Le routage plat

La première catégorie à présenter dans cet état de l’art est les protocoles de

routage plats multi-sauts. Dans ce type de réseau, tous les nœuds sont semblables

en terme de ressources et possèdent le même rôle. Ils collaborent ensemble afin

de mettre en œuvre l’opération du réseau.

Comme ils sont déployés en un grand nombre, il est cependant impossible

d’associer un identifiant unique globale à chaque nœud. Ceci a mené à

l’appari-tion d’un nouveau type de protocole de routage orienté données, où la stal’appari-tion de

base envoie des requêtes à certaines régions et attend des données des capteurs

situés dans les régions choisies. SPIN [86] [69] et Directed Diffusion [78] sont les

premiers travaux présentant des protocoles de routage orienté données

permet-tant d’économiser l’énergie à travers la négociation et l’élimination des données

redondantes.

SPIN

Dans SPIN [86], tous les nœuds dans le réseau sont considérés comme des

stations de base potentielles. Ainsi, toutes les informations collectées par chaque

nœud sont disséminées par tous les autres nœuds de réseau. Ceci permet à

l’uti-lisateur d’interroger n’importe quel nœud et obtenir les informations exigées

immédiatement. SPIN a été conçu pour pallier aux problèmes de l’inondation

classique tels que l’implosion et le chevauchement lié au déploiement dense

des capteurs. Ces problèmes affectent grandement la durée de vie et les

per-formances du réseau c’est pourquoi la famille de protocoles SPIN adopte des

procédures de négociation et d’adaptation aux ressources. SPIN utilise

essentiel-lement trois types de message ADV/REQ/DATA pour communiquer entre les

nœuds. Lorsqu’un nœud veut émettre une donnée, il émet d’abord un message

ADV qui contient une description de la donnée à émettre. Dés la reception d’un

message ADV, le nœud consulte sa base d’intérêt pour vérifier si cette donnée

lui intèresse. Si c’est le cas, il émet un message REQ vers son voisin. Sinon il

l’ignore. La réception du message REQ par le voisin permet au noeud émetteur

de transmettre ainsi la donnée sous forme d’un message DATA. Ce mécanisme

assure qu’il n’y a pas d’envoi redondant de messages dans le réseau. Cependant,

ce type de protocole n’est pas adapté aux applications de remonte d’alertes.

80CHAPITRE 4. Génération automatique d’un routage optimal multi-critères pour les RCSFs

Direct Diffusion

C. Intanagonwiwat et. al. proposent dans [78] un paradigme populaire

d’agré-gation de données pour les réseaux de capteurs appelé Direct Diffusion. L’idée

principale de Direct Diffusion est de combiner les données provenant de diff

é-rentes sources au cours de leur transmission en éliminant les redondances et

minimisant le nombre de transmissions. Ce qui permet d’économiser l’énergie du

réseau et prolonger sa durée de vie. Direct Diffusion repose sur quatre éléments :

— nomination des données, où toutes les données générées par des nœuds

sont nommées par des paires "attribut-valeur" afin de décrire les intérêts ;

— propagation des intérêts et établissement des gradients où la station de

base diffuse un intérêt sous forme de requête afin d’interroger le réseau sur

une donnée particulière.

— propagation des données : La réception de l’intérêt par tous les sources

ciblées permet aux noeuds de commencer la collecte d’informations ;

— renforcement des chemins : Après avoir reçu les premières données, le

puit renforce le chemin vers le voisin émetteur, en augmentant le débit de

captage.

Contrairement à SPIN, Direct Diffusion n’exige pas de maintenir une topologie

globale du réseau. Cependant, il n’est pas adapté aux applications, telle que

la surveillance de l’environnement, qui exigent une transmission continue de

données vers la station de base. En effet, le modèle adopté de collecte de bonnes

données répondant aux requêtes peut engendrer un surcoût supplémentaire en

terme d’énergie.

Rumour routing

Comme les protocoles mentionnés précédemment utilisent une forme

d’inon-dation contraignante de point de vue consommation énergétique pour la

pro-pagation des intérêts ou des données. Le protocole Rumour Routing [29] essaie

de trouver un compromis entre l’inondation des intérêts et la propagation des

données. Au lieu d’innonder le réseau, ce protocole identifie uniquement les

chemins menant aux noeuds ayant observé un événement afin de leur envoyer

des rêquetes. L’idée de base du Rumour routing est d’utiliser des agents. Ces

agents sont en réalité des messages de longue durée traversant le réseau pour

4.2. Taxonomie des solutions de routage dans les RCSFs 81

afin d’établir des tables des voisins. Les requêtes peuvent être routées

ultérieu-rement le long de ces chemins générés par l’agent. Chaque nœud du réseau

maintient une liste des voisins et une table d’événements avec des informations

de transmission à tous les événements détectés. La liste de voisins est créée

et maintenue activement en diffusant une requête ou de manière passive en

écoutant les diffusions d’autres nœuds.

De point de vue économie d’énergie, l’utilisation d’un seul chemin entre

la source et la destination permet de surclasser le protocole Rumour routing

par rapport au celui basé sur l’innondation où les informations sont souvent

acheminées par des routes multiples. Cependant, le routage par rumeur trouve

ses limites quand le nombre des évenements devient plus grand ce qui provoque

un coût significatif du maintien des agents et des tables d’événements de chaque

nœud.

Minimum Cost Forwarding Algorithm

MCFA [159] est proposé pour déterminer un chemin minimal entre la source

et le puits en se basant sur une variable de coût suivant l’application voulue :

taux de consommation énergétique, nombre de sauts, etc.

MCFA s’est déroulé suivant le phasage suivant :

— calcul des coûts : La station de base initialise cette phase de calcul en

émettant un message ADV qui contient un coût nul alors que les coûts

des autres noeuds sont initialisés à une valeur infinie. La réception d’un

message ADV permet au noeud de comparer sa valeur locale par rapport à

la valeur reçue plus le coût du lien. Si cette nouvelle valeur reçue est plus

petite par rapport à sa valeur locale, il met à jour son propre coût et envoie

un nouveau message ADV à ses voisins ;

— relais des paquets : MCFA n’utilise aucune identification des nœuds et

aucune table de routage. Un paquet émis par une source vers le puits

contient necessairement le coût minimal local du nœud. A la réception

d’un paquet, le nœud retranche le côut de lien de réception et compare ce

coût reçu à son coût local. S’ils sont égaux, le nœud remplace la valeur du

coût par son coût local et relaie ainsi le paquet.

82CHAPITRE 4. Génération automatique d’un routage optimal multi-critères pour les RCSFs

Dans le document Ordonnancement des réseaux de capteurs sans fil embarqués (Page 100-103)