Communicaion DTN. pour réseaux ad hoc dynamiques

Transcription

1 Communication DTN (+ démo de DoDWAN, plate-forme de communication ) Frédéric Guidec Laboratoire Valoria Groupe CASA Université de Bretagne Sud France mailto:frederic.guidec@univ-ubs.fr

2 Introduction On observe aujourd'hui une multiplication rapide du nombre d'équipements mobiles communicants PC portables, assistants numériques personnels (PDAs), tablet PCs, smart phones... La plupart de ces équipements intègrent des chipsets de communication «sans fils» IEEE ( Wi-Fi) IEEE ( Bluetooth, Zigbee...) IEEE e ( WiMAX mobile) GSM/GPRS/UMTS... Les technologies sans fils permettent une communication avec infrastructure ou en mode ad hoc (ou les deux à la fois)

3 Motivations Communication ad hoc sans infrastructure Pourquoi passer par une infrastructure (coûteuse!) lorsqu'on peut s'en passer? Comment faire lorsqu'aucune infrastructure n'est disponible? Communications d'urgence (e.g. disaster relief) Réseaux communautaires etc. Adaptation aux fluctuations observées dans l'environnement Mobilité des équipements communicants Volatilité de ces équipements Connectivité sporadique Fragmentation du réseau etc.

4 Réseau mobile ad hoc : illustration

5 Réseau mobile ad hoc : illustration Les utilisateurs transportent des PC portables, PDAs, tablet PCs, smart phones, etc.

6 Contrainte : transmissions à courte portée Chaque mobile ne peut communiquer directement qu'avec ses voisins proches

7 Contrainte : fragmentation du réseau ad hoc Même avec du routage dynamique (eg AODV*, OLSR**), le réseau résultant est fragmenté * AODV: Ad-hoc On demand Distance Vector routing (Perkins & Royer) ** OLSR: Optimized Link State Routing (Jacquet Project HIPERCOM)

8 Contrainte : volatilité des équipements Les équipements peuvent être éteints (ou mis en veille) à tout instant

9 Contrainte : mobilité des équipements Les utilisateurs (et leur matériel!) se déplacent d'îlot en îlot au sein du réseau

10 Le défi : assurer l'acheminement de l'information dans un réseau ad hoc dynamique et fragmenté

11 Vers un modèle d'acheminement de l'information «avec délais» Les équipements inactifs ne reçoivent rien (initialement) Les équipements actifs peuvent stocker les documents dans un cache local Les équipements lointains ne reçoivent rien (initialement)

12 Vers un modèle d'acheminement de l'information «avec délais» Les documents ne peuvent pas toujours être obtenus auprès de l'équipement émetteur?!? Un équipement qui se «réveille» doit pouvoir rattraper le temps perdu Un équipement peut «faire le ménage» dans son cache à tout moment

13 Vers un modèle d'acheminement de l'information «avec délais» Tout équipement peut obtenir des copies de documents auprès de ses voisins immédiats

14 Vers un modèle d'acheminement de l'information «avec délais» Un équipement qui se déplace contribue à transporter des documents vers des îlots lointains du réseau

15 Vers un modèle d'acheminement de l'information «avec délais» Un équipement atteignant un nouvel îlot peut y collecter des documents disponibles localement, tout en diffusant ceux présents dans son propre cache

16 Delay Tolerant Networking Concept introduit par Kevin Fall ca Ciblait initialement les réseaux inter-planétaires (!) Étendu par la suite vers tous les «réseaux difficiles» (Challenged Internetworks) dans lesquels une connectivité permanente et de bout-enbout ne peut pas toujours être assurée Principe général Communication par messages, en mode store-and-forward, afin de répondre aux problèmes de perte de connectivité, de latence élevée, et d'hétérogénéité rencontrés dans les «réseaux difficiles» Projets fédérateurs Groupe DTNRG (Delay-Tolerant Networking Research Group) de l'irtf Programme DTN (Disruption Tolerant Networking) de la DARPA (U.S.A.)

17 Middleware de communication DoDWAN DoDWAN : Document Dissemination in Wireless Ad hoc Networks Permet la communication entre équipements mobiles au sein d'un réseau ad hoc «difficile» (i.e. forte mobilité, forte volatilité, forte fragmentation) Caractéristiques majeures Communication «basée documents» Communication reposant sur le principe du DTN Support pour le maintien en cache, l'annonce, la découverte, et le transport de documents Support pour de multiples politiques d'acheminement Inondation, dissémination sélective ou probabiliste, accusés de réception optionnels, transmission one-to-one, one-to-many, one-to-any...

18 Principe général du modèle de dissémination mis en oeuvre dans DoDWAN 1) Chaque terminal annonce périodiquement quels sont les documents présents dans son cache 2) À la réception d'une annonce, le terminal récepteur consulte son cache afin d'identifier des documents qui lui font défaut, et adresse à l'annonceur une requête l'invitant à diffuser ces documents 3) Tout terminal recevant une requête diffuse les documents demandés s'ils sont effectivement disponibles dans son cache Un document est diffusé au plus une seule fois entre deux annonces successives

19 Caractéristiques actuelles de DoDWAN Comportement «glouton» Un terminal demande la diffusion de tout document qu'il ne possède pas déjà dans son cache Un terminal enregistre tout document qu'il «voit passer» sur le canal radio, même s'il ne l'a pas demandé lui-même Approches alternatives Gestion plus sélective des documents mis en cache Politiques différenciées selon l'état du terminal (e.g. présence d'un disque dur ou pas, niveau d'occupation du cache, etc.) Mécanisme d'accusé de réception pour les documents ayant une destination unique Permet aussi de stopper la dissémination d'un document ayant déjà été reçu

20 Quelques détails de mise en oeuvre Prototype mis en oeuvre en Java Fonctionne sur plates-formes Linux et Windows Documents formatés en XML Transport via UDP/IP (sur un canal multicast unique) Support pour segmentation/réassemblage des documents volumineux Support de la volatilité Cache de documents mis en oeuvre en mémoire et dans le système de fichiers Prise en compte des événements ACPI (e.g. suspend/resume)

21 Maquette de démonstration Maquette illustrant deux «services» élémentaires Découverte et suivi de présence Dissémination de fichiers «Interface graphique» reposant sur un détournement de Konqueror (explorateur de fichiers de KDE) Une interface Java/SWT est en cours de développement (pour PDA notamment)

22 Le projet SARAH SARAH : Services distribués Asynchrones pour Réseaux Ad Hoc Projet ANR labellisé fin 2005 (durée 36 mois) Programme ARA SSIA (Actions de Recherche Amont en «Sécurité, Systèmes embarqués et Intelligence Ambiante») Participants VALORIA (groupe CASA), Univ. de Bretagne Sud, Vannes LaBRI (équipe SOD), Univ. de Bordeaux I LITIS, Univ. du Havre XLIM, Univ. de Limoges Quatre sous-thèmes Support de communication DTN Sécurité Support pour services applicatifs Simulation et évaluation

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