Management of Ad-Hoc Networks and Services
Supervision des Réseaux et Services Ad-Hoc
Résumé
Ad-hoc networks are self-organizing networks that can be spontaneously deployed from a set of mobile devices without requiring any pre-existing fixed infrastructure. Managing such dynamic networks is significantly harder and more complex than managing traditional fixed networks. Indeed, the network topology is dynamic with a high rate of change. Moreover, the network is self-maintained by devices that usually operate under many constraints such as limited battery power, restricted bandwidth and low system capacity. All these factors make traditional management schemes inefficient and expensive. This thesis proposes a new management approach for ad-hoc networks and their services capable to take into account their dynamics and their limited resources. We first design a complete information model capable to represent management data for the spatial, temporal and traffic aspects of ad-hoc networks. Thus, the accurate and comprehensive representation of parameters which drive the evolution of these networks is made possible. We then reorganize the management plane based on a probabilistic scheme, with which the management task is limited to a specific subset of nodes in a light-weight and flexible way. Finally, we adapt the management operations to ad-hoc specifics based on analytical methods such as eigenvector centrality and k-means classification techniques. Our contributions are evaluated through different analytical models, through an extensive set of simulations and through the implementation prototype of a monitoring platform.
Les réseaux ad-hoc sont des réseaux auto-organisés formés spontanément à partir d'un ensemble d'entités mobiles sans nécessiter d'infrastructure fixe pré-existante. La supervision de ces réseaux dynamiques représente une tâche définitivement plus complexe que celle des réseaux traditionnels. En effet, la topologie est soumise à des changements très fréquents. De plus, les stations mobiles sont caractérisées par de multiples contraintes en énergie, bande passante et capacité système. Cette thèse présente une nouvelle approche de gestion pour les réseaux et services ad-hoc capable de prendre en compte leur nature dynamique et leurs ressources limitées. Pour ce faire, nous définissons tout d'abord un modèle d'information de gestion complet et générique permettant d'identifier les éléments caractéristiques d'un tel réseau et de les spécifier à l'aide d'un formalisme commun. Nous décrivons ensuite l'architecture de gestion sous-jacente en proposant une méthode probabiliste permettant une plus grande flexibilité du plan de gestion. Enfin, nous adaptons les opérations de gestion en utilisant différentes méthodes d'analyse telles que l'analyse de la centralité par vecteur propre et la classification par k-means. Ceci nous permet d'établir une vue opérationnelle du réseau et d'évaluer l'état de fonctionnement des noeuds. Nous exploitons autant que possible les informations déjà disponibles dans le plan de routage afin d'aboutir à une solution à faible coût. Indépendamment des modèles analytiques mis en oeuvre, nos contributions ont été évaluées par la simulation et le prototypage.