Mécanisme contre l’oscillation de passerelle

L'évitement de l'oscillation de passerelle se décompose en trois étapes. Ce sont la détection du phénomène d'oscillation, sa prise en charge par le mécanisme, puis la reprise de l'algorithme lorsque le phénomène n'est plus d'actualité. Elles sont décrites dans la Figure 87.

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Détection

Une solution pour détecter l’oscillation de passerelle se fonde sur le changement répétitif d’état d’une passerelle. Cela se traduira par le fait qu'une passerelle alternera à chaque étape entre les différents états représentant sa charge. Cela signifie que des flux de certains nœuds sont ballotés entre deux passerelles. Cependant, cette méthode nécessite plusieurs itérations pour détecter l’oscillation ; cela retarde sa prise en charge. Si l’on réduit ce nombre d’itérations pour déclencher plus promptement le mécanisme, il peut potentiellement détecter de manière erronée un phénomène d’oscillation. En effet, une oscillation peu répétitive peut être la simple conséquence de l'apparition de nouveaux flux.

Par conséquent, la solution choisie va prendre en compte, l’apparition ou la disparition de nouveaux flux, ainsi que le changement d’état de charge des passerelles. Cette solution nous permet de réduire le nombre d’itérations à un minimum de trois. En effet, il suffit de détecter une augmentation puis une diminution des différences de corrections, pour en déduire l'occurrence d'un phénomène d'oscillation (Figure 88). Pendant ce temps, ces passerelles ne décèlent aucune modification du trafic et donc seule l’oscillation de passerelle peut être responsable des changements d’état.

Figure 88 Exemple de détection du phénomène d'oscillation

Pour déterminer si de nouveaux flux apparaissent et disparaissent, les passerelles vont conserver des traces des flux lors des mesures. Ainsi, si un nœud débute un nouveau flux, il est enregistré lors de son passage dans la passerelle. Nous concluons à la disparition lorsqu’aucun nouveau paquet correspondant au flux n’est plus observé par la passerelle pendant une durée prédéfinie (TFluxDisparition).

Lors de la première itération, la passerelle sort de l’état de surcharge ainsi certains flux sont transférés vers une autre passerelle. L’autre passerelle va détecter les flux transférés en les considérant comme de nouveaux flux. À la nouvelle itération, les deux passerelles ont déjà reconnu tous les flux qui subissent l’oscillation.

L'utilisation d'une connaissance par flux dans le mécanisme d'oscillation peut poser des problèmes de passage à l'échelle. Cependant, le nombre de flux est assez limité dans notre scénario, ce qui réduit ce potentiel problème.

Nous considérons que tout nouveau flux dans le MANET peut modifier la répartition de la charge. Dès qu’une passerelle met à jour un changement de trafic, il en informe tous les nœuds et, en particulier, toutes les autres passerelles par l’intermédiaire du message HNA. Un champ informe de la détection d’un nouveau flux (Figure 89).

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Prise en considération de l’oscillation

La passerelle qui détecte en premier le phénomène d’oscillation va informer les autres passerelles de sa détection. De la même manière que pour diffuser un changement de trafic, l’information est transmise par l’intermédiaire du message HNA (Figure 89). Dès qu’une passerelle détient l’information de la présence d’une oscillation, l’exécution du partage de charge est stabilisée jusqu’à ce que l’on détecte un changement de trafic. La stabilisation des valeurs de correction peut suivre deux politiques. La première favorise la stabilisation avec un domaine plus étendu pour la passerelle qui a la capacité la plus importante. La seconde permet de minimiser le coût moyen des chemins en privilégiant la plus faible distance.

La réactivation du partage de charge

Le partage de charge est réactivé lorsque l’une des passerelles observe un nouveau flux ou reconnaît la perte d’un autre. La diffusion de la découverte d’un nouveau flux est par la suite effectuée grâce au message HNA (Figure 89).

Figure 89 Exemple de message HNA

7.1.5.1 Limitation de l’étendue de la zone progressive Limitation due au coût entre deux passerelles

Nous introduisons une limitation à l’augmentation de la couverture du domaine, servi par une passerelle, en fonction du coût du chemin à l’intérieur du MANET. Cette limitation permet d’éviter qu’une passerelle ne récupère tout le trafic de sa concurrente. Par conséquent, la différence de correction ne doit pas être supérieure au coût du chemin entre les deux passerelles. Ceci aurait pour conséquence de virtuellement avoir une passerelle dont le coût du chemin pour atteindre les réseaux extérieurs serait inférieur en passant par une autre passerelle que par elle-même.

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Figure 90 Différence de correction excessive

Dans la Figure 90, nous pouvons observer une frontière virtuelle qui dépasse la passerelle concurrente. Dans ces conditions, tout le domaine de la passerelle 1 est englobé par le domaine de la passerelle 2. Si l’implantation de la hiérarchie des protocoles de routage privilégie le protocole de routage OLSR, la passerelle va transmettre à la passerelle 2, les paquets qu'elle reçoit qui ont pour destination des réseaux extérieurs. Dans le cas contraire, les paquets sont transmis sur son interface satellite. Dans ces deux cas, une augmentation de la correction n’aura plus d’effet puisque le domaine est déjà à sa taille maximale.

Limitation due à un coût maximal

Nous ajoutons une limitation dans le but d’éviter l’obtention de chemin ayant des coûts trop importants. Ceci est mis en place pour restreindre le champ d’action du partage de charge à une zone limitée. En particulier, elle permet de limiter l’augmentation de la congestion dans le MANET et la baisse des performances due à des chemins trop longs. Nous définissons donc un coût maximal (Cmax), pour lequel nous considérons que le gain obtenu par le partage de charge ne compensera plus

les pertes induites par l’augmentation du coût. Cette valeur est donc définie de manière statique.

7.1.5.2 Blocage du mécanisme Lorsque toutes les passerelles sont surchargées

La phase de décision bloque le mécanisme de partage de charge lorsque toutes les passerelles sont surchargées. En effet, il nous est impossible d'améliorer le partage de trafic dans ces conditions. Le premier effet néfaste est une certaine instabilité, puisque les deux passerelles vont essayer d’augmenter l’étendue de leur domaine conjointement, la différence restera inchangée. L’instabilité est en fait provoquée parce que les mises à jour des corrections ne sont pas synchronisées. En effet, les nœuds ne vont pas recevoir les messages HNA au même instant. Pour y remédier, les passerelles ajoutent un champ, grâce auquel, elles informent les autres passerelles qu’elles sont surchargées.

125 Ainsi, lorsque toutes le sont, l’incrémentation de la valeur de la correction est abandonnée jusqu’à un nouveau changement d’état de l’une d'elles.

Lorsque le nombre de nœuds source est insuffisant

La phase de décision bloque le mécanisme de partage de charge, lorsque le nombre de nœuds sources devient insuffisant pour atteindre des performances minimales. En effet, comme la granularité est le pas d’incrémentation de la taille du domaine, plusieurs nœuds à la limite de celui-ci vont potentiellement changer de passerelles. Si ce faible nombre de nœuds est à l'origine d'une grande part du nombre de flux, la modification de la passerelle n’a que peu d’impact sur la bonne répartition du trafic et cela engendre des phénomènes d’oscillations. En outre, l’apparition de nouveaux nœuds sources va complètement modifier la répartition du trafic ce qui peut provoquer une phase assez longue avant que le mécanisme de partage de charge ne trouve son point d’équilibre.