Bluetooth

Bluetooth [19] est une technologie pour les communications sans fil à courte distance. La version 1.1 de la spécification a été standardisée par l’IEEE en 802.15.1, mais le

version 2.1. De très nombreux types d’appareil peuvent disposer d’une connectivité Bluetooth : téléphones portables, ordinateurs, imprimantes, appareils photo numériques, récepteurs GPS, claviers et souris, consoles de jeu, etc. Les puces Bluetooth coûtent peu à la fabrication. Par conséquent, cet aspect économique a contribué à la large adoption de cette technologie.

De par son cahier des charges, cette technologie est peu consommatrice d’énergie. Le revers de cette faible consommation est la courte portée des communications — trois classes existent, avec pour portée respectivement 10 m, 20 m et 100 m, la première classe étant généralement celle utilisée pour les puces — et le faible débit disponible —jusqu’à 3 Mb/s. Une nouvelle version de Bluetooth est prévue, promettant un débit pouvant atteindre 100 Mb/s. Les transmissions radio ont lieu sur la bande de fréquence de 2.4 GHz, qui a l’avantage d’être mondialement disponible.

2.4.3.1 Piconet et scatternet

Toute communication entre deux périphériques Bluetooth a lieu dans un piconet [43]. Il s’agit d’un réseau qui est créé automatiquement lorsque plusieurs périphériques se situent à portée l’un de l’autre ; un piconet est donc un réseau ad hoc. L’espace d’adressage dans un piconet est sur trois bits et il ne peut donc pas y avoir plus de huit membres dans un tel réseau. Les communications dans un piconet ont lieu directement sur la couche 2 et IP n’est pas utilisé.

Dans un piconet, un des périphériques joue le rôle de maître, contrôlant le réseau, et les autres deviennent donc des esclaves. Tous les périphériques ont une horloge synchronisée sur celle du maître ; en outre, deux esclaves ne peuvent pas communiquer directement entre eux et donc toute communication a lieu entre le maître et un esclave. Deux esclaves peuvent éventuellement communiquer par l’intermédiaire du maître.

Plusieurs piconets peuvent être connectés et former ainsi un scatternet, ce qui permet de s’affranchir de la limite de taille des piconets. L’interconnexion de deux piconets est possible grâce à l’intermédiaire d’un membre des deux réseaux qui joue le rôle de pont ; celui-ci ne peut néanmoins être maître que dans un piconet. L’utilisation d’un scatternet permet à deux périphériques Bluetooth de communiquer malgré une distance importante rendant impossible toute communication directe entre eux. Les scatternets restent cependant limités au cadre de la recherche pour l’instant, car Bluetooth ne spécifie pas comment le routage est effectué dans un scatternet, et donc peu d’implémentations existent.

2.4.3.2 Réseau local personnel

BNEP [44] (Bluetooth Network Encapsulation Protocol Specification) est une

spécification définissant un format de paquet Bluetooth permettant d’encapsuler les protocoles réseaux habituels, tels qu’IP. D’un point de vue application, BNEP joue le rôle d’une couche MAC habituelle. BNEP est utilisé comme base du profil Bluetooth PAN [45] (Personal Area Network). Ce profil définit le fonctionnement d’un piconet pour qu’il forme un réseau IP, le cas des scatternets étant ignoré. Dans ce contexte, les couches basses de Bluetooth, nécessaires au fonctionnement du piconet, sont cachées aux couches hautes.

PAN définit trois scenarios de fonctionement :

filaire. Ce membre, appelé le point d’accès, joue le rôle de pont ou de routeur entre le réseau Bluetooth et le second réseau, permettant aux autres membres du piconet d’accéder au second réseau.

– Réseau ad hoc : des utilisateurs PAN peuvent former spontanément un réseau ad hoc, sans aucune infrastructure extérieure. Ils peuvent communiquer librement entre eux - une communication entre deux esclaves passe toujours par le maître -, mais n’ont accès à aucun autre réseau. Le réseau ad hoc est donc limité au piconet.

– Connexion entre deux utilisateurs PAN : une connexion point à point entre deux périphériques est réalisée pour permettre une communication directe. Il s’agit en réalité de simuler l’utilisation d’un câble pour relier directement deux stations.

En pratique, il est relativement rare d’avoir plus de deux périphériques Bluetooth communicant par IP dans une même zone. La principale utilisation des PANs consiste donc en une connexion entre deux périphériques afin qu’ils communiquent par IP, l’un des deux périphériques jouant généralement le rôle de point d’accès vers un autre réseau.

Conclusion

Ce chapitre a été axé sur le concept des environnements mobiles et l'utilisation de la technologie de communication sans fil. L'évolution rapide qu'a connue la technologie sans fil récemment, a facilité la mise en œuvre d’applications mobiles et ne supportant pas d’infrastructure préexistante (telles que les applications militaires) et a permis l'apparition de nouveaux systèmes de communication qui offrent plus d'avantages par rapport aux systèmes classiques. Les nouveaux systèmes n'astreignent plus l'usager à une localisation fixe, mais lui permet une libre mobilité.

La compréhension parfaite de la communication utilisée dans le nouvel environnement, nécessite la compréhension des notions de base de la technologie sans fil comme l'utilisation des ondes radio, la notion de bande passante, la réutilisation des fréquences, la portée d'une unité mobile, etc. Le but de ce chapitre a été de donner un aperçu général sur cette technologie qui ne cesse de croître.

Les environnements mobiles sont caractérisés par de fréquentes déconnexions et des restrictions sur les ressources utilisées, surtout si tous les usagers du système sont mobiles ce qui est le cas pour les réseaux ad hoc. Ces limitations transforment certains problèmes, ayant des solutions évidentes dans l'environnement classique, en des problèmes complexes et difficiles à résoudre. Parmi ces problèmes figure le problème de routage que nous allons discuter dans le deuxième chapitre.

Chapitre 3

Algorithmes et architectures de

routage

Introduction

La gestion de l’acheminement de données ou le routage consiste à assurer une stratégie qui doit permettre à n’importe quel moment, la connexion entre n’importe quelle paire de nœuds appartenant à un réseau. La diffusion est utilisée afin d’inonder le réseau et les informations sont alors relayées de proche en proche par les mobiles intermédiaires.

À l’origine, les réseaux étaient tous de taille très limitée et il était donc possible de configurer manuellement la route pour chaque destination. Mais très vite, la taille des réseaux n’allant qu’en s’accroissant, il a fallu automatiser cette tâche à l’aide d’algorithmes de routage.

Il n’existe pas d’unique solution pour le problème du routage dans les réseaux, car une solution valide dans une situation donnée ne l’est pas forcément dans un autre cas ; c’est pourquoi plusieurs algorithmes et protocoles sont utilisés dans des cadres différents. Différents critères d’évaluation existent pour les algorithmes de routage : l’exactitude des routes obtenues est essentielle, mais la stabilité des routes, les délais causés par le routage ou encore le niveau d’optimisation des routes sont autant de critères à prendre en compte. Le routage étant un élément de base dans le fonctionnement d’un réseau, il est nécessaire pour un algorithme de routage d’être solide et de ne pas causer d’effondrement du réseau à cause d’erreurs.

Les notions de routage et d’acheminement sont différentes, bien que fortement liées : le routage consiste à trouver une route pour une destination tandis que l’acheminement consiste à transmettre le paquet d’un routeur à l’autre sur la route trouvée. L’acheminement est donc une phase postérieure au routage, mais certains algorithmes l’utilisent néanmoins de manière rétroactive sur le routage. Par exemple, l’acheminement peut permettre de valider une route, ou en cas de problème, de réenclencher l’algorithme de routage.

«Rien de grand ne s’est accompli dans le monde sans passion »

Introduction à la philosophie de l’histoire,