Internet of highly mobile things

Internet des objets fortement mobiles

Cosmin Cobârzan (1)

1 ICube - Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie

Mobility is becoming an integrating part of todays Internet of Things, as many applications such as wildlife monitoring or target tracking in the battlefield cannot be done only with the help of static nodes. The goal of this thesis is to provide new communication architecture articulated around providing mobility support in Low Power and Lossy Networks (LLNs). First we analyzed from a theoretical point of view the IPv6 address auto-configuration with all optimizations made in Neighbor Discovery Optimization for IPv6 over 6LoWPAN. This step is of crucial importance for protocols that offer mobility support in IP networks, such as MIPv6. Our findings, increased message size that leads to fragmentation and high energy consumption for routers that are involved in Neighbor Discovery message exchange, have lead us to use the IPv6 Routing Protocol for Low Power and Lossy Networks (RPL) in order to provide mobility support. RPL is build from ground up with respect to LLN requirements. Our second contribution enhanced RPL operations to support mobility management. Finally, we proposed a cross-layer protocol – Mobility Triggered-RPL – that leverages actions from the X-Machiavel preamble sampling MAC protocol into RPL.

La mobilité devienne un partie intégrante de l’Internet des Object d’aujourd’hui, comme beaucoup d’applications (monitorage des animaux sauvage, suivi des cible dans le champs de bataille) sont impossible de mettre en œuvre juste avec des nœuds statiques. L’objective de cette thèse est de définir une nouvelle architecture de communication articule autour de la mobilité dans les réseaux avec pertes et à bas puissance (Low Power and Lossy Networks - LLNs) (réseaux des capteurs sans fils). Tout d’abord, nous avons analysé théoriquement l’auto configuration des adresses IPv6, fait avec toutes les optimisations disponibles dans Neighbor Discovery Optimization for IPv6 over 6LoWPAN. Cette étape est cruciale pour des protocoles qui donnent de support pour la mobilité dans des réseaux IP, comme MIPv6. Les résultats obtenues – taille des paquets trop grande et consumations énergétique importante pour les routeurs qui tournent Neighbor Discovery – n’ont amener a utiliser le IPv6 Routing Protocol for Low Power and Lossy Networks (RPL). RPL est développe d’el debout pour les LLN. Notre deuxième contribution sont améliorer les opérations du RPL pour mieux supporter les nœuds mobiles. Enfin, nous avons développe une mécanisme inter-couche – Mobility Triggered-RPL – qui profite des actions dans le protocole avec préambule X-Machiavel à la couche accès au medium dans le protocole RPL à la couche routage.

Mots clés: Mobility; Wireless sensor networks; Network dynamics; RPL

Mots clés: Mobilité; Réseaux des capteurs sans fils; Dynamique du réseau; RPL

Domaines: Micro et nanotechnologies/Microélectronique; Réseaux et télécommunications [cs.NI]

Cosmin Cobârzan. Internet of highly mobile things. Micro and nanotechnologies/Microelectronics. Université de Strasbourg, 2015. English. ⟨NNT : 2015STRAD037⟩. ⟨tel-01341590⟩