Laboratoire des Systèmes Informatiques

Thèmes de recherche

Nous menons, à l’instar de nombreuses équipes de recherche dans le monde, des recherches sur la mobilité en général et les réseaux mobiles ad hoc en particulier. Nous avons commencé par étudier les protocoles de routage que nous avons évalués et comparés en utilisant des simulateurs de réseaux (GloMoSim puis NS2) puis étendus au développement de nouveaux protocoles de routage minimisant la consommation d’énergie. Nos travaux ont été orientés ensuite vers l’allocation de ressources dans les réseaux mobiles Ad Hoc et ont porté essentiellement sur l’exclusion mutuelle et l’allocation dynamique de canaux. Par la suite, nous avons focalisé nos travaux sur : la sécurité, la communication de groupes et la tolérance aux défaillances dans les réseaux mobiles ad hoc. Nos travaux sont organisés autour de plusieurs actions de recherche constituant les briques de base essentielles qui permettront de réaliser à terme un système pouvant assurer une communication fiable et sûre. Ces actions se composent comme suit :

  • Sécurité dans les réseaux mobiles ad hoc : pour économiser l’énergie certains noeuds du réseau peuvent se comporter de manière égoïste (Selfish misbehavior). Un noeud égoïste est un noeud qui envoie ses propres paquets à d’autres noeuds pour les faire router, mais ne route pas les paquets des autres pour limiter sa consommation d’énergie. Ce comportement peut causer une dégradation importante de la qualité de service du réseau, à savoir le débit et la fiabilité de transmission, et peut même menacer un critère important de la sécurité ; la disponibilité de service (Availability).

  • Disponibilité de service : À cause de la topologie dynamique du réseau Ad Hoc, la déconnexion d’un hôte mobile ou le partitionnement du réseau sont engendrés fréquemment, ce qui diminuera le taux d’accès aux services et au partage des données. Une solution possible pour ce problème se résume à créer des instances de ces services et de répliquer les données sur plusieurs noeuds mobiles (répliquas), comme dans les protocoles de gestion de la mobilité, la gestion distribuée de clés cryptographiques et les services distribués d’adressage. Les protocoles de réplication peuvent être classés en deux catégories : la réplication des services et la réplication de données. Donc, nous considérons deux schémas de réplication : Dans le premier schéma : un ou plusieurs noeuds mobiles assurent un service au profit des autres noeuds (clients). Ces serveurs instancient leurs services sur plusieurs noeuds afin d’assurer que le service soit accessible par les clients. Dans le deuxième schéma : un ensemble de noeuds veulent partager leurs données avec les autres noeuds du réseau. Les opérations qui existent dans ce contexte : query qui demande d’accéder à une donnée et update qui fait la mise à jour de données. L’objectif général de cette action est de contribuer à résoudre le problème de réplication de service/données dans les réseaux Ad Hoc tout en déterminant : Le temps approprié pour lancer le processus de réplication, la complexité de l’approche, le taux d’accessibilité au service ou à la donnée (le nombre de requêtes réussies par rapport au nombre total de requêtes), le degré de consistance assurée (le nombre de noeuds qui ont la même copie) et le degré d’exactitude (le nombre de noeuds qui accèdent à la dernière version d’une donnée).

  • Communication de groupes : Quand un noeud envoie un message à un autre, ce dernier peut transiter par un ensemble de sites, voire tout le réseau, pour arriver à destination. Ce phénomène est dû au fait que les sites soient indépendants et aucun ne détient continuellement les informations de localisation des autres noeuds, notamment quand le degré de mobilité est élevé. Plusieurs problèmes surgissent suite à ce type de communication :

    • Une inondation dans le réseau,
    • Communication non efficace ( coût élevé ),
    • Epuisement de la batterie inutilement
    • Passage à l’échelle
    • ...

Afin de résoudre ces problèmes, le concept de cluster a été introduit. Il s’agit en fait de partitionner le réseau en groupant des noeuds proches géographiquement en clusters. Un cluster est identifié par son “clusterhead”. Les clusterheads ont la responsabilité de router les messages aux éléments de leurs groupes. Ils jouent ainsi, le rôle des stations de base et constituent donc l’épine dorsale du réseau (backbone). Nous focalisons notre recherche sur la gestion des groupes dans les réseaux ad hoc, en particulier la construction et le maintien des clusters qui doivent obéir aux contraintes suivantes :

  • Etre distribuée et gérer le moins de trafic possible.
  • Etre stable face à la mobilité des noeuds afin de limiter le trafic de maintenance et de reconstruction.
  • Doit être stable face à l’ajout et suppression des noeuds ( le nombre de clusters formés ne doit pas exploser avec le nombre de nombre de noeuds).

Les membres d’un groupe doivent être choisis en se basant sur les distances afin d’atteindre une communication efficace.