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d’une plate-forme de monitorage

Dans le document Supervision des Réseaux et Services Ad-Hoc (Page 150-154)

Sommaire

8.1 Introduction . . . 137 8.2 Plate-forme de monitorage . . . 138 8.3 Prototype de la plate-forme . . . 139 8.3.1 Composant agent-sonde . . . 139 8.3.2 Composant gestionnaire . . . 140 8.3.3 Interactions entre composants . . . 141 8.3.4 Fonctionnalit´es de base . . . 141

8.4 Module d’analyses statistiques . . . 142

8.4.1 Distributions de paquets . . . 143 8.4.2 Participation au routage . . . 143 8.4.3 Centralit´e des nœuds . . . 144

8.5 Synth`ese . . . 144

8.1 Introduction

Ce chapitre pr´esente la mise en œuvre des diff´erentes contributions `a travers le d´eveloppement

d’une plate-forme de monitorage. Le monitorage est une activit´e d’observation qui nous permet

d’´evaluer l’´etat op´erationnel et le fonctionnement d’un r´eseau ad-hoc. L’activit´e comprend la

mesure, la collecte, l’analyse ainsi que le stockage des donn´ees statistiques incluant param`etres

et mesures de performance. L’objectif de cette mise en œuvre est de compl´eter la validation

de nos travaux de recherche par la pratique, en compl´ement des travaux de simulations. Le

d´eveloppement de la plate-forme provient pour l’essentiel de deux projets de recherche avec des

´etudiants en ´ecole d’ing´enieur `a ESIAL. Micka¨el Chaffangeon, Sandra Reichert et Pierre-Yves

Thomas ont travaill´e sur le prototypage de la plate-forme en s’int´eressant plus particuli`erement

au d´eveloppement d’une sonde ad-hoc [51]. Salifou Mahaman et Jean-Claude Tranquillin ont

compl´et´e l’implantation par l’ajout d’un module d’analyses statistiques [130]. L’utilisation de

patrons de conception [88] a largement ´et´e encourag´e dans le cadre de ces r´ealisations pour offrir

une infrastructure facilement extensible. Apr`es avoir pr´esent´e un aper¸cu de la plate-forme de

monitorage, nous d´etaillerons l’architecture fonctionnelle du prototype et les fonctionnalit´es du

module d’analyses statistiques que nous illustrerons `a travers un ensemble de cas d’utilisation.

8.2 Plate-forme de monitorage

Le d´eveloppement de la plate-forme de monitorage pr´esente un double enjeu. Elle permet

tout d’abord d’implanter notre mod`ele d’information pr´esent´e au chapitre 2. Ce mod`ele offre un

cadre formel pour la description des ressources et la structuration de l’information de gestion

dans le contexte des r´eseaux et services ad-hoc. Sa sp´ecification se pr´esente sous la forme d’une

extension du mod`ele commun de l’information (CIM) [56]. Notre mod`ele d’information de gestion

doit ˆetre suffisamment g´en´erique pour ˆetre applicable `a toute forme de sc´enarios. En particulier,

il est n´ecessaire de v´erifier sa correcte instanciation `a travers une implantation concr`ete.

Fig. 8.1 – Vue g´en´erale de la plate-forme de monitorage pour les r´eseaux ad-hoc

D’autre part, cette mise en œuvre permet d’exp´erimenter les diff´erentes techniques d’analyse

que nous avons utilis´ees pour organiser le plan de supervision et adapter les op´erations de gestion.

Des filtres de similitude et de diff´erence ont ´et´e employ´es `a des fins d’analyse de performance.

L’analyse de la centralit´e par vecteur propre nous a permis d’identifier les nœuds importants et

l’´etude de la distribution des paquets dans le plan de routage de d´etecter les nœuds pathologiques.

L’implantation de la plate-forme permet d’appliquer ces m´ethodes dans un environnement r´eel

et ainsi de compl´eter les exp´eriences r´ealis´ees par la simulation.

Une vue g´en´erale de notre plate-forme de monitorage est d´ecrite `a la figure 8.1 : elle dispose

d’une structure relativement l´eg`ere compos´ee d’un gestionnaire principal et d’un sous-ensemble

d’agents-sondes implant´es parmi les nœuds du r´eseau ad-hoc. Tous les nœuds du r´eseau ne

sont donc pas instrument´es, seuls les agents-sondes sont int´egr´es au plan de gestion et ont la

charge d’observer l’activit´e des nœuds situ´es dans leur voisinage. Techniquement parlant, chaque

agent-sonde dispose d’une carte r´eseau en mode promiscuit´e lui permettant d’observer toutes les

trames transmises dans son voisinage quelqu’en soit la destination. Les donn´ees de monitorage

8.3. Prototype de la plate-forme

sont ensuite collect´ees par le gestionnaire principal pour offrir une vue synth´etique du r´eseau

ad-hoc. Le monitorage est r´ealis´e de mani`ere passive par les agents-sondes, sans n´ecessiter l’injection

de paquets sp´ecifiques sur le r´eseau ad-hoc. L’activit´e consiste `a observer et analyser directement

en temps r´eel le trafic de paquets qui transite au sein du r´eseau.

Comparativement `a l’outil de monitorage WANMON (Wireless Ad-Hoc Network Monitoring

Tool) [149] d´ecrit pr´ec´edemment, nous constatons un certain nombre de similarit´es : le

d´eploie-ment d’un agent local permettant d’analyser le trafic r´eseau, ainsi que la possibilit´e d’´evaluer

la participation d’un nœud en distinguant la part du trafic g´en´er´ee par le nœud en tant que

terminal de celle g´en´er´ee par le nœud en tant que routeur. Si l’outil est capable de d´eterminer

statistiquement le coˆut du routage de mani`ere approfondie en termes de trafic, de consommation

d’´energie, d’occupation m´emoire et de charge CPU, le monitorage en tant que tel se limite `a

analyser le comportement du nœud local. L’agent-sonde permet en revanche d’observer le

com-portement de l’ensemble des nœuds ad-hoc localis´e dans le voisinage proche en sondant leur

trafic r´eseau.

8.3 Prototype de la plate-forme

La premi`ere ´etape de notre travail a consist´e `a d´evelopper un prototype de la plate-forme qui

dispose d’un minimum de fonctionnalit´es. Nous entendons par minimum de fonctionnalit´es la

capacit´e d’analyser sommairement les paquets ´echang´es et de construire la topologie du r´eseau.

La figure 8.2 pr´esente l’architecture fonctionnelle du prototype : ce dernier est compos´e d’un

gestionnaire principal ainsi que d’un agent-sonde.

La configuration choisie permet une exp´erimentation de la plate-forme de bout en bout :

de la capture des trames par l’agent-sonde `a l’interface graphique du gestionnaire offrant une

vue synth´etique du r´eseau ad-hoc. Le gestionnaire et l’agent-sonde peuvent ˆetre d´eploy´es sur

un mˆeme nœud ad-hoc dans le sc´enario le plus simple. Cependant, l’architecture doit permettre

de r´epartir les deux composants sur deux nœuds distincts en permettant des ´echanges distants.

Nous allons d´etailler le fonctionnement de chacun des composants puis en d´ecrire les diff´erentes

interactions.

L’essentiel du prototype de la plate-forme a ´et´e r´ealis´e avec le langage de programmation Java

[77]. Le choix de ce langage est motiv´e par plusieurs raisons. De part sa nature orient´ee objet,

ce langage permet une transcription ais´ee des classes de notre mod`ele d’information. Il offre par

ailleurs une grande souplesse en terme de d´eploiement et dispose d’importantes biblioth`eques de

classes qui permettront un d´eveloppement efficace de l’interface graphique du gestionnaire et du

module d’analyses statistiques. La capture des trames s’appuie en revanche sur la biblioth`eque

de fonctionslibpcap [6] d´evelopp´ee en C [121] pour des raisons ´evidentes de performance.

8.3.1 Composant agent-sonde

Le composant agent-sonde a pour fonction premi`ere la capture des paquets circulant au sein

du r´eseau ad-hoc. Son d´eploiement est r´ealis´e sur un ´equipement mobile disposant d’une carte

sans fil configur´ee en mode promiscuit´e. Par d´efaut, une carte sans fil d´etruit imm´ediatement

les trames qui ne lui sont pas destin´ees pour r´eduire la charge de traitements. Afin d’observer

le voisinage proche, nous configurons la carte avec le mode promiscuit´e qui permet de r´ecup´erer

l’int´egralit´e du trafic r´eseau sans condition sur le destinataire de la trame.

La biblioth`eque de fonctions libpcap est utilis´ee pour capturer les paquets. De nombreux

outils r´eseaux tels qu’ethereal [59] et snort [168] exploitent cette c´el`ebre biblioth`eque car elle

fournit une interface de programmation compl`ete. Elle permet d’effectuer des captures `a partir de

Fig. 8.2 – Architecture fonctionnelle de la plate-forme avec un agent-sonde

diff´erents supports, et dispose d’un m´ecanisme de filtrage int´egr´e utilisant BPF (Berkeley Packet

Filtering) [136] implant´e au sein du noyau syst`eme pour offrir de meilleures performances.

Le corps de l’agent sonde est d´evelopp´e en Java pour faciliter notamment l’implantation de

la base d’informations. Les ´echanges avec la biblioth`equelibpcap d´evelopp´ee en C reposent sur

l’utilisation de sockets. L’agent-sonde capture les paquets `a partir de cette biblioth`eque et

main-tient parall`element une base d’informations sur le trafic r´eseau observ´e. La base d’informations

est ensuite mise `a la disposition du composant gestionnaire.

8.3.2 Composant gestionnaire

Le composant gestionnaire est charg´e de configurer le composant agent-sonde et de collecter

les donn´ees de monitorage aupr`es de celui-ci afin de construire une vue synth´etique du r´eseau

ad-hoc. La collecte correspond `a des requˆetes p´eriodiques du gestionnaire `a l’agent-sonde. Le

gestionnaire dispose d’une interface graphique permettant d’interagir avec l’utilisateur et de

fournir des informations statistiques sur le r´eseau.

Le gestionnaire est enti`erement r´ealis´e en Java et implante le patron de conception

Mod`ele-Vue-Contrˆoleur. Le mod`ele repr´esente la base d’informations de gestion du gestionnaire tandis

que la vue constitue l’interface graphique fournie `a l’utilisateur. Le principe de ce patron est

relativement intuitif : lorsqu’un utilisateur ´emet une requˆete par le biais de l’interface graphique,

celle-ci est analys´ee par le contrˆoleur. Ce dernier effectue les traitements appropri´es aupr`es du

mod`ele, en l’occurence la base d’informations de gestion. La modification du mod`ele provoque

la mise `a jour de la vue, donc de l’interface graphique du gestionnaire.

8.3. Prototype de la plate-forme

8.3.3 Interactions entre composants

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