Exécuter le schéma de fréquences
CAC
Changer la position des routeurs
Mesures 802.11
Si supérieur à un seuil?
Sont-ils congestionné ?
Non
Oui
Oui
Non
Déterminer les routeurs mobiles voisins
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Plan de la proposition
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Déploiement des routeurs mobiles
Envoyer un ordre de handoff forcé
Exécuter le schéma de fréquences
CAC
Changer la position des routeurs
Mesures 802.11
Si supérieur à un seuil?
Sont-ils congestionné ?
Non
Oui
Oui
Non
Déterminer les routeurs mobiles voisins
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Plan de la proposition
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Déploiement des routeurs mobiles
Envoyer un ordre de handoff forcé
Exécuter le schéma de fréquences
Changer la position des routeurs
CAC
Mesures 802.11
Si supérieur à un seuil?
Sont-ils congestionné ?
Non
Oui
Oui
Non
Déterminer les routeurs mobiles voisins
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Plan de la proposition
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Déploiement des routeurs mobiles
Envoyer un ordre de handoff forcé
Exécuter le schéma de fréquences
CAC
Changer la position des routeurs
Mesures 802.11
Si supérieur à un seuil?
Sont-ils congestionné ?
Non
Oui
Oui
Non
Déterminer les routeurs mobiles voisins
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Contrôle dadmission
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Décisions du CAC

• Accepter
• Négocier
• Handoff forcé
• refuser

• En utilisant 2 algorithmes

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Contrôle dadmission
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Décisions du CAC

• Accepter
• Négocier
• Handoff forcé
• Refuser

• En utilisant 2 algorithmes

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Schéma de Qualité de Service
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Modèles utilisés Contrôle de topologie CAC QoS
Traffic categories
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Scénario I (Contrôle de topologie)
Évaluation de performance Simulation
I Simulation II
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Paramètres de la Simulation

• Simulation sous NS-2
• 1 passerelle et 40 nuds mobiles
• 4 routeurs mobiles
• 9 nuds mobile / cellule
• Interface radio IEEE 802.11b
• Rang de transmission
• 300m pour les routeurs mobiles
• 180m pour les nuds mobiles
• Chaque nud a du trafic données et voix
• La durée de la Simulation 250 sec.

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32
Scénario II (QoS)
Évaluation de performance Simulation
I Simulation II
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Paramètres de la Simulation

• Simulation sous NS-2
• 5 nuds mobiles
• 1 routeur mobile
• 4 nuds mobiles
• Interface radio IEEE 802.11e modifié
• Sources FTP et CBR avec deux niveaux de priorités
  pour chacun
• Chaque nud mobile a 4 types de trafic
• Durée de la simulation 120 sec
• Les flux commencent à différentes durées.

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Simulation I
Évaluation de performance Simulation
I Simulation II
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Observations

• Un grand gain en débit et délai est constaté à
  partir de 150 sec
• On fait passer des flux pour causer la
  congestion
• Lutilisation du handover forcé a permis ce
  gain.

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Simulation II
Évaluation de performance Simulation
I Simulation II
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Observations

• Le délai et les paquets droppé meilleur que le
  standard 802.11
• Parce que les paramètres MAC ont changés pour
  un meilleur accès au medium.

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Simulation II
Évaluation de performance Simulation
I Simulation II
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Observations
Observations

• Le débit des flux de haute priorités décroît
  lorsque ceux de plus basse priorités commencent
  la transmission.
• Sans differentiation de services.

• Le débit des flux de haute priorités reste
  stable durant toute la simulation et il décroît
  pour les plus basses.
• Avec differentiation de services

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Conclusion
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Conclusion Travaux Futures

• Contrôler la topologie en utilisant des routeurs
  mobile dédiés avec un control dadmission dédié
• Contrôle de topologie basé sur la congestion
• Mesures de QoS
• Handover Forcé
• Schéma de QoS
• Un gain en flexibilité, consommation dénergie,
  performance et des cellules moins congestionnées.

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Travaux Futures
Introduction Modèle proposé Simulations et
Résultats Conclusion et travaux futures
Conclusion Travaux Futures
Travaux Futures

• Intégration de nouvelles métriques pour mesurer
  la performance du réseau(énergie, type du nud
  )
• Déploiement distribué des routeurs mobiles
• Intégration de ces algorithmes de contrôle de
  topologie dans dautres types de réseaux et
  technologies radio.

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MERCIDES QUESTIONS ?