Analyse des performances du protocole de routage

Nous expliquons les résultats de simulations que nous venons d’indiquer par la formula- tion des performances en fonction des paramètres d’environnement et de simulation. Nous simplifions le fonctionnement de AODV et de DSR en ne prenant en compte le mécanisme de cache que sur la source (les deux protocoles utilisent sur les noeuds intermédiaires un mécanisme de cache similaire). Le mécanisme de cache est alors présent uniquement avec DSR.

Analysons les facteurs de performance par la méthode suivante :

1. formulons les délais, de niveau réseau, d’un paquet pour les deux protocoles de routage AODV et DSR, puis,

2. évaluons celui obtenu pour chaque protocole dans le cas d’un petit réseau et dans le cas d’un grand réseau, en utilisant les résultats de simulation. La relation d’ordre entre le délai des deux protocoles de routage et le goodput est équivalente. Par souci de simplification nous utilisons la variable goodput réseau pour faire le lien avec le goodput de niveau transport que nous avons considéré précédemment ;

3. formulons le goodput transport en fonction du taux de perte et des performances du routage ;

4. en utilisant l’évaluation, montrons que les résultats de simulation sont cohérents ; Quel que soit le mécanisme transport, le goodput transport est meilleur pour AODV dans les grands réseaux et meilleur pour DSR dans les petits réseaux.

Le détail de notre démarche est présenté dans la table1.3, la signification des symboles utilisés est indiquée dans la table1.4.

Formulation

(F 1.1) : Formulation du délai pour AODV : il y a un délai d’obtention de route (Droute) et un délai de transmission de paquet (Dtrans).

(F 1.2) : Droute se compose d’un délai d’établissement de route initial (Dest) plus d’un certain nombre de réétablissement qui est fonction de la probabilité de rupture de route (Pb).

(F 2.1) : Formulation du délai pour DSR : le délai d’obtention de route, Droute, est équivalent à celui de AODV.

(F 2.2) : DSR utilise un cache de routes : en cas de rupture de route, il obtient directe- ment la route mémorisée sans avoir à faire d’établissement. Quand la route est non-valide (probabilité ps), DSR obtient une nouvelle route. Nous approchons le temps perdu sur la route non valide par un délai d’établissement de route (Dest).

(F3) : Les délais d’établissement des routes en DSR et en AODV sont équivalents.

Evaluation-Cas 1 : Pour un petit réseau (N < N1),

En cas d’erreur, AODV qui n’a pas de mécanisme de cache, doit chercher une route, alors que DSR obtient directement une nouvelle route ; la probabilité ps que la route soit non valide étant très petite, elle est considérée comme nulle. Par la simulation nous avons un délai de transmission de paquet de DSR plus important que celui de AODV (r 1.1 et voir la Figure1.19). Ceci s’explique par la surcharge de routage générée par DSR qui rajoute un champ chemin dans les paquets de routage (voir le Figure 1.18). Comme par ailleurs, le délai d’établissement de la route est similaire entre les deux protocoles (la pro- cédure est équivalente, F3), les meilleures performances de DSR obtenues par simulation (Figure 1.12) sont dues à son mécanisme de cache qui masque ses moins bonnes perfor- mances de transmission (r 1.2). Son goodput réseau est donc meilleur que celui de AODV (r 1.3).

Pour AODV

(F 1.1) D.AODV = Dtrans.AODV + Droute.AODV

(F 1.2) Droute.AODV = (1 + pb) Dest.AODV Pour DSR

(F 2.1) D.DSR = Dtrans.DSR + Droute.DSR (F 2.2) Droute.DSR = (1 + 2*pb*ps) Dest.DSR

(F3) (Dest.DSR) eq (Dest.AODV) eq Dest

Cas 1 N < N1, pb = i1 ; ps = j1 et j1 eq to 0 (r 1.1) Dtrans.DSR > Dtrans.AODV ;

(r 1.2) Pb*Dest > Dtrans.DSR - Dtrans.AODV (r 1.3) Ng.DSR > Ng.AODV Cas 2 N > N1, pb : = i2 > i1 ; ps = j2 > j1 (r 2.1) Dtrans.DSR > Dtrans.AODV ; (r 2.2) Droute.DSR > Droute.AODV (r 2.3) Ng.AODV > Ng.DSR (F4) Tg.Ti (rp) = f (Pl.Ti, D.rp) (r3) Pl << 1 => Tg.eq.f(D.rp)

(r4) Ng.AODV < Ng.DSR => ∀i, Tg.Ti (AODV) < Tg.Ti (DSR) et Ng.AODV > Ng.DSR => ∀i, Tg.Ti (AODV) < Tg.Ti (DSR) TAB. 1.3 – Analyse de l’impact du routage sur le transport Les symboles Sens des signes

AODV Ad hoc On-Demand Distance Vector

D Délai

Dest Délai d’établissement de route Droute Délai de route

Dtrans Délai de la transmission de paquet

DSR Dynamic Source Routing

eq Opérateur équivalent

N Nombre de noeuds

Ng Goodput de réseau

N1 Valeur de nombre entier

pb Probabilité de rupture de route

ps Probabilité à la vieille route est utilisée Pl Nombre de perte de paquet

rp Protocole de routage

Tg Goodput de protocole transport

Ti Goodput de protocole transport pour les versions i tels que Reno et Sack

Exemple :

Ng.rp Goodput de réseau pour le protocole de routage D.rp Délai pour le protocole de routage

TAB. 1.4 – Symboles de formulation

Le délai de transmission d’un paquet est nettement plus important avec DSR que AODV, (Figure1.21) en raison de la surcharge générée par le champ chemin (Figure1.20 et r 2.1). De plus, sur de grands réseaux, la probabilité ps d’avoir une route mémorisée

FIG. 1.18 – Surcharge de routage normalisée pour 10 noeuds

FIG. 1.19 – Délai transmission pour 10 noeuds

en cache qui ne soit pas valide devient non négligeable, ce qui explique que le délai de DSR soit supérieur à celui de AODV (r 2.2). Ainsi, le goodput réseau d’AODV est plus élevé que celui de DSR (r 2.3).

(F4) Le goodput de transport (Tg) de la version i, Ti, au-dessus d’un protocole de routage (rp) est influencé par le nombre de la perte de paquet (Pl) mais également par le délai du protocole de routage (D.rp).

(r3) D’après nos simulations, (Figures1.16 et1.17) : nous observons que Pl est faible de l’ordre 10−6, ou Pl < < 1 (r3). Le facteur de performances le plus important du pro- tocole transport n’est pas le temps de retransmission provoqué par les pertes en cas de rupture de route, et qui diffère selon les variantes de TCP, mais le délai réseau.

Nos résultats sont en accord avec ceux publiés dans la littérature sur d’autres versions de transport fiable ([AASS00], [DyBo01], [HoVa02]). Nous en déduisons que le délai d’éta-

FIG. 1.20 – Surcharge de routage normalisée pour 50 noeuds

FIG. 1.21 – Comparaison délai de bout en bout pour 50 noeuds

blissement de route est plus important pour la performance de transport que le processus de rétablissement d’erreur. Le choix d’une option de contrôle de congestion ou d’une autre n’est pas un facteur primordial pour améliorer les performances (r4). L’optimisation de routage est plus importante que celle du transport.