Towards better content dissemination applications for Disruption Tolerant Networks

Amir Krifa 1
1 PLANETE - Protocols and applications for the Internet
Inria Grenoble - Rhône-Alpes, CRISAM - Inria Sophia Antipolis - Méditerranée
Résumé : L’innovation au niveau des appareils et des technologies mobiles se fait à un rythme très rapide qui risque de remettre en question la capacité des infrastructures des réseaux mobiles déjà déployés ainsi que l’efficacité des approches classiques et déjà existantes de partages de données au niveau de ces derniers. En effet, l’infrastructure mobile existante ne pourra pas faire face à l’augmentation exponentielle du volume de données échangées entre les utilisateurs sans avoir à étendre sa capacité actuelle. Cette dernière approche peut s’avérer très couteuse. Les différents travaux de recherche qui ont été récemment menés dans ce contexte ont proposés une architecture alternative pour l’échange de continus volumineux et populaires. Cette dernière consiste dans le fait de se baser sur la capacité des échanges opportunistes qui peuvent avoir lieux entre les utilisateurs (les nœuds) mobiles (équipés d’appareils sans-fils) lorsqu’ils se retrouvent à la portée les uns des autres afin disséminer d’une manière efficace et assez rapide les continus volumineux et populaires. Une telle approche peut s’avérer très intéressante en termes de performance ainsi qu’en termes de cout. Cependant, des études doivent être encore menées au niveau protocolaire afin d’identifier les mécanismes qui permettront aux nœuds mobiles de collecter, stocker les continus en local et les relayer de manière optimale. Par ailleurs, dans ce contexte distribué, le bon déroulement des sessions de partage de continus dépendra de la capacité du protocole à faire face aux nœuds malveillant, à bien les identifier et les contrôler. Dans cette thèse, nous avons commencé par étudier exhaustivement l’état de l’art en termes de solutions qui ont été proposés pour le routage des continus en mode point-a-point ou point-a-multipoints dans les réseaux sans fils tolérants au délai (DTN). Les principales observations qui ont découlé de notre étude consistent premièrement (i) dans le fait que la communauté de recherche a produit d’énormes effort afin de définir des algorithmes de routage de continus pour les réseaux DTN sans mettre trop l’accent sur les aspects de gestion des unités de stockages au niveau des nœuds mobiles en cas de congestion ou l’ordonnancement de l’envoie des continus en cas d’une limitation de la bande passante du contact en question et deuxièmement (ii) afin de mener d’une manière efficace le partage de continus dans un contexte DTN et en plus de définir des politiques de gestion des ressources (capacité de stockage, bande passante) , il faut impérativement s’assurer que suffisamment de nœuds collaborent afin de rendre le système intéressant pour les participants. Ce dernier objectif est souvent en conflit avec celui de la gestion optimale des ressources. Suite à cette dernière étude, nous avons essayé d’adresser d’une manière détaillée les différents problèmes mis en évidences. Durant cette thèse et dans un premier volet, nous avons mis l’accent sur le problème de routage du continu en point à point à travers un réseau DTN. Les chercheurs se trouvent fréquemment en face à un tel problème par exemple dans le cadre de la surveillance et l’étude de la vie animale dans les habitats naturels. De telles études se basent généralement sur des réseaux de capteurs où les nœuds essayent de relayer et livrer d'une manière efficace les observations recueillies et les mesures à un nœud central. Dans ce sens, nous avons proposé une politique (GBSD : Global Knowledge Based Scheduling and Drop) pouvant gérer de façon optimale les ressources au niveau des nœuds mobiles. La politique GBSD peut être configuré pour l’optimisation que ce soit du taux ou du délai de livraison des continus et elle se base sur l’utilisation des paramètres décrivant l’état global d’un message dans un réseau DTN, de ce fait, elle ne servira qu’en étant une référence. Nous avons aussi proposé une politique distribuée HBSD (History Based Scheduling and Drop) basée sur l’apprentissage statistique afin d’approximer en pratique les performances de notre politique de références. Enfin, dans cette même direction, nous avons introduits des notions d’échantillonnage des statistiques utilisées par HBSD afin de diminuer la charge de la signalisation sans autant dégrader les performances. Dans un second volet, nous avons adressé le problème de partage de continus à large échelle au niveau d’un réseau de nœuds mobiles qui ne sont pas forcément altruistes. Ainsi, nous avons proposé une architecture basée sur des canaux de diffusion qui permet aux utilisateurs d’exprimer leurs intérêts en termes de continus et d’attendre tout simplement d’être notifier une fois ils reçoivent des continus qui matchent leurs intérêts. Afin de concrétiser cela, nous avons proposé MobiTrade. MobiTrade est un système de marchandage de continus qui se base sur des utilitées et qui permet de gérer d’une manière optimale les ressources des nœuds mobiles, de relayer les intérêts des utilisateurs, de rapatrier les continus d’intérêt et de forcer la collaboration au sein du réseau DTN. Durant cette thèse, nos politiques de gestion des ressources des nœuds mobiles en mode point-à-point ainsi que notre protocole de partage de continus à une large échelle en mode point-à-multipoint ont fait l’objet d’une évaluation exhaustive en se basant respectivement sur des simulations NS2 et NS3. Nous avons aussi développé des prototypes pour nos architectures afin de les tester dans un environnement réel.
Type de document :
Thèse
Networking and Internet Architecture [cs.NI]. UNIVERSITY OF NICE - SOPHIA ANTIPOLIS, 2012. English
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Contributeur : Chadi Barakat <>
Soumis le : jeudi 4 février 2016 - 11:42:51
Dernière modification le : mercredi 11 avril 2018 - 01:54:40
Document(s) archivé(s) le : samedi 12 novembre 2016 - 08:25:58

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Amir Krifa. Towards better content dissemination applications for Disruption Tolerant Networks. Networking and Internet Architecture [cs.NI]. UNIVERSITY OF NICE - SOPHIA ANTIPOLIS, 2012. English. 〈tel-01267335〉

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