2.3 Réseaux Mobile Ad hoc (MANETs)
2.3.1 Définition et objectifs
Les réseaux ad hoc, appelé également MANET (pour : Mobile Ad hoc NETwork ) sont des réseaux qui ont attiré l’attention des chercheurs depuis les années 1970. Mais une définition claire pour ce type de réseaux était une tâche pour le moins difficile. Cependant, l’IETF (Internet Engineering Task Force), qui représente l’organisme res-ponsable de l’élaboration de standards pour Internet, définit les réseaux ad hoc de la manière suivante :
"V Un réseau ad hoc est un système autonome de plates-formes mobiles (par exemple un routeur interconnectant différents hôtes et équipements sans fil) ap-pelées nœuds qui sont libres de se déplacer aléatoirement et sans contrainte. Ceci provoque des changements rapides et imprédictibles de la topologie du réseau. Ce système peut fonctionner d’une manière isolée ou s’interfacer à des réseaux fixes au travers de passerelles. Dans ce dernier cas, un réseau ad hoc est un réseau d’extrémité".
Un réseau ad hoc se distingue par une absence totale de toute administration centralisée ou d’infrastructure fixe. Il peut être créé par l’association temporaire de nœuds mobiles communicants connectés via des liens radio (figure 2.7), où les tables de routage entre ces nœuds sont déterminées par des graphes multi-saut.
Les réseaux ad hoc sont utilisés en général dans plusieurs domaines d’applications : tels que les communications, les applications militaires, les situations d’urgence, le travail collaboratif, l’informatique embarquée et les réseaux de capteurs.
A partir de cette définition des réseaux ad hoc, il est important de mettre en avant les différentes contraintes imposées par ce type de réseaux et qui permettent de les
distinguer des réseaux classiques.
Fig. 2.7 – Exemple de réseau Ad Hoc
2.3.2 Contraintes spécifiques aux réseaux ad hoc
L’évolution des technologies de communication sans fil a poussé au développement de protocoles permettant un accès efficace à l’information et ceci, sans contraintes temporelles ni spatiales. Ainsi, un réseau ad hoc essaie d’étendre les notions de la mo-bilité à toutes les composantes de l’environnement. Ce type de réseaux est caractérisé par sa topologie, qui peut évoluer avec le temps et cela en fonction du déplacement des nœuds, de la puissance d’émission et des caractéristiques du médium radio. Ce-pendant, ce type de réseaux impose un certain nombre de contraintes qui doivent être prises en compte, surtout lorsqu’il est question de faire le transfert de flux multimédia ou de communiquer en mode temps réel. Parmi ces contraintes, nous pouvons citer : 1. Une topologie dynamique, qui évolue très rapidement, d’où la nécessité de mé-canismes de routage qui s’adaptent avec la connectivité des nœuds à un instant donné.
2.3. Réseaux Mobile Ad hoc (MANETs) 29 2. Le seul moyen de communication entre les nœuds mobiles au sein d’un réseau ad hoc est l’utilisation d’un canal radio. En effet, les liaisons sont à débits variables et la bande passante est limitée.
3. Une autonomie réduite en terme d’énergie vu que les nœuds fonctionnent avec des batteries. Chaque nœud joue le rôle d’un routeur et utilise par conséquent sa propre énergie pour acheminer des paquets destinés à d’autres nœuds du réseau. Sachant qu’une partie de cette énergie est déjà consommée par le mécanisme de routage, ceci limite les services et les applications supportés par chaque nœud mobile.
4. Les liens radios ne sont pas isolés et le nombre de canaux disponibles est limité. Par conséquent, les interférences augmentent le nombre d’erreurs sur la trans-mission. De plus, à cause du partage de l’interface radio, chaque donnée est réceptionnée par tous les nœuds avec des puissances variables. Il faut ajouter également, que des interférences ou des changements persistants dans l’environ-nement conduisent à une grande versatilité des liens qui peuvent apparaître ou être coupés de manière durable et à tout moment.
5. La puissance du signal qui, non seulement, est atténuée rapidement avec la distance, mais est soumise à des réglementations très strictes, ceci empêche un émetteur de dépasser une certaine puissance lors de l’émission.
6. Une sécurité physique limitée est justifiée par le fait que le canal de commu-nication radio est relativement vulnérable et peut être une cible facile pour espionner de manière passive.
7. De nombreuses applications multimédia ou temps réel ont besoin de certaines garanties relatives liées par exemple au débit, au délai ou encore à la gigue.
Dans un réseau ad hoc, il est très difficile d’obtenir ces garanties. Ceci est dû d’une part à la nature du canal radio (interférences et taux d’erreurs élevés) et d’une autre part au fait que des liens entre les nœuds mobiles partagent les ressources disponibles. De ce fait, les protocoles de qualité de service habituels ne sont pas utilisables directement dans le monde des réseaux ad hoc et des solutions spécifiques doivent être proposées.
Après avoir donné la définition des réseaux ad hoc, ainsi que les différentes contraintes imposées par ce type de réseaux, nous allons présenter une fonctionnalité importante qui est le routage dans les réseaux ad hoc. Les différentes familles de protocoles de routage seront présentées, ainsi que les détails des protocoles les plus connus dans le monde des réseaux ad hoc.