6.1- Pile protocolaire dans les réseaux de
capteurs
ü La pile protocolaire utilisée par le
noeud puits ainsi que tous les autres capteurs du réseau est
illustrée par la figure 13. Cette pile prend en charge le
problème de consommation d'énergie, intègre le traitement
des données transmises dans les protocoles de routage, et facilite le
travail coopératif entre les capteurs [11].
Elle est composée de la couche application,
transport, réseau, liaison de données, physique, ainsi que de
trois niveaux qui sont : le niveau de gestion d'énergie, de gestion de
tâches et le niveau de gestion de mobilité.
Chapitre 1
RCSF : Gfinfiralitfis
Figure 13. Pile protocolaire dans les réseaux de
capteurs.
6.1.1- Le niveau de gestion d'énergie
Les fonctions intégrées à ce
niveau consistent à gérer l'énergie consommée par
les capteurs, dès lors, un capteur peut par exemple éteindre son
interface de réception dès qu'il reçoit un message d'un
noeud voisin afin d'éviter la réception des messages
dupliqués. De plus, quand un noeud possède un niveau
d'énergie faible, il peut diffuser un message aux autres capteurs pour
ne pas participer aux tâches de routage, et conserver l'énergie
restante aux fonctionnalités de captage [4].
6.1.2- Le niveau de gestion de
mobilité
Ce niveau détecte et enregistre tout les
mouvements des noeuds capteurs, d'une manière à leur permettre de
garder continuellement une route vers l'utilisateur final, et maintenir une
image récente sur les noeuds voisins, cette image est nécessaire
pour pouvoir équilibrer l'exécution des tâches et la
consommation d'énergie [4].
6.1.~ -Le niveau de gestion des tâches
Lors d'une opération de capture dans une
région donnée, les noeuds composant le réseau ne doivent
pas obligatoirement travailler avec le même rythme. Cela dépend
essentiellement de la nature du capteur, son niveau d'énergie et la
région dans laquelle il a été déployé. Pour
cela, le niveau de gestion des taches assure l'équilibrage et la
distribution des taches sur les différents noeuds du réseau afin
d'assurer un travail coopératif et efficace en matière de
consommation d'énergie, et par conséquent, prolonger la
durée de vie du réseau [4].
6.2- La couche application
Cette couche assure l'interface avec les applications. Il
s'agit donc du niveau le plus proche des utilisateurs, gère directement
par les logiciels.
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Chapitre 1
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RCSF : Gfinfiralitfis
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6.3 -La couche Transport
Cette couche est chargée du transport des
données, de leur découpage en paquets, du contrôle de flux,
de la conservation de l'ordre des paquets et de la gestion des
éventuelles erreurs de transmission.
6.4- La couche Réseau
Cette couche permet de gérer l'adressage et le
routage des données, c'est-a-dire leur
acheminement via le réseau.
6.5- La couche de liaison de données
Elle spécifie comment les données sont
expédiées entre deux noeuds/routeurs dans une distance d'un saut.
Elle est responsable du multiplexage des données, du contrôle
d'erreurs, de l'accès sur le media, ...
Elle assure la liaison point a point et point a
multipoint dans un réseau de communication. Elle est composée de
la couche de contrôle de liaison logique (LLC pour Logical Link Control)
qui fournit une interface entre la couche liaison et la couche réseau en
encapsulant les segments de messages de la couche réseau avec des
informations d'entête additionnelles, et la couche de contrôle
d'accès au medium (MAC pour Medium Access Control) qui contrôle la
radio.
Comme l'environnement des réseaux de capteurs
est bruyant et les noeuds peuvent être mobiles, la couche de liaison de
données doit garantir une faible consommation d'énergie et
minimiser les collisions entre les données diffusées par les
noeuds voisins.
6.6- La couche Physique
S'occupe de la spécification du câblage, des
fréquences porteuses, etc. ...
Cette couche doit assurer des techniques
d'émission, de réception et de modulation de données d'une
manière robuste.
7- C4nuVerture 041s les JZC4Fs
Dans un RCSF, chaque noeud perçoit une vision
limitée et purement locale de son environnement, relative uniquement
à sa zone de perception. Cette dernière doit être mise en
relation avec la zone de communication de ce capteur, afin de déterminer
la densité optimale de capteurs à déployer. Et il doit
économiser leur énergie tout en observant correctement leur
environnement.
1.1- Couverture
C'est la surface totale se trouvant en dessous de la
marge ou de la porté de capture des données au moins d'un noeud
[11].
1.2- Couverture d'un point
On dit qu'un capteur Si couvre un point q si et seulement
si la distance d (q, si) = ri. La fonction de distance d peut
être la fonction de distance euclidienne [12].
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Chapitre 1
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13-- Couverture d'une zone
On dit qu'un capteur couvre une zone A si et seulement si
pour chaque point q dans A, la distance d (q, si) = ri
[12].
Figure 14. (a) couverture d'une région. (b)
couverture de points.
,
·
· , ., ,
e-- G onnecti-Vvve (Ws les XC4Fs
La connectivité est un problème majeur dans
les réseaux de capteurs (composés d'entités fixes ou
mobiles).
On peut considérer un réseau de capteurs
sans fil de communication à saut multiple, où tous les noeuds
coopèrent dans le but d'assurer des communications entre chacun. Un tel
réseau peut être représenté de la manière
suivante :
Soit un graphe G = (V, E) représentant le
réseau sans fil, avec V l'ensemble des noeuds et
E?V2 les arcs donnant les communications directes
possibles : (u, v) appartient à E si et seulement si u peut envoyer
directement un message à v (on dit alors que v est voisin de u). Les
couples appartenant à E dépendent de la position des noeuds et de
leur portée de communication. Nous prenons l'hypothèse que la
portée R de chaque noeud est identique. Soit d (u, v) la distance entre
les noeuds u et v. L'ensemble E peut-être défini comme
suit:
E= {(u, v) E V2 | dist (u, v) = R}?
(1)
Ce graphe est connu sous le nom de graphe disque
unitaire, avec R comme rayon de transmission. Dans ce graphe, G= (V, E) nous
définissons n= | V | comme le nombre de noeuds dans le réseau. Le
voisinage N (u) d'un noeud u représente l'ensemble des noeuds voisins de
u, défini par {v / (u, v) E E}
[13].
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Chapitre 1
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8.1-Définition
v Un réseau de capteurs est dit connecté
si et seulement s'il existe au moins une route entre chaque paire de noeuds
[11].
v Un graphe G est dit a k-(arc) connectés s'il y
a au moins k disjoint chemins entre deux noeuds quelconques u, v . La 1-
connectivité est une condition fondamentale
pour que le réseau
soit opérationnel.
En effet la connectivité d'un réseau
s'exprime de la façon suivante:
Où :
· R est le rayon de
transmission d'un noeud
· A l'aire de calcul
· N le nombre de noeuds situé dans l'aire
A
Un chemin existe de x à y, si et seulement si il y
a une séquence de noeuds dans un état de réception dans
les positions S0, S1, , Sk tel que :
I(
(Pour i=1...k l'événement X peut
être transmis de à si et
seulement si est en mode réception).
.
I(
On peut dire que le chemin est à k sauts. Et que
le réseau et à chemin connectés si et seulement si pour
tout x, y ; il existe un chemin connectant x et y.
En effet la connectivité d'un réseau
dépend de la densité du réseau, Kleinrock et Silverster
ont montré que lorsque la densité du réseau p(R)
atteignait 6 noeuds, la probabilité qu'un noeud soit connecté
tend vers 1, ie que le réseau forme un graphe connexe. La
démonstration faite par Kleinrock et Silverster montre qu'il n'est pas
possible d'envisager la création de réseaux sans fil si les
réseaux en question ne possèdent pas une densité
égale à 6 noeuds ou supérieure à cette
limite.
La connectivité dépend essentiellement
de l'existence des routes. Elle est affectée par les changements de
topologie dus à la mobilité, la défaillance des noeuds,
les attaques, ...etc. Ce qui a pour conséquences : la perte des liens de
communication, l'isolement des noeuds, le partitionnement du réseau,
...etc.
8.2- Le but de la connectivité
Supposez qu'un événement (feu) est
détecté dans une position x, et nous souhaitons transmettre cette
occurrence de cet événement à un noeud y. Nous aimerions
être capables de transmettre cette occurrence avec haute
probabilité pour tout x, y quelconque. La situation est illustrée
au-dessous:
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RCSF : Gfinfiralitfis
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Chapitre 1
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Figure 15. Le but de la connectivité.
X : un événement.
Si, y : des noeuds capteurs.
RT : rayon de connectivité (porté de
transmission). RC : rayon de couverture (porté de capture).
Remarque :
> La connectivité est une mesure de
tolérance aux fautes ou de diversité de chemin dans le
réseau.
> La couverture mesure la qualité du service
d'un réseau de capteurs.
> Si le rayon Rt = 2rc (Rt : rayon de transmission
(de communication), rc : rayon de couverture) et la région
à surveiller est couverte, alors la connectivité des noeuds
capteurs est assurée [11].
> L'algorithme de couverture doit prendre quelques
contraintes en considération telles que la connectivité pour
assuré que les données collectées puissent arriver
à la station de base (Sink).
9- 6014.Ct145i014.
Nous avons présenté dans ce chapitre,
des généralités sur les réseaux de capteurs sans
fil. La description que nous avons faite sur ces réseaux fournira au
lecteur les bases nécessaires à la compréhension de la
suite de document et le sensibilisera aux problématiques liées
à nos travaux.
Et finalement nous avons déduire que les grands
problèmes qui limitent les RCSF sont, le problème de la
sécurité et de la tolérence aux pannes.
Afin de résoudre ces limites par une surveillance
permanente d'un RCSF, nous consacrons
le chapitre suivant pour détailler la notion de
sécurité dans les réseaux de capteurs sans
fil.
Chapitre 2
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LA SECURITE DANS LES RCSFS
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Chapitre
2
LA, securite stA,ns les X65Fs
1-Introduction Page : [24-25]
2-Objectifs de la securite dans les RCSFs Page :
[26-27]
3-Obstacles de la securite dans les RCSFs Page :
[27-30]
4-Les mauvais comportements dans les RCSFs Page :
[30-43]
5-Mficanismes de tolerance aux pannes dans les RCSFs Page
: [44-45]
6-Classification des solutions de tolerance aux pannes
dans les RCSFs Page : [45-52]
7-Conclusion Page : 52
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