Rseaux de capteurs avec dtecteurs de collision

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Réseaux de capteurs avec détecteurs de collision

• Mohssen Abboud
• Carole Delporte Hugues Fauconnier
  
• LIAFA, Université Paris 7

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Plan

• Introduction
• Modèle et définitions
• Implémentation de la diffusion fiable
• Calcul du maximum
• Conclusion et perspectives

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Introduction

• Applications (réseaux de capteurs).
• Pannes
• Pannes des capteurs(Crash).
• Défaillances de communication(Collision).
• Tolérance aux pannes.

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Modèle et Définition

• Modèle.
• Spécification de la diffusion fiable.
• Détecteur de collision.

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Modèle et définitions

• Modèle
• Pp1, p2,, l'ensemble des capteurs.
• Nombre inconnu, identité nest pas unique.
• Rondes synchronisées.
• Pannes (crash).
• Correct/incorrect.
• Deux booléens sendrp, recvrp.

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• Intégrité pour tout capteur p si
  recvrp alors sendr .
• Collision!
• Remarques
• Absence ultime de collisions il existe une ronde
  r0 à partir de la quelle si un capteur émet
  dans la ronde, il ny aura pas de collision.
• Activerp Le fait que le capteur p suivant
  lalgorithme de back-off peut émettre dans
  r.
• Propriété du back-off Si p est correct, alors
  si pour une infinité de ronde sendrp est vrai
  alors pour une infinité de ces rondes activerp
  est vrai et pour tout q ? p activerq est faux.
• Avec ces propriétés, on peut
  assurer quinfiniment souvent il ny aura pas de
  collision, mais pas un accord sur le fait quun
  message a été ou non émis.

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Modèle et définitions

• Spécification de la diffusion fiable
• - Diffusion fiable est dassurer quun jour
  tous les capteurs sauront si oui ou non au moins
  un capteur a voulu diffuser dans la ronde.
• - Rbcastp Un booléen indiquant que le
  capteur veut diffuser un message dans la ronde
• - delp une variable locale initialisée à
  -, delp ne peut être modifiée quune seule fois
  pour true ou false

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Modèle et définitions

• Terminaison Pour tout capteur correct p un jour
  delp sera différente de - .
• Accord Pour tout p et tout q si delp ? -.
  et delq ? -. Alors delp delq.
• Validité
• S'il existe un capteur correct p t.q Rbcastp
  alors pour tous les capteurs q on a un jour delq
  True
• Si pour aucun capteur p Rbcastp True alors
  pour tous les capteurs q on a delq ? True.

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Modèle et définitions

• Détecteur de collision (G. Chockler et al .
  PODC'05)
• un mécanisme local à chaque capteur qui
  informe du fait quil peut y avoir eu une
  collision dans la ronde (colp).
• Complétude toute collision est détectée.
• une collision est détectée et pas de message
  émis

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• Exactitude si aucun message nest émis alors il
  n y pas de détection de collision.
• Exactitude ultime assure lexactitude au bout
  dun certain nombre de ronde.
• 
  
• P ,?P

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Implémentation de la diffusion fiable

• Algorithme 1 (pour la classe P)
• Algorithme 2 (pour la classe ?P)

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Implémentation de la diffusion fiable

• Algorithme 1 Pour chaque capteur p
• Pour chaque ronde
• if Rbcastp then
• send()
• end
• if (recvp V colp) then
• delp True
• else
• delp False
• end
• Proposition1 Cet algorithme réalise la
  diffusion fiable en une seule ronde avec P.

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Implémentation de la diffusion fiable

• Algorithme 2 Pour chaque capteur p
• estimate Rbcastp
• ronde 4n
• Faitp False
• If (estimatep ? activep) then
  
  
  send()
• end
• if (recvp) then / un message reçu /
• veto0p True
• veto1p False
• estimatep True
• else
• if (colp) then / collision détectée /
• veto0p veto1p True
• else / pas de collision et rien reçu /
• veto0p estimatep
• veto1p True
• end
• end

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Implémentation de la diffusion fiable

• ronde 4n1 / ronde de veto sur Rbcast False
  /
• if (veto0p) then
• send()
• end
• if (recvp V colp) then / pas de
  collision et rien reçu /
• Faitp True
• end
• ronde 4n2 / ronde de veto sur Rbcast True
  /
• if (veto1p) then
• send()
• end
• if (recvp V colp) then / pas de collision
  et rien reçu /
• Faitp True
• end
• ronde 4n3 / ronde de terminaison Faitp /
• if (Faitp) then
• send()
• end
• if (recvp V colp) then / pas de collision
  et rien reçu /

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Implémentation de la diffusion fiable

• Proposition 2 Cet algorithme réalise la
  diffusion fiable avec ?P.
• RMQ la terminaison n'est pas simultanée.

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Calcul du maximum

• Spécification
• Algorithme
• Soit V lensemble des valeurs proposées par les
  capteurs,
• -, pas de valeur proposée.

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Calcul du maximum

• Spécification
• Terminaison Tous les capteurs corrects décident.
• Accord Si p et q décident, ils décident de la
  même valeur.
• Validité
• Si p décide la valeur v, alors v est une valeur
  proposée par au moins un capteur correct et
• Pour tout capteur correct q, v est supérieur ou
  égale à la valeur proposée par q
• Si p décide - alors aucun capteur correct n'a
  proposé de valeur.
• 
  
  
  
  
  La valeur décidée n'est pas le
  maximum des valeurs initiales (crash).

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Calcul du maximum

• Algorithme Code pour chaque capteur MAX(v)
• Estimate vp
• nbsize Log2 (vp)
• decide False
• phase phase1 / Calcul de la
  longueur du max /
• while (decide) do
• if (phase phase1) then
• continue True
• r 1
• while continue do
• if ( r lt nbsize) then
• send()
• end
• if ( recvp ? colp ) then
• continue False
• end
• r r 1
• end
• phase phase2

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Calcul du maximum

• if ( phase phase2) then / On cherche la
  valeur du max de taille size /
• max 0
• while ( size gt 0) ? ( phase phase 2) do
• continue True
• if ( estimatesize 1) ? ((estimate
  max) max) then
• send()
• end
• if ( recvp V colp) then
• maxsize 1
• continue False
• end
• if (continue) then
• if (
  estimatesize 0) ? ((estimate max) max)
  then
• send()
• end
• if ( recvp V colp ) then
• maxsize 0
• else
• phase phase 1
  / crash du capteur qui a le max /

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Calcul du maximum

• Proposition 3 Cet algorithme résout le problème
  du calcul du maximum avec un détecteur P.
• Nb. rondes O( entrées x nb. pannes)
• Proposition 4 Cet algorithme garanti que tous
  les capteurs décideront sur la valeur
  maximale à la même ronde.

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Conclusion et perspectives

• Un modèle pour les réseaux de capteur anonymes
  communiquant par diffusion radio avec détecteur
  de collision.
• Assurer une communication fiable.
• Résoudre le problème du maximum efficacement.
• Réaliser une diffusion fiable avec des messages
  avec contenu.
• Que se passe -t-il pour des détecteurs ?P ?

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Questions?