New interconnection architectures for wireless networks
Les architectures des réseaux pour des environnements entierement sans fil
Résumé
In this thesis, we investigate new aspects of addressing and routing in Spontaneous Wireless Mesh Networks (WMN). Spontaneous wireless mesh networks promise a completely different architecture of the future Internet in comparison with its current state, but there are still many problems that have to be solved prior to the WMNs deployment. For example, routing in small static networks is easy. However, most real wireless networks are dynamic; links may go up and down, nodes join or leave the network and the WMN size may grow, which implies the problem of large routing tables. New kinds of spontaneous networks amplify this trend, they include thousands of nodes acting as routers. Several experimentations reported on scaling problems of topological routing protocols such as AODV, DSDV, DSR or OLSR. Classical routing algorithms should be replaced with suitable technologies that guarantee good scalability and offer robust connectivity. We have considered geographical routing algorithms, because they do not require complete knowledge of the global network topology to compute routes and thus they are much more scalable than topological algorithms. There are, however, many problems we need to solve. The most important one is that geographical algorithms suffer from poor performance. They can compute much longer paths than topological routing algorithms. In order to solve this problem, we first studied the behavior of the greedy geographical forwarding, the basic building block of geographical algorithms. Then, we designed two new routing protocols: Binary Waypoint Routing and Scalable Waypoint Routing. Our protocols do not require any additional overhead to discover the network topology, but instead they passively analyze the traffic to learn efficient routes. We gather pure geographical information that helps to forward packets. Our method of packet forwarding follows the topological properties of the network and in consequence improve the performance of geographical routing algorithms.
Dans ce document, nous avons étudié les nouvelles possibilités de routage et d'adressage dans les réseaux sans-fil multisauts spontanés de grande taille (WMNs). Les WMNs promettent à l'avenir un changement profond de l'architecture d'Internet, mais beaucoup de problèmes restent à résoudre avant leur déploiement. Le routage, par exemple, est simple dans de petits réseaux statiques, mais les réseaux sans fil sont en pratique dynamiques : des liens peuvent apparaître et disparaître, des noeuds rejoignent ou quittent le réseau. Ainsi la taille du réseau peut s'agrandir, ce qui implique des problèmes de grandes tables de routage O (N). Les nouveaux types de réseaux spontanées amplifient cette tendance, ils comprennent des milliers de noeuds qui agissent comme des routeurs. Plusieurs expérimentations mettent en évidence des problèmes de passage à l'échelle dans les protocoles de routage topologique comme AODV, DSDV, DSR ou OLSR. Les algorithmes classiques de routage doivent être remplacés par des technologies appropriées qui garantissent une bonne évolutivité et offrent une connectivité robuste. Nous avons pris en considération les algorithmes de routage géographiques, car ils ne nécessitent pas de topologie complète et globale du réseau pour calculer les itinéraires et ils passent donc mieux à l'échelle que les algorithmes topologiques. Néanmoins, il reste de nombreux problèmes que nous devrons résoudre : le plus important étant que les algorithmes géographiques sont peu efficaces. Elle peut renvoyer des chemins beaucoup plus longs que ne le feraient les algorithmes topologiques de routage. Afin de résoudre ce problème, nous avons étudié le comportement du routage géographique glouton simple, l'algorithme de base du routage géographique et nous avons spécifié deux protocoles de routage Binary Waypoint Routing et Scalable Waypoint Routing. Nos protocoles ne nécessitent pas de surcoût pour découvrir une topologie de réseau, mais ils font plutôt une analyse passive du trafic afin de découvrir des chemins efficaces. Nous recueillons une information géographique qui permet de transmettre les paquets. Notre méthode de redirection de paquets se conforme aux propriétés topologiques du réseau et améliore en conséquence la performance de routage géographique des algorithmes.
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