quality of service routing in ad hoc networks (in french)
Post on 30-May-2018
214 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
1/23
1
Nadir BOUCHAMA
nbouchama@cerist.dz
11/06/2008
Centre de Recherche sur lInformation Scientifique et techniqueDivision Thories et Ingnierie des systmes Informatiques
Routage avec Qualit de service
dans lesRseaux Mobiles ad Hoc
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
2/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 2
Plan de lExpos..
Rseaux Mobiles Ad Hoc : Motivation, Application Notion de Qualit de Service (QoS) Qualit de Service dans les Rseaux Mobiles Ad Hoc: notion
de QoS adaptative Surdimensionnement versus Ingnierie de trafic
Approches pour offrir la QoS: o se situe le routage avec QoSdans toute cette armada de solutions ? Principe du routage QoS Concevoir un protocole de routage avec QoS: compromis Mtriques utilises
Exemple de routage avec QoS Conclusions et perspectives
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
3/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 3
Rseaux mobiles ad hoc
Caractristiques: Liens sans fils Une topologie dynamique Ressources limites et
volatiles (bande passante,nergie, mmoire, CPU)
Vulnrabilit aux attaques
Un rseau mobile ad hoc ou MANET (MobileAd hoc NETwork) est un systmeautonome de plateformes mobilesappeles nuds qui sont libres de sedplacer librement. Ce systme peut treisol ou avoir des passerelles ou desinterfaces le reliant un rseau fixe(Internet, ATM)
http://www.ietf.org/rfc/rfc2501.txt
GW
Internet
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
4/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 4
Challenges
Routage efficace Gestion de la mobilit Scalabilit Scurit Partage efficace du mdium de communication
Qualit de service
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
5/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 5
Qualit de Service (QoS) adaptative
Comme dfinie dans le RFC 2386, Ensemble de besoins assurer par le rseau
pour le transport dun trafic dune source une
destination. Ces besoins peuvent tre traduits
en un ensemble dattributs pr-spcifis et
mesurables en terme de : Dlai de bout en bout
Variance de dlai (gigue)
Bande passante :.
Taux de Perte de paquets
Cette dfinition nest pas adquate pour les rseauxmobiles ad hocLa Qualit de Service dans les rseaux mobiles ad hoc veut direfournir des paramtres afin dadapter les applications la qualit du rseau
La QoS est dite alors adaptative
Recommandation E.800 du CCITT :
Effet global des performances duservice qui dtermine le degrde satisfaction dun utilisateurdu service.
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
6/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 6
Motivation
Au dbut de lapparition des rseaux mobiles ad hoc :Le premier souci est de permettre la connectivit des noeuds
Le principe utilis est le BEST EFFORT cest--dire AU MIEUX
Aucune garantie de livraison des donnesSEND AND PRAY
(envoyer et prier que a russisse)
Mais.pour certaines applications ce service nest pas du tout suffisant
Exemple:
Applications multimdias, tlphonie, jeux, applications critiques,communications dans un champs de bataille, etc.
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
7/23 Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 7
Besoins des applications
La QoS nest pas une OPTION mais uneNECESSIT pour permettre un dploiement
grande chelle
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
8/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 8
Complexit dans le contexte des MANETs
Qualit de service dans les MANETs = Fournir unefonctionnalit complexe dans un environnement trsdynamique o les ressources sont rares.
Solution: Deux approches classiques:
Sur-dimensionnement
Ingnierie de trafic
Matrielle
Logicielle
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
9/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 9
Sur-Dimensionnement
Avantages: Simple et peut se faire de faon graduelle; Aucun mcanisme de QoS nest ncessaire;
Inconvnients: Peut tre trs coteux pour le dploiement et la mise a jour; Difficile prdire les besoins futurs du trafic; Ne peut pas garantir les garanties sur le dlais; Dans la plupart des cas, il sagit dun dplacement du problme; Perte de ressources (rseau sous-utilis); Pour un rseau mobile ad hoc, les ressources sont rares et
volatiles On ne peut pas se permettre ce LUXE La bande de frquence est trs limite
Principe :Agir sur les RESSOURCES (solution matrielle)Approvisionner REACTIVEMENT le rseau avec suffisamment de ressources sibesoin estDIMENSIONNEMENTGENEREUX
PROH
IBITIF
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
10/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 10
Ingnierie de trafic (Traffic engineering)Principe
Agir sur le TRAFIC (solution logicielle)valuation et optimisation des performances des rseaux IP en utilisant
des mthodes scientifiques pour le mesurage,caractrisation,modlisation, et contrle du trafic.RFC 3272: Overview and Principles of Internet Traffic
Engineering
Avantages: Rentable; Utilisation rationnelle des ressources;
Inconvnients: Complexe concevoir et implmenter; Problme de passage lchelle
(scalability)
Congestion-related
performancedegradation has beenfound to cause themajority of networkdowntime costs
Michael HowardPresident, Infonetics Research
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
11/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 11
Analogie avec le trafic routier
Ingnierie de traficsurdimensionnement
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
12/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 12
Taxonomies..
Diffrentiation
Couche MAC
Protocolesdesignalisatio
n
K. Wu and J. Harms, QoS Support in Mobile Ad Hoc Networks. Crossing Boundaries- the GSA Journal ofUniversity of Alberta, Volume 1, n 1. pages 92- 106. Novembre 2001
Classification la plus connue et la plus cite:
Ingnierie de traficSurdimensionnement
XApprochesInter couche
CROSS LAYER
Interviennent une couche ou sous-couche du modle de rfrence OSI
Modlesde QoS
Routageavec QoS
Qualit de Service dans les Rseaux AdHoc
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
13/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 13
Objectifs du Routage avec QoS
Les TROIS objectifs principaux du routage avec QoS sont lessuivants:
Dterminer dynamiquement un chemin rpondant auxexigences de QoS et qui est ralisable entre une source etune destination ;
Optimiser les ressources du rseau (load balancing);
Permettre une dgradationgracieuse (gracefuldegradation)des performances du rseau
http://www.ietf.org/rfc/rfc2386.txt
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
14/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 14
Critiques
Taxonomie critique notamment dans:
Claude Chaudet, Isabelle Gurin Lassous, - tat des lieux sur la qualit de service dans lesrseaux ad hoc - Invited paper, in 'Colloque Francophone sur l'Ingnierie des Protocoles'' -November 2006 - Tozeur, Tunisia.
Raisons ?
Impossible de classifier les solutions existantes selon cettetaxonomie;Pourquoi sparer la signalisation et le routage avec QoS alorsquils sont souvent complmentaires;Un bon modle de QoS est souvent construit partir deplusieurs blocs de base dont le routage avec QoS, la signalisation,et les mcanismes de diffrentiation au niveau de la couche MAC
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
15/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 15
Taxonomie selon le niveau de QoS
impossible- contrle de traficarien,
- chirurgie distance,- contrle dun
racteur nuclaire,
etc.
QoS dterministe,
service garanti,
QoS quantitative,
QoS absolue
si les exigences ne sont
pas satisfaites, le service
nest pas du tout fourni
TOUT ou RIEN
QoS ferme(hard QoS)
+++communications
militaires;les garanties de QoS sont
de type ferme, sauf en
cas de fluctuations du
canal radio ou de
changement de
topologie.
QoS pseudoferme
(Pseudo HardQoS)
++voix sur IP,QoS statistique,
Mieux que le besteffort,
QoS qualitative,
QoS relative
la garantie de service est
offerte avec une
probabilit. Il peut y avoir
des priodes transitoires
o la QoS nest pasgarantie.
QoS relche(soft QoS)
+courrier lectronique,
transfert de fichiers,
send and prayle rseau envoie les
paquets sans aucune
garantie.
Best Effort(BE)
DifficultExample
dapplications
Autres nomsDfinitionNiveau
Nive
au
de
QoS
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
16/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 16
Quattend-t-on dunprotocole de routage avec QoS?
Adaptabilit: sadapter ltat du rseau ad hoc
Simplicit: viter la complexit et la surchargeScalabilit: rsister aux facteurs limite tels
que le nombre de nuds , nombre de flux,nombre de classes, etc
Efficacit: offrir un bon niveau de QoS pour lesapplications prioritairesEquit: vis--vis du trafic best effortRobustesse: rsister aux perturbations dans le
rseauScurit: dans certains cas comme le domaine
militaire
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
17/23
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
18/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 18
Mtriques de QoS pour un protocole de QoS
Conception Evaluation
DbitDlai de bout en bout
Taille du bufferGigueTaux de perte de paquetsEnergieScurit
Dlai MACStabilit du lienFiabilit
Signal to Interference Ratio(SIR)Bit Error Rate (BER)
Niveau de batterie rsiduel
Liaison(LLC+MAC)
Physique
Applicatio
nPrsentation
SessionTransport
Taux daccept./Bloc. de sessionsTaux de sessions
compltes/coupes
Dbit du rseauDbit dun nud
Dlai de dcouverte dune routeCharge de routage normalise(NRL)Dure de vie du rseauDure de vie moyenne dun nuConsommation en nergie
Charge normalise au niveauMACConsommation en nergie
Rseau
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
19/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 19
Mtriques au niveau rseau
%Niveau de confianceScurit
joulesEnergie
%rapport entre le nombre de paquetsmis et le nombre de paquets reus.Taux de pertede paquets
milli-secondesla gigue est dfinie comme tant lavariation des dlais dacheminementdes paquets dans le rseau
Gigue
Nombre de places dans un bufferEspace libre dubuffer
milli-secondesDlai que met un paquet de lasource la destination
Dlai de bout enbout
bps/sAppel aussibande passantersiduelle : Dbit minimal dunchemin de bout en bout
Dbit
UnitDfinition
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
20/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 20
Classification des mtriques
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
21/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 21
Exemple de Routage avec QoS
Chemin satisfaisant la QoS
S
B C
D
E F
D
Plus court chemin
D
S Source
Destination
Exemple:
Une source D veut communiquer avec une destination D etdemande une QoS en bande passante de Bw=4
Tuple:
Besoin en QoS: BW4
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
22/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 22
Conclusion & Perspectives
Les solutions de QoS doivent imprativement tre adaptative dans les rseauxmobiles ad hoc;
Le routage avec QoS est un problme trs difficile dans le contexte des rseauxmobiles ad hoc;
A part le protocole PNNI de ATM, aucun protocole de routage avec QoS na tstandardis actuellement ni pour les rseaux filaires ni pour les rseauxmobiles ad hoc ;
pour les Le problme de scalabilit( S word problem) reste le problme
majeur dans la plupart des solutions. Ceci dit, les protocoles QoS relchesont plus scalables que les protocoles QoS ferme; Le routage QoS nest gnralement quune brique de base (building block) dans
la construction dune architecture de QoS globale (cross layer); Nous travaillons sur les approches volutionnaires pour les protocoles
AODV, DSR (ractifs), OLSR (proactif) en travaillant principalement sur lamtriquebande passante;
Perspectives:- Travailler sur la mtrique dlai pour la VoIP (+ stabilit ??)- Proposer un modle de QoS (CROSS LAYER) qui fasse intervenir plusieurs
couches
-
8/14/2019 Quality of Service Routing in Ad Hoc Networks (in French)
23/23
Nadir BOUCHAMA CERIST 2008 23
QUESTIONS ?
top related