Comme il a été déjà expliqué, et à l’instar des réseaux filaires existants, la QoS dans les réseaux ad hoc mobiles a été implémentée dans les diffé-rentes couches du modèle OSI. Diverses méthodes ont été implémentées dans la couche physique, telles que :
— L’adaptation de la puissance d’émission en maximisant cette puis-sance pour les trafics prioritaires ;
— Maximiser la puissance d’émission pour les flux de données prio-ritaires
— Partage de charge entre les nœuds du réseau
— Instaurer des mécanismes de conservation d’énergie en vue de maximiser la durée de vie des nœuds fonctionnant sur batterie.
3.5.1 Approche FQMM (Flexible QoS Model for MANETs)
Comme a été illustré dans le paragraphe précédent, les deux approches Intserv et Diffserv sont plutôt adaptées aux réseaux filaires que pour les réseaux mobiles ad hoc. Le volume de traitement et la lourde signalisation engendrée par ces deux approches demeurent trop gourmands en bande passante, ce qui ne coïncide pas avec celle limitée et offerte par les réseaux ad hoc mobiles. De plus, le comportement statique de ces deux approches ne leur permet pas d’être de bons acteurs dans le cas des MANETs, qui sont caractérisés par une topologie dynamique en constante évolution. A cet effet, une approche dite FQMM pour (Flexible QoS Model for MA-NETs) (Nguyen & Minet 2006) a été développée pour des réseaux de pe-tite ou de moyenne taille et qui repose sur une architecture plate (non hiérarchique) combinant les propriétés des modèles IntServ et DiffServ.
FQMM est une approche hybride, permettant le traitement par flux pour les données prioritaires et par classes pour les autres données. Comme est illustré par la figure 3.5, FQMM divise la couche réseau d’un nœud en deux parties à savoir : la partie basse baptisée ” plan de relayage des données ” et la partie haute dite ” plan de contrôle et de gestion ”. Le protocole de routage associé à ce modèle doit être en mesure d’implémen-ter des métriques de QoS. Toutefois, plusieurs inconvénients peuvent être énumérés, à savoir :
— La granularité par flux contraint la limitation de cette approche à cause de la taille du champ DS du paquet IP (1 octet).
— Il est difficile d’envisager un profil dynamique pour la négociation du trafic écoulé.
— Les contraintes dues au fonctionnement ad hoc du réseau telles que : la signalisation, la bande passante et la conservation d’énergie doivent être prise en charge par le protocole de routage associé à ce modèle (Xiao et al. 2000)
Figure 3.5 – Le modèle FQMM
3.5.2 Approche SWAN (Service Differentiation in Wireless Ad Hoc
Networks)
Comme son nom l’indique, SWAN (Ahn et al. 2002) est une approche de différentiation de service proposée pour les réseaux ad hoc mobiles. SWAN implémente un certain nombre d’algorithmes de contrôle distri-bué pour assurer la différentiation de service d’une manière simple et efficace. Au niveau paquet, la priorité est laissée au trafic temps-réel, tout en assurant le trafic best effort admis par un nœud mobile dans le réseau. Avant toute décision d’acceptation d’un trafic temps-réel, le contrôle d’ad-mission mesure la bande passante disponible sur le chemin emprunté par ce trafic. Cette mesure est effectuée par un protocole de routage. Il est important de noter que cette approche permet la régulation du trafic best effort par mesurer les délais écoulés au niveau MAC. Ce paramètre per-met d’associer un certain degré de QoS pour les trafics acceptés. Aussi, le bit ” ECN ” (Explicit Congestion Notification) de l’entête du paquet IP no-tifiera la source d’une éventuelle congestion afin de réinitialiser le contrôle d’admission.
Figure 3.6 – Le modèle SWAN
3.5.3 iMAQ (Integrated Mobile Ad hoc Qos framework)
iMAQ (Ahn et al. 2003) supporte les transmissions multimédias dans un réseau ad hoc mobiles. Cette approche implémente une couche réseau permettant le routage ad hoc , ainsi qu’une couche logicielle (middleware), entre la couche réseau et la couche application. Le partage des informa-tions entre chaque couche d’un nœud assure des satisfacinforma-tions en terme de QoS pour les trafics gourmands comme les applications multimédias. L’idée demeure de prédire la location des nœuds par les informations échangées entre eux via la couche réseau. La couche logicielle quant à elle, permet de partitionner le réseau selon les ressources disponibles fi-gure 3.7)
Figure 3.7 – Le modèle iMAQ
3.6 Qualité de service (QoS) dans la couche MAC
(Me-dium Access Control)
Cette couche assurer l’accès au medium radio dans le cas des réseaux MANETs. L’accès efficace et le partage des ressources radios demeurent primordial pour assurer une QoS de bas niveau. Aussi, le partage de bande entre les différents utilisateurs du réseau relève plusieurs défis afin de pal-lier aux problèmes de collisions et de disponibilité du réseau. A cet effet,
les approches de QoS dans la couche liaison doivent prendre en considéra-tion toutes ces considéraconsidéra-tions, en proposant des mécanismes adaptés aux réseaux MANETs. A l’instar des réseaux filaires, plusieurs propositions de schémas et d’outils de différentiation de service ont été déployés. Dans ce qui suit, nous énumérerons les plus prépondérants (Sra & Chand 2019).
3.6.1 Norme IEE 802.11 de différentiation de services et ses extensions
IEEE 802.11 est la norme célèbre dans le cadre des réseaux en général, elle demeure l’équivalent d’Ethernet en utilisant un médium sans fil. Agis-sant au niveau trames de données, les recherches sont axées à implémen-ter des outils de différentiation de services selon les priorités des données transmises. Dans (Aad & Castelluccia 2001), une proposition a été étudiée afin d’adapter dynamiquement certains critères à la DCF (Distributed Co-oridnation Fonction), à savoir :
— L’implémentation des délais aléatoires avec priorisation des trames de données importantes, dans le mécanisme de détection de colli-sion.
— Idem dans le cas de l’attribution des délais de silence dans le mé-canisme (DIFS).
— La négociation de la MTU (Maximum Transmission Unit), il est envisageable de négocier différentes MTU selon la nature du trafic échangé.
Plusieurs tests ont été effectués afin de choisir le meilleur mécanisme dans le cas des réseaux ad hoc mobiles et la deuxième semble la plus conviviale. Dans nos jours, avec l’évolution de cette norme IEE 802.11, plu-sieurs variantes ont été développés concernant les réseaux mobiles (IEEE 802.11 b,g,n, ac, ad. . . ), permettant d’apporter de nouveaux mécanismes de QoS au niveau MAC pour les différentes applications. D’autres normes IEEE peuvent être envisagés dans le cas des WPANs (Wireless Personal Area Netork), selon la nature des interfaces physiques des nœuds du ré-seau et le débit utilisé, à savoir les normes IEEE 802.15.x (x : variante de la norme).
3.6.2 MACA/PR (Multiple Access Collision Avoidance with Piggyback
Reservation)
Dans MACA/PR (Yang et al. 2011), la stratégie de l’accès au médium est effectuée par différentiation des priorités selon les flux échangés. Les flux standards traversent le réseau sans différentiation. Les flux avec contraintes de temps-réel, passent par une demande de transmission-réception (RTS- CTS). Ensuite, toutes les trames du flux temps-réel sont transmises avec acquittement du récepteur. La demande de transmission doit être renouvelée une fois qu’une trame n’est pas acquittée. Le méca-nisme de réservation de la bande passante peut être effectué via des infor-mations d’ordonnancement incluses dans les trames, informant les nœuds adjacents du nœud récepteur sur le temps d’arrivée de la prochaine trame. Une fois cette information reçue, ces derniers peuvent délayer leurs trans-missions.