Greedy perimeter stateless routing sur omnet++

ECOLE NATIONALE DES SCIENCES DE L'INFORMATIQUE

Simulation Car2Car dans OMNET++

Implémenter le Protocole GPSR

DKHIL Hassen

01/05/2009

Implémenter le protocole Greedy Perimeter Stateless Routing de type VaNet & Adhoc sur OMNet++

Signature de responsable

ENCADRANT

Table de matières

LISTE DE FIGURES 4

LISTES DE TABLEAUX 5

INTRODUCTION GENERALE 6

CHAPITRE 1: ETAT DE L'ART 7

INTRODUCTION 7

1. TECHNOLOGIES DES RÉSEAUX VÉHICULAIRES 7

1.1. Wifi 7

1.2. Réseaux Ad hoc 7

1.3. Réseaux VaNet 8

2. ROUTAGE C 9

3. ROUTAGE V2V 10

4. APPLICATIONS DES VANET 11

4.1. Les applications prévues 11

4.2. Application en temps réelle 11

CONCLUSION 12

CHAPITRE 2 :LE PROTOCOLE GPSR 13

INTRODUCTION 13

1. MOTIVATION 13

2. PRINCIPE 13

2.1. Greedy forwarding 14

2.2. Perimeter forwarding 15

2.1. Gabriel Graph 15

3. EXAMPLE DE SCENARIO 16

CONCLUSION 16

CHAPITRE 3 : SIMULATION 17

INTRODUCTION 17

1. LES SIMULATEURS 18

1.1. Le simulateur NS-2 18

1.1.1. Présentation 18

1.1.2. Composant 18

1.1.2. Modèle de mobilité 18

1.1.4. Structure d'un noeud mobile dans NS2 19

1.2. Le simulateur OMNeT++ 19

1.2.1. Présentation 19

1.2.2. Architechture 20

1.2.3. Composants 20

1.2.4. Structure d'un noeud mobile dans OMNET++ 21

1.2.5. Frameworks 21

1.1.5.1 Mobility frameworks 21

1.1.5.1 INET 25

2. CHOIX DU SIMULATEUR ADÉQUAT 26

2.1. Besoins généraux 26

2.2. Choix du simulateur 27

CONCLUSION 29

CHAPITRE4 : ANALYSE ET SPÉCIFICATION DES BESOINS 30

INTRODUCTION 30

1. PROBLÉMATIQUE 30

2. LES BESOINS FONCTIONNELS 30

4.2. Description générale 30

4.2. Cas d'utilisation 31

4.2.1. Cas d'utilisation du simulateur 31

4.2.2. Cas d'utilisation : niveau applicatif 32

4.2.2. Cas d'utilisation : niveau réseau 33

CONCLUSION 33

CHAPITRE 5 : CONCEPTION 34

INTRODUCTION 34

1. DIAGRAMMES DE SÉQUENCES 34

1.1. Diagramme de séquences : Le scénario de simulation 35

1.2. Diagramme de séquences : traitement d'un beacon 36

1.3. Diagramme de séquences : emission d'un messages 37

1.4. Diagramme de séquences : Traitement d'un paquet de données 38

2. DIAGRAMMES D'ETAT TRANSITION 40

2.1. Diagramme d'états transition : Algorithme greedy mode 39

2.2. Diagramme d'états transition : Algorithme perimeter mode 40

3. DIAGRAMMES DE CLASSES 31

CONCLUSION 32

CHAPITRE5 : RÉALISATION 33

INTRODUCTION 44

1. ENVIRONNEMENT DE TRAVAIL 44

1.1 Environnement matériel 44

1.2 Environnement logiciel 44

1.3 Installation 45

1.3.1 Installation de OMNeT++ 45

1.3.2 Installation de MF 45

2. SIMULATIONS ET RÉSULTATS 46

2.1 Envoi de l'information 46

2.1.1.Création du message et l'envoie vers la couche réseau 46

2.1.2. envoi du message beacons 46

2.2. Réception des messages 47

2.2.1.Réception au niveau dde la couche réseau 47

2.2.2. passage à la couche application 48

2.2. Routages 49

2.2.1.Routage en greedy mode 49

2.2.2. Routage en perimeter mode 50

CONCLUSION 52

CONCLUSION 53

NETOGRAPHIE 54

Liste de figures

FIGURE 1.1 : TRANSMISSION DE DONNÉES AVEC ROUTAGE AD-HOC 10

FIGURE 1.2: EXEMPLE DE RÉSEAU VANET 14

FIGURE 1.3 : EXEMPLE DE RÉSEAU C 17

FIGURE 1.4: EXEMPLE DE RÉSEAU V2I............................................................................17

FIGURE 1.5 : FONCTION D'ALERTE ENTRE VÉHICULES 20

FIGURE 1.6 : COOPÉRATION ENTRE VÉHICULES 22

FIGURE 2.1 : Y EST LE VOISIN DE X LE PLUS PROCHE DE LA DESTINATION D 23

FIGURE 2.2. : X EST PLUS PROCHE DE D QUE SES VOISINS Y, W 23

FIGURE 2.3 : PASSAGE AU MODE PR 24

FIGURE 2.4 : EXEMPLE DE SCÉNARIO: 26

FIGURE 3.1 : PROCESSUS DE LA SIMULATION 26

FIGURE 3.2. STRUCTURE D'UN NoeUD MOBILE DANS NS2 28

FIGURE 4.1. LES CAS D'UTILISATION DU SIMULATEUR OMNET 31

FIGURE 4.2. LES CAS D'UTILISATION DU AU NIVEAU APPLICATIF 32

FIGURE 5.1. : DIAGRAMME DE SÉQUENCES : LE SCÉNARIO DE SIMULATION 35

FIGURE 5.2. TRAITEMENT LORS DE RÉCEPTION D'UN BEACON 36

FIGURE 5.4. DIAGRAMME D'ÉTAT TRANSITION POUR GREEDY MODE 40

FIGURE 5.5. DIAGRAMME D'ÉTAT TRANSITION POUR RERIMETER MODE 41

FIGURE 5.7. DIAGRAMME DE CLASSE GLOBAL 42

FIGURE 6.1. : FENÊTRE D'INSTALLATION 44

FIGURE 6.2. TRANSFERT DU MESSAGE DATA VERS LA COUCHE RÉSEAU 45

FIGURE 6.3. ÉCHANGE DES BEACONS ENTRE LES NOEUDS 46

FIGURE 6.4. LE BEACON EST DÉLIVRÉ À LA COUCHE PHYSIQUE 46

FIGURE 6.5. RÉCEPTION D'UN PAQUET BEACON PAR LA COUCHE RÉSEAU 47

Listes de tableaux

TABLEAU 3.1. LA LISTE DES PRINCIPAUX COMPOSANTS DISPONIBLE DANS NS2 18

TABLEAU 2.3 : PRINCIPAUX COMPOSANT DE OMNET++ 20

TABLEAU 2.4 : COMPARAISON ENTRE SIMULATEURS 29

TABLEAU 6.1. CONFIGURATION DE L'ORDINATEUR DE DÉVELOPPEMENT........................44

Introduction générale

Depuis quelques années, le besoin d'être connecté est devenu fondamental pour l'homme. Ce besoin pose de plus en plus de défis pour la technologie moderne l'obligeant à plus d'innovation et de créativité. Ainsi, de nouvelles technologies sont apparues comme les réseaux sans fil, et les réseaux Ad Hoc.

Ces réseaux se sont vite répandus depuis les lieux de travail aux domiciles en passant par les aires de distraction. Ainsi, l'introduction de ces réseaux dans les voitures est devenue une chose indispensable; d'où l'apparition des réseaux Ad Hoc véhiculaires ou VANet (Vehicular Ad Hoc Networks). Les VANet visent à déployer la communication et l'échange d'informations entre les usagers de la route.

Plusieurs groupements industriels ont lancé des projets diverses pour le déploiement et la promotion des VANet dont le Car 2 Car Consortium qui est un consortium de grandes sociétés automobiles et informatiques.

Dans les réseaux de mobiles, la topologie a un caractère relativement éphémère dû à la mobilité des noeuds. Pour cette raison, les protocoles de routage les plus étudiés pour ce type de réseaux sont les protocoles de routage géographiques car ils permettent d'éviter la surcharge d'informations échangées entre les noeuds qui chercheraient à obtenir la topologie du réseau ou des tables de routage.

Le GPSR (Greedy Perimeter Stateless Routing) est un protocole de routage géographique qui garantit un passage à l'échelle car seules les informations locales sont stockées et utilisées, donc vise à optimiser le routage d'informations entre les véhicules.

Ce protocole étant dans l'état expérimental, une simulation s'impose. Ainsi, ses performances seront évaluées dans un cadre proche du contexte réel permettant son amélioration et la facilitation de son implémentation réelle.

C'est dans ce cadre que s'inscrit notre projet. Nous sommes amenés à simuler le protocole pour permettre une meilleure évaluation de ses performances.

Notre travail se scinde en deux parties essentielles. La première est l'étude théorique qui portera sur les technologies utilisées, le principe du routage Car 2 Car et la description du protocole GPSR. La deuxième partie consiste à simuler ce protocole sur le simulateur OMNet++.

Chapitre 1: Etat de l'art