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Volume 17 - 2014

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Vers une structuration auto-stabilisante des réseaux Ad Hoc

A self-stabilizing asynchronous distributed clustering algorithm

Mandicou Ba* - Olivier Flauzac* - Bachar Salim Haggar* - Rafik Makhloufi*** - Florent Nolot* - Ibrahima Niang**

*Université de Reims Champagne-Ardenne
Laboratoire CReSTIC - Équipe SysCom EA 3804
mandicou.ba@univ-reims.fr
olivier.flauzac@univ-reims.fr
bachar-salim.haggar@univ-reims.fr
florent.nolot@univ-reims.fr

**Université Cheikh Anta Diop
Département de Mathématiques et Informatique
Laboratoire d'Informatique de Dakar (LID)
iniang@ucad.sn

***École Nationale des Ponts et Chaussées
Laboratoire CERMICS
Laboratoire CERMICS - Equipe SOWG
makhlour@cermics.enpc.fr

RÉSUMÉ. Dans cet article, nous proposons un algorithme de structuration auto-stabilisant, distribué et asynchrone qui construit des clusters de diamètre au plus 2k. Notre approche ne nécessite aucune initialisation. Elle se fonde uniquement sur l'information provenant des noeuds voisins à l'aide d'échanges de messages. Partant d'une configuration quelconque, le réseau converge vers un état stable après un nombre fini d'étapes. Nous montrons par preuve formelle que pour un réseau de n noeuds, la stabilisation est atteinte en au plus n + 2 transitions. De plus, l'algorithme nécessite une occupation mémoire de (u + 1) * log(2n + k + 3) bits pour chaque noeud u où Δu représente le degré (nombre de voisins) de u et k la distance maximale dans les clusters. Afin de consolider les résultats théoriques obtenus, nous avons effectué une campagne de simulation sous OMNeT++ pour évaluer la performance de notre solution.

ABSTRACT. In this paper, we present a self-stabilizing asynchronous distributed clustering algorithm that builds non-overlapping k-hops clusters. Our approach does not require any initialization. It is based only on information from neighboring nodes with periodic messages exchange. Starting from an arbitrary configuration, the network converges to a stable state after a finite number of steps. Firstly, we prove that the stabilization is reached after at most n+2 transitions and requires (u+1)* log(2n+k+3) bits per node, whereΔu represents node's degree, n is the number of network nodes and k represents the maximum hops number. Secondly, using OMNet++ simulator, we performed an evaluation of our proposed algorithm.

MOTS-CLÉS : Réseaux Ad Hoc, clustering, algorithmes distribués, auto-stabilisation, OMNeT++.

KEYWORDS: Ad hoc networks, clustering, distributed algorithms, self-stabilizing, OMNeT++.

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