- 2.4.2 Le fonctionnement de l’algorithme Trickle. - 3.2 État de l’art. - 3.5 Pourcentage des messages DIO en fonction de la contance k de l’algorithme Triclke[5] 32 3.6 Émission des messages de contrôle dans un scénario à trois nœuds. - 4.9 Évaluation de l’énergie consommée par le CPU et la Radio. - 4.10 Consommation pour chaque phase de l’algorithme Trickle. - 5.4 Scénario de l’expérimentation. - 6.5 Format de l’option Pad1[6. - 6.6 Format de l’option PadN[6. - 6.7 Format de l’option “DAG Metric Container”[6. - 6.8 Format de l’option “Routing Information”[6. - 6.9 Format de l’option “DODAG Configuration”[6. - 6.10 Format de l’option “Prefix Information”[6. - 6.11 Format de l’option “RPL Target”[6. - 6.12 Format de l’option “Transit Information“[6. - 6.13 Format de l’option “RPL Target Descriptor”[6. - 6.14 Format de l’option Pad1[6. - 6.15 Format de l’option PadN[6. - 6.16 Format de l’option “Solicited Information”[6. - L’état de l’art sur les techniques d’optimisation de la consommation én- ergétique dans les réseaux limités en ressources est présenté en début du chapitre 3. - Puis, nous présentons un modèle de consommation énergétique et discutons du choix des paramètres de fonc- tionnement du réseau afin de réduire la consommation de l’énergie des capteurs. - Cette couche implante les procédures d’activation et de désactivation de l’émetteur-récepteur. - “hop limit ” de l’en-tête IPv6 n’est pas compressé. - C’est pour cette raison qu’un nouveau protocole de routage appelé RPL[8] (Routing Protocol for Low power and Lossy Networks) beaucoup plus optimisé en terme de coût énergétique a été mis au point par le groupe de travail ROLL[25] (Routing Over Low power and Lossy Networks) de l’IETF. - Le root est à l’origine de l’envoi des messages DIO servant à la construction du DODAG. - – Quatrième étape : le processus de l’étape 3 se poursuive jusqu’à ce que tous les nœuds du réseau se connectent au DODAG.. - Le temps entre la réception du message DIO et l’envoie du DAO dépend des paramètre de l’implémentation. - Nous présentons en détail dans la section suivant le fonctionnement de l’algo- rithme Trickle.. - – la valeur de l’intervalle de départ appelé Imin . - – la valeur de l’intervalle maximale de fonctionnement appelé Imax . - Le schéma ci-dessous présente le fonctionnement de l’algorithme de Trickle.. - Optimisation de la consommation énergétique. - Dans cette section nous faisons un état de l’art sur les mécanismes utilisés pour réduire la consommation énergétique dans les réseaux limités en ressources appelés LLNs (Low power and Lossy Networks).. - Lorsque le Duty-Cycle est de 0.1%, on observe une consommation énergétique d’environ 1 . - On pourra ainsi économiser de l’énergie en réduisant au minimum possible la valeur du Duty-Cycle des nœuds.. - Ils ont proposé l’usage d’un Duty-Cycle adaptatif en fonction de la distance de chaque capteur par rapport au noeud sink et de l’importance du trafic observé. - Une optimisation de l’envoie de ces messages de contrôle permettra de réduire le Duty-Cycle dans un réseau de capteur qui utilise le protocole RPL pour le routage.. - Le schéma ci-dessous présente l’évolution de la probabilité de transmission des messages de contrôle du protocole RPL en fonction de la constante de redondance k de l’algorithme Trickle.. - Figure 3.5 – Pourcentage des messages DIO en fonction de la contance k de l’algorithme Triclke[5]. - De ces résultats graphique, on constate qu’il y a une réduction du trafic de contrôle dans le protocole RPL lorsque la constance de redondance de l’algorithme Trickle est strictement. - – Bilan de l’état de l’art : une synthèse des articles lus sur la consommation énergétique montre qu’on peut optimiser l’énergie consommée par les noeuds en proposant d’une part, un faible Duty-Cycle pour le fonctionnement des capteurs. - I max = longueur maximale de l’intervalle de l’algorithme Trickle. - Les auteurs de [5] ont présenté une formule analytique générique d’optimisation du trafic de contrôle mettant en relation la probabilité d’émission des messages de contrôle, la constance de redondance k de l’algorithme Trickle et le degré des nœuds dans un réseau. - A = la superficie occupée par l’ensemble des noeuds a = la superficie couverte par la radio d’un noeud k = la constante de redondance de l’algorithme Trickle y = le degré du noeud. - 1(principe de l’algorithme Trickle). - La formule analytique démontre qu’il y a une faible probabilité d’émission des messages DIO (optimisation du trafic de contrôle) lorsque la constante de redondance k de l’algorithme Trickle est inférieure ou égale au degré y du nœud.. - Il implémente également une version du protocole RPL présenté dans l’état de l’art. - D’après la formule analytique établie dans le chapitre de la modélisation, on a un trafic de contrôle optimisé lorsque la constante de redondance k de l’algorithme Trickle est inférieur ou égale. - La constante de redondance k de l’algorithme Trickle vaut 2 pour tous les nœuds 1 et 2 puis la constante k vaut 1 pour le noeud 3 du réseau . - Les résultats graphiques de la transmission des messages de contrôle et de l’énergie consommée sur une durée d’1 heure et 38 minutes de fonctionnement réseau sont représentés sur les graphiques suivants.. - Avec l’optimisation de l’émission des messages DIO, le nœuds 3 a économisé 0 , 08 J (soit 80 mJ ) par. - Après cette étude effectuée par méthode analytique et par des simulations, nous arrivons à la conclusion qu’il y a optimisation du trafic de contrôle du protocole RPL lorsque la constante de redondance k de l’algorithme Trickle est strictement inférieure ou égale au degré de chaque nœuds dans le réseau.. - 25 ms} afin de choisir celle qui optimise la consommation de l’énergie avec un temps de convergence du réseau acceptable.. - Pour ce scénario à 5 nœuds, la constante de redondance k de l’algorithme Trickle est fixé à 2 pour tous les nœuds du réseau. - Figure 4.9 – Évaluation de l’énergie consommée par le CPU et la Radio. - 8, nous avons décidé d’évaluer l’énergie consommée durant chaque phase (1 et 2) de l’algorithme Trickle. - – La constante de redondance k de l’algorithme Trickle vaut 2 pour tous les nœuds – La valeur de l’intervalle minimale de Trickle, Imin =4 , 096 s. - – La valeur de l’intervalle minimale de Trickle, Imax =2 h 30 min – La durée totale de la simulation est de 19 h 30 min. - Figure 4.10 – Consommation pour chaque phase de l’algorithme Trickle. - A travers ces résultats, on constate que plus de la moitié de l’énergie consommée sur les 19 h 30 de fonctionnement a été utilisé pendant la phase 1 (10 intervalles) de l’algorithme. - La taille de l’intervalle Imin de l’algorithme Trickle est fixé à 4 , 096 s pour toutes les valeurs de D . - Le temps de convergence du réseau peut être influencé par la variation de la taille de l’intervalle minimale ( I min ) de l’algorithme Trickle et non pas par la valeur de D. - Figure 5.4 – Scénario de l’expérimentation. - Le sink affiche sur l’écran de l’ordinateur tous les messages échangés avec les autres capteurs. - A partir de l’ordinateur on peut joindre tous les nœuds du réseau à l’aide de la commande ping6. - Nous avons également analysé les paquets échangés à l’aide de l’outil wireshark.. - Lorsque la durée de sommeil des nœud est de 500ms, le Duty-Cycle est réduit et on économise d’avantage de l’énergie.. - – au plan scientifique, nous avons trouver une meilleure relation entre le degré des nœuds et la constante de redondance k de l’algorithme Trickle pour réduire le trafic de contrôle et qui permet de gagner en énergie. - Le champ “RPLInstanceID” est un champ de 8-bits instancié par le root du DODAG et qui indique l’identifiant de l’instance RPL à la quelle appartient le DODAG.. - ce champ définie le mode d’opération de l’instance RPL en cours. - Le numéro de séquence permettra aux noeuds de s’assurer que le message DIO reçu est à jour.. - Le champ “RPLInstanceID” codé sur 8 bits indique l’identifiant de l’instance RPL associée au DODAG diffusé dans le message DIO précédemment envoyé par le nœud ayant émis l’ACK. - Ce flag est généralement activé lorsque l’identifiant de l’instance RPL est un identifiant local.. - Figure 6.5 – Format de l’option Pad1[6]. - Figure 6.6 – Format de l’option PadN[6]. - Figure 6.7 – Format de l’option “DAG Metric Container”[6]. - Figure 6.8 – Format de l’option “Routing Information”[6]. - Le champ “Option Lenght” répresente la taille en octets de l’option. - Figure 6.9 – Format de l’option “DODAG Configuration”[6]. - Le champ “Type = 0 x 04” contient le type qui permet d’identifier cette option parmi les autres Le champ “option Lenght” contient la taille en octet de l’option. - Le champ “DIOIntDoubl”, definie la valeur maximale ( Imax ) que le timer de l’algorithme Trickle va utiliser. - Le champ “DIOIntMin” indique la valeur minimale ( Imin ) du timer de l’algorithme Trickle Le champ “DIORedun” contient la valeur de la constante K que utilise l’algorithme Trickle pour autoriser ou interdire l’envoie d’un message DIO dans un intervalle donné. - Figure 6.10 – Format de l’option “Prefix Information”[6]. - Le champ “Type = 0x08” permet de distinguer cette option des autres Le champ “Option Length = 30” représente la taille de l’option en octets.. - Le champ “A”, codé sur un bit, il donne des informations sur les configurations possibles de l’adresse. - Le format de l’option est indiquée sur la figure suivante.. - Figure 6.11 – Format de l’option “RPL Target”[6]. - Le champ “Prefix length”, codé sur sur 8 bits, il contient un entier non signé qui représente le nombre de bits du préfixe de l’adresse IPv6.. - Figure 6.12 – Format de l’option “Transit Information“[6]. - Le champ “Option Length” indique la taille de l’option, cette taille permettra de savoir si le champ contenant l’adresse du parent est présent ou pas. - ”storing mode”, le champ de l’adresse du parent peut être supprimé.. - La structuration de l’option est la suivante. - Figure 6.13 – Format de l’option “RPL Target Descriptor”[6]. - Le champ “Type = 0x09” sert à l’identification de l’option Le champ “Opt Length” contient la taille de l’option. - Le format de l’option Pad1 est montré ci-dessous.. - Figure 6.14 – Format de l’option Pad1[6]. - Figure 6.15 – Format de l’option PadN[6]. - Figure 6.16 – Format de l’option “Solicited Information”[6]. - Le champ “Opt Length” contient la taille en octets de tous les champs de l’option. - Le champ “I” est le prédicat de l’identifiant de l’instance RPL. - Le champ “D” est un prédicat de l’identifiant du DODAG (DODAGID)