Communication unicast dans les réseaux mobiles dynamiques

par Farah El Ali

Thèse de doctorat en Technologies de l'information et des systèmes

Sous la direction de Bertrand Ducourthial.

Soutenue en 2012

à Compiègne .

mots clés

• Réseaux dynamiques
• Maintien du chemin
• Mobilité
• Réseaux ad hoc de véhicules
• Réseaux ad hoc (informatique)
• Systèmes de transport intelligent
• Systèmes de communication sans fil
• Réseaux routiers intelligents
• Véhicules automobiles
• Autostabilisation (informatique)
• Algorithmes

Résumé

Les communications sont difficiles à maintenir dans les réseaux informatiques dés lors qu'ils sont dynamiques. Les réseaux de véhicules sont un exemple direct de ces réseaux ad hoc dynamiques. Ils font l'objet des développements et des recherches pour les systèmes intelligents pour le transport (ITS). Dans ce manuscrit, nous nous intéressons aux communications unicast dans les réseaux ad hoc dynamiques. Les travaux réalisés à ce sujet sont appliqués dans les réseaux véhiculaires. Pour mieux comprendre ces réseaux, nous avons effectué des tests sur route afin d'analyser les performances et les capacités de ces réseaux. Les résultats de ces tests nous ont permis de proposer des améliorations aux communications véhicules à infrastructure (V2I) et véhicules à véhicules (V2V). Vue l'étude des performances, nous avons opté pour une architecture opportuniste pour les communications V2I. Elle permet la remontée des données du réseau véhiculaire vers l'infrastructure via une passerelle. Pour l'autre type de communications dans un réseau mobile, les communications V2V, la source et la destination sont mobiles. La communication est alors menacée d'être interrompue. Nous proposons un algorithme de maintien de chemin qui garantit l'acheminement des messages entre les deux entités en mouvement dans le réseau. Cet algorithme utilise les échanges locaux pour ajuster le chemin, et s'affranchit ainsi de la dynamique du réseau. L'algorithme proposé est implémenté, testé et validé pour les réseaux de véhicules. Cependant, il pourrait être appliqué à d'autres types de réseaux, comme les réseaux de drones ou de piétons. Pour mieux comprendre les limites du routage en général et de notre algorithme de maintien de chemin en particulier, nous utilisons l'approche best effort qui formalise un compromis entre la dynamique du réseau et les propriétés d'un algorithme. Nous introduisons les graphes p-dynamiques pour caractériser la dynamique. Ils permettent alors d'exprimer une propriété dite topologique, qui est nécessaire pour garantir une propriété dite de continuité du service offert par l'algorithme. Nous proposons ainsi, grâce aux graphes p-dynamiques, une nouvelle approche pour modéliser la dynamique des réseaux, et pour exprimer les caractéristiques attendues d'un algorithme en fonction de cette dynamique. Cette approche constitue un premier pas vers une métrique algorithmique de la dynamique des réseaux. Elle permet de vérifier si un algorithme donné peut satisfaire ses spécifications dans un réseau donné. Par ailleurs, si les protocoles développés pour les communications unicast ont été implémentés et testés sur route, ils restent suffisamment généraux pour s'appliquer à d'autres réseaux.

Titre traduit

Unicast communications in dynamic mobile networks

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