Méthodes de routage

Dans la suite de cette section, nous allons présenter quelques protocoles de routage parmi les plus utilisés dans les réseaux véhiculaires.

2.4.2.1 Le protocole GPCR (Greedy Perimeter Coordinator Routing)

Dans [Lochert et al.,2005], les auteurs ont proposé le protocole GPCR qui est un protocole de routage basé sur la géolocalisation, dans un environnement urbain. Le protocole GPCR est très bien adapté pour des environnements très dynamiques tels que la communication inter- véhicules sur les autoroutes ou dans les villes. GPCR est une combinaison du protocole GPSR [Lochert et al., 2005] et de l’utilisation de la cartographie routière. Les auteurs supposent que chaque nœud peut savoir s’il se trouve à une intersection auquel cas il acquiert le statut de nœud coordinateur5_{. Ainsi, les messages sont transmis le long de la route en utilisant}

une approche gloutonne avec une préférence donnée aux nœuds coordinateurs. Cela signifie qu’en choisissant le prochain nœud relais, un nœud coordinateur est préféré à un nœud non- coordinateur, même s’il n’est pas le plus proche de la destination, et ceci afin d’éviter les obstacles radios (bâtiments, ...). Ce protocole est basé sur la topologie des routes et des carrefours [Lochert et al., 2005].

2.4.2.2 Le protocole VADD (Vehicle-Assisted Data Delivery Routing)

Il s’agit d’un protocole de routage et de livraison de données, développé par Zhao et al. [Zhao and Cao, 2008]. Le protocole VADD adopte l’idée de "Carry-and-forward" pour la livraison des données à partir d’un véhicule en mouvement vers une destination fixe. Le problème le plus important est de choisir un chemin de transfert avec le plus petit délai de livraison des paquets. Le protocole VADD permet de transmettre des paquets à travers des canaux sans fil, et si ces derniers doivent être transportés par les véhicules, ceux circulant sur la route la plus rapide sont choisis en premier lieu. Ce protocole suppose que les véhicules sont équipés de cartes numériques, qui fournissent les niveaux des rues et les statistiques de trafics tels que la densité et la vitesse des véhicules sur les routes à différents moments de la journée. Selon les informations fournies par les cartes numériques, un modèle est proposé pour estimer le délai de livraison de données par différentes routes.

2.4.2.3 Le protocole ROMSGP (Receive On Most Stable Group-Path Routing

Protocol)

Pour améliorer la fiabilité du routage, dans [Taleb et al.,2007], les auteurs ont proposé le protocole ROMSGP (Receive on Most Stable Group-Path) dédié aux environnements urbains. Ils indiquent qu’un acheminement instable se produit généralement à cause de la perte de connectivité, autrement dit si un véhicule se déplace hors de la portée de transmission d’un véhicule voisin. Dans le protocole ROMSGP, tous les véhicules sont répartis en quatre groupes sur la base du vecteur de vitesse. Un routage est considéré stable si les deux véhicules sont classés dans le même groupe, sinon, le routage est instable. Un véhicule appartient à un groupe si le vecteur de vitesse possède un vecteur de projection maximale avec ce groupe.

2.4.2.4 Le protocole AODV (On Demand Distance Vector)

Il s’agit d’un protocole de routage réactif ; ainsi, les chemins sont découverts et maintenus à la demande. Lorsqu’un nœud souhaite envoyer des données à un nœud destinataire, la

première étape consiste à diffuser (broadcast) à tous les nœuds du réseau un message "RREQ" de découverte du chemin de routage. Un nœud, à la réception du message (RREQ), consulte sa table de routage ; s’il détecte un chemin le reliant au nœud destination, il ajoute son adresse dans le chemin de routage et retransmet le message (RREQ) vers le nœud suivant. Simultanément, il envoie un message de confirmation (RREP) au nœud source ; ce message l’informe de sa participation à la construction du chemin de routage. Le chemin de routage est représenté comme une chaîne de nœuds reliant le nœud source au nœud destinataire. Chaque nœud intermédiaire pointe vers le nœud suivant et précédent par deux pointeurs appelés respectivement pointeur suivant et pointeur précédent. La chaîne construite par les pointeurs suivants sert à transférer les paquets de la source au destinataire. En revanche, la chaîne de retour est pointée par les pointeurs précédents pour retourner au nœud source les réponses de confirmation ou d’acquittement de réception des paquets. Le protocole AODV fonctionne d’une manière distribuée : chaque nœud intermédiaire maintient uniquement des pointeurs vers le nœud suivant et le nœud précédent, au lieu de maintenir le chemin entier (shared-based). La deuxième étape du protocole AODV consiste à maintenir le chemin de routage jusqu’à la fin de la transmission. Pour le maintien du chemin, le protocole utilise trois types de messages : (1) le message "route time-out", diffusé lorsqu’aucune activité n’est remarquée sur le chemin pendant un certain temps ; (2) le message "Hello", généralement diffusé sur le réseau pour détecter la présence des nœuds dans le voisinage direct. Le message Hello permet de maintenir les pointeurs précédents et suivants afin de maintenir le chemin stable durant le transfert des paquets ; enfin, (3) le message "route-error" est diffusé sur le chemin lors de la détection d’une rupture de liens dans le chemin [Perkins et al.,2002].

2.4.2.5 Le protocole DSR (Dynamic Source Routing)

Il s’agit d’un autre protocole de routage réactif. Il possède un mécanisme de routage différent de celui du protocole AODV. En effet, dans le protocole de routage DSR [David et al., 2001], l’entête du paquet transmis par le nœud expéditeur contient l’adresse de tous les nœuds intermédiaires ainsi que l’adresse du nœud destinataire. Similaire à la majorité des protocoles de routage réactifs, le mécanisme du protocole DSR repose sur deux procédures

essentielles : la découverte et le maintien du chemin de routage lors du transfert des paquets. En effet, lorsqu’un nœud source souhaite envoyer un paquet à un nœud destinataire, il vérifie, dans sa table de routage, la présence d’un chemin de routage ; lorsqu’un chemin est détecté, la phase de découverte du chemin est rapidement achevée et le nœud source envoie le paquet à travers le réseau. Par contre, si aucun chemin convenable n’est détecté, le nœud source diffuse à tous les nœuds du réseau une demande de construction du chemin (RREQ). Pour chaque retransmission du paquet entre les nœuds intermédiaires, l’adresse du nœud, recevant le paquet, est ajoutée dans l’entête du paquet [David et al., 2001].

2.4.2.6 Le protocole DSDV (Destination-Sequenced Distance Vector)

Ce protocole est de type unicast proactif [Perkins and Bhagwat,1994]. Chaque nœud dans le réseau maintient une table de routage. Cette table comporte les informations suivantes : la liste de tous les nœuds destinataires possibles, le nombre de sauts nécessaires pour atteindre chaque destination, et enfin, le numéro de séquence (SN) qui correspond à une destination. Chaque nœud envoie sa table de routage à tous les nœuds de son voisinage lorsqu’un chan- gement se produit. En effet, la table de routage est mise à jour selon deux paramètres : le temps et le type de l’événement détecté. Pour chaque mécanisme de mise à jour, le numéro de séquence est incrémenté pour différencier les anciennes des nouvelles routes.

Dans le protocole DSDV, le nœud attend la prochaine mise à jour initiée par la destination, avant de mettre à jour l’entrée associée vers cette destination dans la table de routage. Cependant, ce mécanisme d’attente ralentit le fonctionnement du protocole et diminue sa performance [Perkins and Bhagwat, 1994].

2.4.2.7 Le protocole GSR (Global State Routing)

Ce protocole est similaire au protocole DSDV décrit précédemment en terme de mise à jour de la table de routage. Dans le protocole GSR [Tsu-Wei and Mario, 1998], chaque nœud maintient essentiellement la liste de ses voisins, la table de la topologie du réseau, la

table des nœuds suivants (Next hop nodes) qui contient l’adresse du nœud retransmetteur du paquet vers chaque nœud destinataire, et enfin la table de distance comportant le chemin le plus court vers chaque destination (distance calculée par l’algorithme de Dijkstra). Lors d’un changement d’état des liens dans le réseau et grâce aux messages de contrôle diffusés dans le réseau, toutes les tables maintenues sont mises à jour. Mentionnons également que les mises-à-jour sont appliquées uniquement lorsque le numéro de séquence est supérieur au numéro de séquence précédemment sauvegardée dans la table [Tsu-Wei and Mario, 1998].

2.4.2.8 Le protocole OLSR (Optimized Link State Routing)

Ce protocole par état de lien utilise une technique optimisée pour la diffusion des messages topologiques [Jacquet et al.,2001]. La solution consiste à ne permettre qu’à un sous-ensemble de voisins de retransmettre les messages. Ces voisins sont appelés les relais multipoint ou MPR (multipoint relays). Chaque nœud effectue la sélection de ses MPR en se basant sur la connaissance de son voisinage à deux sauts. L’ensemble des MPR doit être le plus petit possible, tout en s’assurant que la diffusion par leur intermédiaire permet d’atteindre le voisi- nage à deux sauts dans sa totalité. Le problème qui consiste à trouver le plus petit ensemble de MPR est analogue au problème de la recherche d’ensemble dominant minimal dans un graphe. Dans OLSR, les nœuds appliquent une heuristique qui permet de se rapprocher de l’ensemble minimal dans la majeure partie des cas.