Multicast
Cette partie ´etudie l’architecture du service de communication multicast qui doit ˆetre mise en place de fa¸con `a pouvoir g´erer de fa¸con transparente des communications multicast de bout-en-bout au travers du MANET tactique. Dans le manuscrit, le multicast IP pour les r´eseaux filaire est pr´esent´e (le mod`ele de communication multicast Internet, le protocole IGMP pour la gestion des appartenances aux groupes et les protocoles de routage multicast). La figure A.2 pr´esente la structure du r´eseau Internet Tactique d’un point de vue du service multicast. Ainsi, le MANET tactique permet d’interconnecter diff´erents r´eseaux de l’Internet Tactique que l’on peut classer en trois cat´egories en fonction du type de structure protocolaire mise en place pour le service multicast. Tout d’abord, on trouve des segments Ethernet qui sont compos´es exclusivement d’hˆotes directement connect´es au noeud MANET et qui impl´ementent le protocole IGMP pour reporter les appartenances aux groupes multicast. Ensuite, on trouve des LAN locaux qui sont compos´es d’hˆotes employant le protocole IGMP et de routeurs employant un protocole de routage multicast. Le noeud MANET peut ˆetre reli´e `a ces routeurs ainsi qu’aux hˆotes. Enfin, on trouve ce que l’on va appeler des R´eseaux IP Externes qui peuvent ˆetre n’importe quel type de r´eseau (l’Internet global, un r´eseau militaire IP, ...). Pour ce type de r´eseau le noeud MANET est reli´e `a des routeurs qui d´eploient des protocoles de routage multicast intra et/ou inter domaine. Bien que les deux derniers types de r´eseaux puissent sembler redondants, une distinction doit ˆetre faite car contrairement aux LAN locaux qui peuvent ˆetre consid´er´es comme des r´eseaux “propri´etaires”, les R´eseaux IP Externes sont des r´eseaux totalement ouverts sur lesquels aucun contrˆole, aucune hypoth`ese ou aucune recommandation ne peut ˆetre fait. Etant donn´e que les acteurs des sessions multicast (sources ou membres) peuvent se trouver sur n’importe lequel de ces trois types de r´eseau, le MANET peut ˆetre utilis´e pour interconnecter diff´erents types de protocole multicast. Nous rappelons que concernant le service multicast, un noeud MANET n’est en aucun cas responsable de d´ecider d’appartenir `
a un groupe multicast ou d’ˆetre source de trafic pour un groupe multicast, ce sont les hˆotes pr´esents sur un des trois types de r´eseaux identifi´es pr´ec´edemment qui sont les r´eels acteurs des groupes multicast.
Trois solutions peuvent ˆetre envisag´ees pour fournir un service multicast de bout en bout :
• La premi`ere solution consiste `a consid´erer que les noeuds MANET sont des routeurs n’impl´ementant aucun protocole multicast. On va alors cr´eer des tunnels sur le MANET tactique `a la mani`ere de ce qui peut ˆetre fait sur le MBone. Cette solution pr´esente des probl`emes de performances notamment vis-`a-vis de l’overhead de contrˆole.
d´efinis pour les r´eseaux IP filaires. Malheureusement, ces protocoles sont peu adapt´es aux contraintes du monde sans fil et `a la mobilit´e.
• La troisi`eme solution, qui est celle retenue, consiste `a d´eployer sur les noeuds MANET un protocole de routage multicast sp´ecialement con¸cu pour l’environnement MANET tactique, et ensuite `a mettre en place des solutions d’interop´erabilit´e avec les protocoles d´eploy´es sur les r´eseaux IP reli´es au MANET tactique.
Ce protocole de routage multicast sp´ecifiquement con¸cu pour le domaine du MANET tactique doit r´epondre aux contraintes impos´ees par cet environnement, `a savoir :
• Robustesse: le protocole doit ˆetre capable de r´eagir aux changements de topologie du r´eseau caus´es par la mobilit´e des noeuds, et ce, en minimisant les pertes d’information.
• Efficacit´e: la bande passante est une ressource tr`es rare dans les r´eseaux MANET. Ainsi, l’efficacit´e qui peut se mesurer comme le ratio du nombre total de paquets de contrˆole et de donn´ees transmis sur le r´eseau sur le nombre total de paquets de donn´ees re¸cus doit ˆetre optimis´ee.
• Overhead de contrˆole r´eduit: ce point rejoint le point pr´ec´edent. Ainsi pour construire et maintenir la structure n´ecessaire `a son fonctionnement, le protocole de routage doit r´eduire au maximum les messages de contrˆole n´ecessaires de fa¸con `a ce qu’ils n’occupent pas toute la bande passante disponible, empˆechant ainsi toute transmission de trafic de donn´ees.
• Qualit´e de service.
• Gestion des ressources: le protocole doit r´eduire au maximum l’utilisation des ressources m´emoire, batterie, ... des noeuds. Les op´erations n´ecessitant le plus de ressources doivent ˆetre r´eduite. • S´ecurit´e
• Passage `a l’´echelle: comme expliqu´e pr´ec´edemment, le nombre de noeuds dans un r´eseau MANET tactique peut atteindre plusieurs milliers.
Il est bien ´evidemment difficile de concevoir un protocole r´epondant parfaitement `a toutes ces exigences. La plus restrictive et contraignante des exigences pr´esent´ees pr´ec´edemment est celle de passage `a l’´echelle. En effet, la fa¸con dont le passage `a l’´echelle est pris en compte dans un MANET peut influencer la structure du r´eseau et donc la conception d’une solution multicast.
Nous avons choisi le clustering comme solution pour g´erer le passage `a l’´echelle car elle nous apparaˆıt comme la plus prometteuse et la plus capitalisable possible. En effet, le clustering est une technique qui permet de regrouper les noeuds en groupes appel´es cluster et d’assigner aux noeuds des fonctions et des responsabilit´es diff´erentes selon qu’ils sont dans ou en dehors d’un groupe. Un noeud particulier dans chaque cluster, le clusterhead, est charg´e de “repr´esenter” les noeuds du cluster pour les op´erations d´epassant les fronti`eres du cluster. Cela permet de r´eduire la sph`ere de responsabilit´e de chaque noeud ainsi que sa vision du r´eseau. Les avantages du clustering s’appliquent non seulement aux protocoles de routage multicast mais aussi aux protocoles de routage unicast, aux protocoles de gestion du r´eseau, `a la r´eutilisation des fr´equences, ... Par la suite, nous consid`ererons donc le MANET tactique comme un r´eseau clust´eris´e comme illustr´e par la figure A.3. Cette structure clust´eris´ee a une influence sur le service multicast dans le MANET. En effet, la r´epartition des acteurs parmi les diff´erents clusters am`ene `a consid´erer deux niveaux de communications multicast.
• Si les acteurs d’un groupe multicast appartiennent au mˆeme cluster, on parlera de communications multicast intra-cluster.
• Si les acteurs d’un groupe multicast sont r´epartis sur diff´erents clusters, on parlera de communications multicast inter-cluster.
Pour tirer parti de la structure en cluster de fa¸con optimale, on devra donc d´efinir deux types de protocole de routage multicast, un protocole multicast intra-cluster qui se chargera des communications multicast intra-cluster et un protocole de routage multicast inter-cluster qui se chargera des communications multicast inter-cluster. Ces deux protocoles coop`ereront de fa¸con `a fournir un service multicast de bout-en- bout.
Figure A.3Illustration d’un MANET tactique clust´eris´e