hoc
Reflétant la diversité des domaines d’application, les travaux de recherche ont proposé un large éventail de protocoles de routage pour les réseaux ad hoc. En général, les objectifs de ces protocoles sont les mêmes : maximiser le débit tout en minimisant les "erreurs d’aiguillage", le temps de traitement pour la mise en place et la consommation d’énergie. Cependant, les attentes liées au routage dans les réseaux ad hoc diffèrent généralement d’une application à l’autre et en fonction de l’architecture du réseau ad hoc. De nombreux protocoles de routage ont été développés pour les MANETs. Ils peuvent être classés en plusieurs types en fonction de l’algorithme utilisé, routage proactif, routage réactif, routage géographique ou le routage fondé sur l’énergie consommée.
2.4.1
Le routage proactif
Dans le cas du routage proactif, les nœuds évaluent en permanence les routes vers tous les nœuds accessibles et tentent de conserver des informations de routage cohérentes et à jour. Par conséquent, le nœud source peut obtenir immédiatement un chemin de routage s’il en a besoin. Dans les protocoles de routage proactifs, tous les nœuds doivent conserver une vue cohérente de la topologie du réseau. Lorsqu’un changement de topologie de réseau se produit, les mises à jour respectives doivent être propagées sur le réseau pour notifier le changement. La plupart des protocoles de routage proactifs proposés dans la littérature ont des propriétés héritées des algorithmes de routage utilisés dans les réseaux câblés, apportant des modifications à ceux-ci afin de s’adapter aux caractéristiques dynamiques des MANETs. Ainsi, les algorithmes de routage mettent à jour de manière proactive l’état des liens et maintiennent une route vers chaque destination possible, que le trafic de données existe ou non, l’overhead nécessaire pour conserver des informations de topologie de réseau à jour étant important. Deux exemples de protocoles proactifs sont Dynamic destination-Sequenced Distance-Vector (DSDV) [83] et Optimized Link State Routing (OLSR) [84], le plus répandu.
2.4.2
Le routage réactif
Une autre approche de routage dans les réseaux MANETs est celle dite réactive, appelée également "à la demande". Dans ce type d’algorithme de routage, la route est créée uniquement lorsque le nœud source le souhaite. Lorsqu’un nœud nécessite un routage vers une destination, il lance un processus de découverte de route au sein du réseau. Ce processus est terminé une fois qu’un itinéraire est trouvé ou que toutes les permutations possibles d’acheminement ont été examinées. Les routes actives peuvent être déconnectées en raison de la mobilité des nœuds dans les MANETs. Par conséquent, la maintenance de la route est une opération importante dans le cas des protocoles de routage réactifs. Dynamic Source Routing (DSR) [85] et Ad-hoc Ondemand Distance Vector (AODV) [86] sont deux exemples de protocoles de routage réactif. Par rapport aux protocoles de routage proactifs, la réduction de l’overhead est un avantage des protocoles de routage réactifs, mais en revanche, les protocoles de routage réactifs introduisent une latence non négligeable avant la distribution des messages due au fait qu’une route entre la source et la destination
doit être mise en place auparavant.
2.4.3
Le routage dit géographique
L’acheminement géographique repose sur la connaissance de l’émetteur de la position géographique de la destination. Un expéditeur utilisera ainsi l’emplacement géographique de la destination pour transmettre un message à la place de l’adresse réseau du destinataire pour effectuer le routage. Par conséquent, il n’est pas essentiel que l’expéditeur connaisse parfaitement la topologie du réseau, mais en revanche, il doit connaître les positions géographiques des destinations potentielles. De ce fait, le routage géographique suppose que chaque nœud connaisse son propre emplacement et que chaque source connaisse l’emplacement de sa destination.
Location-aided routing (LAR) [87] est un exemple de protocole qui utilise les informations de localisation pour minimiser l’espace de recherche nécessaire à la découverte d’une route vers la destination. Il a pour objectif de réduire les délais liés à la découverte de routes et utilise le GPS pour obtenir les informations de localisation d’un nœud. Une fois que le nœud source connaît l’emplacement du nœud destination et dispose également de certaines informations sur ses caractéristiques de mobilité, telles que la direction et la vitesse de déplacement du nœud destination, la source envoie des demandes de routage aux nœuds uniquement dans la zone où le nœud destination se trouve potentiellement. Si le nœud source ne dispose pas d’informations sur la vitesse et la direction du nœud de destination, l’ensemble du réseau est considéré comme une potentielle position du nœud destination. Plusieurs articles se sont attaqués au routage géographique, [88–90].
2.4.4
Le routage conscient de l’énergie
Comme nous l’avons déjà indiqué, les nœuds d’un réseau mobile ad hoc sont alimentés par des batteries. Par conséquent, la réduction de la consommation d’éner- gie de routage est un problème important. Les protocoles de routage traditionnels ont tendance à utiliser des algorithmes efficaces, mais sans tenir compte de la consommation d’énergie, ce qui entraîne souvent un épuisement rapide de l’énergie. Un protocole de routage sensible à la consommation répond aux problèmes liés à la consommation et à la conservation de l’énergie.
Online Energy Aware Routing [91] est une proposition d’algorithme de routage fondé sur l’énergie, introduisant des techniques combinatoires pour calculer des routes économes en énergie dans les MANETs. L’objectif est de choisir une route qui établit un équilibre entre l’énergie résiduelle, le niveau d’énergie minimal de chaque nœud sur le chemin et l’énergie consommée par le message en transit. Le réseau est considéré comme étant un graphe où les poids des arêtes représentent l’énergie requise pour la transmission. Les auteurs proposent tout d’abord une variante de l’algorithme de Dijkstra qui sera appliquée au graphe en cherchant les chemins avec l’énergie résiduelle minimale, plusieurs chemins pouvant satisfaire cette condition. Dans la seconde phase, l’algorithme choisit parmi ces chemins celui qui consomme le moins d’énergie.
Dans l’article [92], les auteurs ont proposé OLSR-EA, une amélioraton de OLSR, en modifiant l’algorithme de calcul d’itinéraire de OLSR pour sélectionner des chemins en fonction d’un coût énergétique déterminé en combinant l’énergie résiduelle et la puissance de transmission consommée par chaque nœud. Cela a ensuite été exploité comme métrique de routage d’énergie en modifiant les messages de routage envoyés par OLSR. OLSR-EA permet de mieux prolonger la durée de vie du réseau et de mieux conserver l’énergie totale utilisée par rapport à OLSR. D’autres travaux notables proposent des methodes de routage fondées sur la prise en compte de l’énergie [93–96].
2.4.5
Application à notre contexte
En terme de délais de mise en place des routes, on observe des valeurs plus élevées dans le cas des protocoles réactifs comme AODV, qui sont principalement liées à la découverte et aux mises à jour des routes utilisables. Par exemple, une étude [97] sur l’impact du routage pour le trafic Voice over Internet Protocol (VoIP) dans un réseau multi-sauts montre que le protocole OLSR est mieux adapté en raison d’un temps de routage plus court et de sa résilience face au deséquencement. Un autre avantage intrinsèque du fonctionnement des protocoles proactifs est le fait que la source ne connaît pas les routes complètes, mais elle possède uniquement les informations sur le prochain saut pour transférer les messages.
Un article publié par Kaur et al., [98] a présenté un cadre de comparaison des protocoles de routage MANET permettant de comparer le délai des protocoles AODV
et OLSR. L’étude a montré que le protocole AODV pouvait subir un retard important lors de l’établissement des routes. Dans le cas d’OLSR, il a montré que le délai est indépendant des profils de trafic, ayant donc une limite supérieure fixe pour le délai, quel que soit le trafic du réseau.
Les algorithmes dits géographiques posent un autre inconvénient lorsqu’ils sont utilisés dans un tel type de réseau. Pour un routage efficace, chaque nœud doit être tenu informé des positions (exactes ou approximatives) des autres pour "diriger" les paquets vers la destination. Cela implique une inondation du réseau avec des messages de mise à jour pour garder les tables de routage à jour, contrairement à OLSR où la mise à jour des tables de routage est plus facile. De plus, les informations de localisation peuvent ne pas être précises au moment où elles sont nécessaires, par conséquent, l’efficacité du réseau dépend de l’équilibre entre la répartition géographique et peut être soumise à des goulots d’étranglement.