Autour de la réservation de bande passante dans les réseaux ad hoc

Les reseaux sans fil connaissent aujourd'hui un essor important. Le nombre croissant d'offres commerciales basees sur la norme IEEE 802.11 (Wi-Fi) et ses declinaisons en atteste. Ces reseaux necessitent actuellement la presence d'une station de base pour assurer les communications entre mobiles. Les reseaux ad hoc sont des reseaux sans fil spontanes, mobiles et totalement autonome. Les mobiles communiquent directement entre eux, relayant les communications des autres mobiles lorsque les correspondants sont hors de portee radio. Il est des lors possible de creer un reseau par la simple presence de terminaux equipes de cartes d'interfaces adequates. Ces reseaux mobiles et dynamiques peuvent etre utilises pour etendre la portee de stations de base, offrant ainsi un acces a l'Internet sur une zone geographique etendue a moindre cout. Ils peuvent etre deployes rapidement et etre utilises par exemple dans des situations d'urgence. Les caracteristiques particulieres du medium radio, telle que la portee de communication limitee ou le mode de partage du canal radio ainsi que la mobilite des terminaux rendent souvent les mecanismes et protocoles issus du monde filaire peu performants. A l'heure actuelle, de nombreux travaux ont ete effectues afin de concevoir des protocoles de routage adaptes a ces reseaux. Le groupe de travail MANET de l'IETF est en passe de standardiser une ou plusieurs solutions de routage. De nombreuses problematiques restent cependant ouvertes telles que la securite, le multicast ou encore la qualite de service. Ces differents sujets ont fait couler beaucoup d'encre durant ces dernieres annees. Toutes les solutions issues du monde filaire ont ete re-examinees et adaptees mais peu de propositions reellement adaptees aux specificites de ces reseaux ont vu le jour. Le travail effectue durant ma these se situe autour de la problematique de la reservation de bande passante dans les reseaux ad hoc. Ce travail a debute par la proposition d'un protocole de reservation de bande passante prenant en compte les interferences pouvant survenir entre emetteurs hors de portee de communication. En effet, deux mobiles ne pouvant communiquer directement peuvent avoir a se partager la bande passante du canal radio. Mettre en oeuvre un protocole de reservation de bande passante necessite d'apporter suffisamment d'informations aux routeurs en charge d'accepter ou de refuser les requetes formulees par les applications afin de leur permettre d'effectuer un controle d'admission realiste. Ce travail nous a conduit a nous interesser a l'etude du protocole d'acces au medium de la norme IEEE 802.11 afin d'evaluer sa capacite. L'integralite des etudes theoriques des performances de ce protocole concernaient jusqu'a present des reseaux dans lesquels tous les mobiles sont a portee de communication les uns des autres. Or, dans certaines situations, la presence de communications distantes a un impact tres marque sur les performances et sur l'equite de ce protocole d'acces au medium. Nous avons modelise plusieurs scenarios presentant une forte inegalite dans l'acces au medium, phenomene pouvant avoir un impact important sur l'estimation des ressources disponibles. Le protocole d'acces au medium n'etant pas equitable dans un contexte multi-sauts, nous avons propose un algorithme distribue d'allocation de bande passante dans de tels reseaux permettant de preserver une certaine equite tout en conservant une utilisation globale du reseau correcte. Dans de tels reseaux, il y a en effet souvent opposition entre performance globale et partage equitable des ressources. La solution que nous proposons permet dans un contexte statique ainsi que dans un contexte mobile de realiser un compromis entre ces deux objectifs antinomiques, et ce de facon totalement distribuee. Enfin, dans le cadre de reseaux hybrides composes d'un reseau d'acces sans fil offrant un acces a l'Internet a un reseau ad hoc sous-jacent, nous avons etudie l'impact du trafic de controle sur les performances du reseau. Cette problematique necessite souvent de faire un compromis entre transmission rapide et fiable des informations de gestion du reseau telles que la localisation des differents mobiles permettant de construire l'arbre de routage et utilisation du reseau. En effet, une transmission frequente d'informations de controle permet d'aboutir a une vision precise du reseau mais a un cout important. Nous avons montre, par simulation, que le gain obtenu par la precision de la vision du reseau apportee a chaque routeur etait rapidement compense par l'occupation des ressources engendree a cette fin. Concevoir une solution de qualite de service pour de tels reseaux n'est pas une problematique simple et beaucoup reste a faire. L'importance d'une evaluation precise de la capacite du medium a ete demontree mais ce processus reste couteux a mettre en oeuvre et il est impossible de prevoir toutes les situations pouvant survenir dans des reseaux radio mobiles. Les protocoles de qualite de service devront donc s'efforcer d'evaluer au mieux l'etat du reseau afin de ne pas sur ou sous-evaluer sa capacite mais devront aussi etre adaptatif afin de reagir rapidement et efficacement a la versatilite de ces reseaux.