Introduction brève au routage dans les réseaux de capteurs. Les protocoles de routage sont catégorisés.

1. Routage dans les r´eseaux de capteurs
Steve Tuenkam
Universit´e de Yaound´e 1
stevetuenkam@gmail.com
May 24, 2016
Steve Tuenkam (UY1) Routage dans les wsn May 24, 2016 1 / 19

2. 1 introduction
2 routage centr´ee-donn´ee
Inondation et Comm´erage
3 routage hi´erarchique
Low-Energy Adaptive Clustering Hierachy
4 Routage g´eographique
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3. introduction
D´efinition des r´eseaux de capteurs
Un r´eseau de capteurs1 est un ensemble de capteurs reparties sur une zone
g´eographique d´efinie afin de pr´elever des donn´ees en fonction du syst`eme
que l’on ´etudie.
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4. introduction
D´efinition des r´eseaux de capteurs
Figure : aper¸cu d’un r´eseau de capteurs
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5. introduction
Ainsi un r´eseau de capteurs poss`ede trois types de nœuds `a savoir les
nœuds source qui sont ceux ayant d´etecte un changement suivant le
ph´enom`ene observ´e, les relayeurs qui sont les nœuds permettant de relayer
les messages et le nœud puit ou base station qui permet de traiter le
message re¸cu et pouvant ˆetre par exemple un PDA ou un ordinateur.
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6. introduction
type et caract´eristique d’un nœud
type de nœud :
la source
le puit ou base station
les nœuds interm´ediaire ou relayeur
caract´eristique d’un nœud :
une batterie
une unit´e de stockage
une unit´e de traitement
unit´e de communication
´eventuellement d’un ou plusieurs actionneurs
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7. introduction
Utilisation des r´eseaux de capteur
Monitoring environnementale
Sant´e
Automobile
Militaire
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8. introduction
Routage
Ind´ependamment de la topologie du r´eseau, il peut arriver que la
communication entre la source et le puit ne soit pas directe. D`es lors, la
source vas communiquer par multi-saut. Le choix du chemin de la source `a
au puit n’est pas chose facile. En effet un mauvais algorithme de routage
diminuerai la dur´ee de vie du r´eseau, augmenterai le nombre de messages
´echang´es dans le r´eseau.
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9. introduction
Pour faire face `a ce probl`eme plusieurs m´ecanisme de routage on vu le
jour. Ces m´ecanisme peuvent ˆetre regroup´e en plusieurs cat´egories `a savoir
: Il existe plusieurs cat´egories de routage `a savoir :
le routage centr´ee-donn´ees
le routage hi´erarchique
le routage g´eographique
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10. routage centr´ee-donn´ee
Il n’est pas toujours possible d’associer des identifiants globales `a chaque
nœud. Cela est dˆu au tr`es grand nombre de nœuds d´eploy´es. C’est ainsi
que les donn´ees sont transmis par tout les nœuds se trouvant dans la zone
de d´eploiement avec une tr`es grande redondance. Ainsi afin de r´eduire les
pertes ´elev´ees d’´energie, les protocoles de routage doivent ˆetre capable de
choisir un ensemble de nœuds relayeur et agr´eger ou de fusionner pendant
la retransmission du message.
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11. routage centr´ee-donn´ee
Inondation et Comm´erage
L’inondation et le comm´erage sont deux m´ethodes de routage classique ne
n´ecessitant pas d’algorithme de routage et la connaissance de la topologie.
Dans l’inondation, chaque nœud ayant re¸cu le message le retransmet `a
tout ces voisins. Le processus continue ainsi jusqu’`a ce que le message
arrive `a la destination ou que le nombre de saut maximum est atteint.
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12. routage centr´ee-donn´ee
Inondation et Comm´erage
L’inondation et le comm´erage sont deux m´ethodes de routage classique ne
n´ecessitant pas d’algorithme de routage et la connaissance de la topologie.
Dans l’inondation, chaque nœud ayant re¸cu le message le retransmet `a
tout ces voisins. Le processus continue ainsi jusqu’`a ce que le message
arrive `a la destination ou que le nombre de saut maximum est atteint.
Contrairement `a l’inondation, le comm´erage choisit de mani`ere al´eatoire
un voisin et lui transmet le paquet.
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13. routage hi´erarchique
La scabilit´e est l’un crit`ere que doit respecter tout r´eseaux de capteur. Les
r´eseaux 1-tiers peuvent entraˆıner une surcharge de la passerelle avec
l’augmentation des capteurs. Cette surcharge vas entraˆıner une
augmentation de latence du r´eseau. Afin de resoudre ce probl´eme tout en
assurant la scabilit´e et la qualit´e du r´eseaux, il a ´et´e propos´e de diviser le
r´eseaux en zone appel´e cluster.
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14. routage hi´erarchique Low-Energy Adaptive Clustering Hierachy
Low-Energy Adaptive Clustering Hierachy
LEACH est le premier protocole de routage hi´erarchique dans les wsn.
L’id´ee est de diviser le wsn en cluster. Et chaque cluster poss`ede un
clusterhead qui joue le rˆole de routeur. Ceci r´eduire la consommation
´energ´etique puis que ce sont les clusterhead qui relais le message et non
les autres nœuds.
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15. routage hi´erarchique Low-Energy Adaptive Clustering Hierachy
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16. Routage g´eographique
La plus part protocole de routage n´ecessite la position du nœud. Dans la
plus part cette information(position) sert `a estimer l’´energie qu’il faut pour
envoyer le paquet. Ici il n’existe pas de mod`ele d’adressage comme les
adresses IP. La position peut donc ˆetre utilis´ee pour router les paquet de
mani`ere efficiente en ´energie.
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17. Routage g´eographique
Geographic and Energy-Aware Routing
Le GEAR se base sur la connaissance de quantit´e d’´energie de ces voisins
pour router le paquet.
Consid`eration Dans le GEAR, on consid`ere que :
chaque nœud connait sa position
chaque nœud connait son niveau d’´energie
chaque nœud connait la position et le niveau d’´energie
de ses voisins.
les liens entre les nœuds sont bi-directionnels.
le paquet est envoy´e vers une r´egion sp´ecifique
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18. Routage g´eographique
Geographic and Energy-Aware Routing
GEAR fonctionne comme suit :
Premi`ere phase : Transmission du paquet vers la r´egion cible en se
basant sur l’´energie.
Deuxi`eme phase : Transmission du paquet dans la r´egion cible ou
diss´emination
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19. Routage g´eographique
Premi`ere phase : Transmission du paquet vers la r´egion
cible
S´election du meilleur voisin en se basant sur sa position et son niveau
d’´energie(estimated cost).
Si il y’a un autre nœud plus proche de la destination que nous alors choisir
ce nœud comme relayeur.
sinon il y’a une impasse alors un message est transmis au nœud source qui
r´e´evalue le coˆut et s´electionne un des voisins de mani`ere al´eatoire pour
relayer le message en se basant sur le learned cost
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20. Routage g´eographique
Calcul du coˆut
estimated cost : le coˆut estim´e est f(´energie r´esiduel,distance entre ce
nœud et la r´egion cible).
learned cost : Par d´efaut, le coˆut appris est ´egale au coˆut estim´e.
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