Etude du protocole de routage multicast FGMP et le comparer avec le protocol DVMRP

1. Université des Sciences et de la
Technologie
« Houari Boumediene »
Faculté d’Électronique et Informatique
Département d’Informatique
Proposé par :
Mr H.BENKAOUHA
F. L. Haddi
Forwarding Group Multicast
Protocol (FGMP) for Multihop,
Mobile Wireless Networks
Présenté par :
BENHADJ DJILALI Hadjer AIT AMEUR Ouerdia Lydia
1

2. Introduction
Motivation
Conclusion
FGMP
Simulation et évaluation
DVMRP
Plan de la présentation
Bibliographie
Questions
2
Problématique

3. • Réseaux mobiles multi-sauts:
 Un type particulier de réseaux sans fil .
Une collection autonome de noeuds
mobiles capables de communiquer les uns
avec les autres via des liaisons sans fil.
 Sans infrastructure fixe , ni de station
de base ou d’extension filaire .
3
Introduction

4. • Multidiffusion aussi les termes “ multipoint ” et “ diffusion de groupe” sont
également employés , une seule instance des informations à transmettre est
émise par l’émetteur .
 Habituellement les applications sont entre une source et un destinataire .
(point à point ) .
 Nouveau type d’application :
 D’une source vers plusieurs destinataires .
 Plusieurs sources vers plusieurs destinataires.
 Les destinataires ont une entité de groupe .
• Les routeurs multicast se chargent en suite de véhiculer ces données vers les
recépteurs désirant recevoir cette informations (abonnés à un groupe
multidiffusion).
Introduction
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5. Exemples :
Introduction
5

6. Introduction
1
8
5
2
9
4
7
3
1
2 3
4
8
9
7
5
 le paquet n'est émis qu'une seule fois et
sera routé vers toutes les machines du
groupe de multidiffusion ,c'est donc le
réseau qui se charge de reproduire les
données.
 l’émetteur émis un paquet pour
chaque destinataire .
00
 Avantages:
 plus éfficace pour diffuser des contenus simultanément vers une large
audience .
 Gain de temps et de la bande passante. 6

7. Problématique
7
• Plusieurs schémas ont été proposés :
 Un shéma crée une arborescence de multidiffusion pour chaque source de
multidiffusion.
 Un autre , utilise un arbre commun couvrant les membres dans le groupe
de multidiffusion (arbre partagé ).
Nouveau schéma
 Minimum d’infrastructure (sans RP).
 Résistant à la mobilité .
 Protocole hybride entre l’inondation et le plus court arbre de multidiffusion.

8. Motivation
Réseaux sans fil Mobile, multi-sauts :
Rapidité de déploiement & reconfiguration dynamique .
Multipoint :
Minimiser la consommation de bande
passante du lien de transmission des données
de plusieurs émetteurs à plusieurs récepteurs .
Défis de multidiffusion sans fil :
 Largeur de bande limitée  débit limité .
 Modification de topologie  acheminement des données .
 Canaux de communications partagés .
8

9. Distance Vector Multicast Routing Protocol .
Protocole orienté “ forte densité de clients “ .
Il est dérivé du protocole d'acheminement (RIP, Routing Information Protocol) .
Met en œuvre la diffusion groupée .
Un protocole proactif .
L'algorithme de transmission en diffusion groupée exige la construction d'arbres
fondés sur les informations d'acheminements.
 Création de l’arbre de diffusion pour chaque source S (émetteur) .
 L’arbre est construit depuis la source S vers les membres du groupe R (
récepteurs) par inondation (envois de datagrammes multicast à tous les noeuds)
suivie d’un élagage.
Principe : inondation & élagage
 On inonde tout l’arbre multicast.
 Les noeuds qui ne sont pas intéressés par la multidiffusion .
 Ils sont élagués de l’arbre ou se raccrochent ensuite (resp : greffe).
DVMRP
9

10.  Utilise le protocole reverse shortest path forwarding (RPF).
 Chaque expéditeur utilise « l’ inondations » pour diriger les paquets de
multidiffusion ,transmis à l’aide de RPF à tous les nœuds d’ un rang spécifié.
 Pour éviter la duplication (boucles)  RPF
 Un routeur transmet un paquet multidiffusion si ce dernier est reçu par
l’interface utilisée pour envoyer un paquet point à point vers la source
(reverse) .
TEST
Non Oui
InondationSupprimé
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11. L’objectif du DVMRP est de garder trace (maintien de liens) des chemins de retour
à la source des paquets de multidiffusion grâce au RPF.
 Les noeuds feuilles non membre et les noeuds sans membres en aval
(downstream membres) envoient un message en amont (upstream )d’élagage pour
élagager les branches de nœuds non-membre .
Après un quantum de temps les branches élaguées revivent et peuvent être inondées
de messages.
 Un nouveau récepteur peut envoyer un message greffe au nœuds en amont
(upstream membre) pour accélérer le processus de connexion .
11

12. 12
Problèmes du DVMRP
12
Détection des nœuds feuilles :
 Utilisation d’Ack .
 Tables de routage de voisins.
Le protocole RPF ne fonctionne pas très bien en
raison de la mobilité :
Une évolutivité très pauvre.
Adaptive reverse shortest Path Forwarding.
Surcharge induit par les données d’inondation et
stockage mémoire :
 Mobilité des nœuds  changement de topologie,
déconnexion  inondation .
 Elagage  exploration ,reconnexion, aussi
confirmation de l’existence de la source.
 Greffe  permettre à de nouveaux membres de se
joindre au groupe de multidiffusion.
 Sauvegarde  l’arbre de multidiffusion de chaque
source , informations en amont et en aval, informations
de maintiens (temporisateurs et indicateurs).

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S
n
j
i
R
m
l
k
S
n
m
j
i
R
l
k
L’arbre :
S  n  m  j  i  R
L’arbre :
S  l  k i  R
RPF vs Adaptive RPF (A-RPF)
RPF

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S
n
j
i
R
m
l
k
S
n
m
j
i
R
l
k
L’arbre :
S  n  m  j  i  R
L’arbre :
S  l  k i  R
RPF vs Adaptive RPF
A-RPF

16. FGMP
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 Forwarding Group Multicast Protocol.
Un protocole expérimental hybride .
 Maintient les groupes nœuds qui participent dans la transmission des
paquets de multidiffusion contrairement à DVRMP .
Pour chaque groupe de multidiffusion « G » un groupe de transfert « FG » est
associer à ce dernier .
 N'importe quel nœud dans « FG » est en charge de l’acheminement des
paquets de multidiffusion de « G » .
 Autrement dit, quand un nœud appartenant au groupe « FG » reçoit un paquet
de multidiffusion il diffusera ce dernier si ce n'est pas une duplication .

17.  Le groupe de transfert ou d’acheminement (FG) :
• Un ensemble de nœuds qui sont chargés de transmettre les paquets de multidiffusion.
• Indicateurs de transfert & minuterie .
• Actualisation & délai d'attente .
 Maintenance du groupe FG :
• FG nœuds sont découvert par le chemin le plus court entre les expéditeurs
et les récepteurs.
• 2 modes : FGMP- Receiver Advertising , FGMP- Sender Advertising.
S
S
R
R S
R
17

18. Mcast
Group
id
Id Sequence TTL
Format du paquet de requête de jointure
Mcast Group Id
Refresh Timer Receiver membre id next hop
Format de la table membre au niveau de expéditeur
Mcast Group Id
Receiver membre id timer
Format de la table FW de transfert
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19. FG Maintenance via Receiver Advertising FGMP-RA
19

20. FG Maintenance via Sender Advertising FGMP-SA
 Plus efficace lorsque le nombre d’émetteurs est inférieur au nombre de
récepteurs  la plupart des applications .
 Les expéditeurs se chargent d’inonder les informations d’adhésions .
 les récepteurs collectent les tables de jointure pour créer et maintenir le
groupe FG .
 La table de jointure a le même format que la table FW de transfert excepté
que le ID récepteur est remplacé par le ID de l’expéditeur dans la table de
jointure .
 La minuterie et les indicateurs de transfert sont définis lorsqu’un nœud
reçoit une table de jointure.
Mcast Group Id
Sender membre id next hop
Format de la table de jointure
20

21. Comment choisir et conserver les
noeuds d’acheminements
 FG ?
La taille du groupe FG qui doit être :
aussi petite que possible pour réduire la
charge sur le canal sans fil.
Le chemin d’acheminement doit être :
aussi court que possible pour obtenir un
débit élevé.
Inconvénients :
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22. Tire parti des avantages de la
multidiffusion .
Réduit la surcharge
sur le canal et
stockage au niveau
des nœuds.
Améliorant les
performances ainsi
permettant le passage à
l’échelle et l'évolutivité .
Les avantages
Efficacité,
Gain de temps
et de bande
passante
Latence ,gigue ,
mémoire
Scalabilité , performance
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23. Simulation et évaluation
Environnement
Langage de simulation parallèle Maisie
100 Nœuds reparties dans un espace 1000*1000 mètres carrés .
La plage de transmission radio est de 120 mètres.
Débit 2Mb/s.
La taille du paquet : 10kbit pour les données , 10kbit pour les tables de
routage , 500 bits pour contrôle .
2 configurations évaluées : 1 émetteur 9 récepteurs ,10 émetteurs  10
récepteurs.
2 types de trafic : lourd et léger.
Le temps total de la simulation est 200 s.
Table de routage et les messages de contrôle sont prioritaires sur les données ,
les tables de routage sont mises à jour chaque seconde et pour chaque
changement de lien.
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24. Le débit.
Efficacité du multicast.
La taille du groupe de transfert.
La surcharge du protocole.
 La surcharge du canal.
 La surcharge du stockage.
Simulation et évaluation
Évaluation
 Les auteurs Ching-Chuan Chiang , Mario Gerla et Lixia Zhang ont évalués Les
performances du protocole proposé à l’aide de simulation , est comparée à
celle du protocole DVMRP et à l'inondation globale selon les points suivants :
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25. 25

26. 26

27. 27

28. 28

29. 29

30. 30

31. Conclusion
 Protocole de Multicast Forwarding Group (FGMP) offre un
moyen simple et efficace pour la multidiffusion dans les réseaux
multi-sauts sans fil .
 La notion de « nœud de transfert » est beaucoup plus adaptée à la
chaîne de diffusion sans fil que la notion classique de liens en amont
et en aval.
 L’ajustement plus rapide aux changements de la topologie et la
réduction des transmissions redondantes entraîne un plus grand
débit et efficacité de multidiffusion.
 La réduction de surcharge permet le passage à l’échelle du groupe
de multidiffusion .
 Perspective :
 Intégrer des mécanismes qui gèrent la qualité de service
QOS .
 Critiques :
 Besoin d’infrastructure globale de routage .
 Inefficacité dans un environnement de haute mobilité .
 Manque d’explication au niveau de la partie simulation ,
notamment la section 5.4 qu’on a pas compris .
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32.  Ching-Chuan Chiang, Mario Gerla and Lixia Zhang “Forwarding Group Multicast
Protocol (FGMP) for Multihop, Mobile Wireless Networks” in Computer Science
Department University of California, Los Angele , appear at CLUSTER
COMPUTING (1998).
Bibliographie
 http://abcdrfc.free.fr/rfc-vf/rfc1075.html
 http://iut-tice.ujf-grenoble.fr/tice-
espaces/GTR/reseauxm1m2/moduleM3/monsite/docs_ptut/Mcast.pdf
 https://www.irisa.fr/prive/bcousin/Cours/Le_multicast.routage.2P.pdf
 https://repo.zenk-security.com/Protocoles_reseaux_securisation/Multicast%20-
Protocoles%20de%20routage.pdf
Webographie (dernière consultation le : 06/11/2015).
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33. 33
Questions
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