Protocole EAR
Une solution hybride pour la tolérance aux pannes est proposée dans le protocole EAR. Pour son concept préventif, EAR offre une meilleure conservation d'énergie et définit plusieurs chemins de routage afin de garantir une fiabilité du transport et d'augmenter la durée de vie du réseau. En outre, un mécanisme de recouvrement de pannes est implémenté. Le protocole EAR supporte des réseaux de capteurs à collecteurs multiples (plusieurs nSuds puits). Chaque nSud capteur génère un paquet RPT (Report) contenant des informations pour les intérêts et préférences de l'utilisateur. Les paquets RPT peuvent être envoyés vers n'importe quel collecteur. Cependant, pour chaque nSud intermédiaire le protocole de routage choisit le meilleur chemin qui réduit la consommation d'énergie et la latence.
Cette phase permet la construction de l'arbre de routage contenant tous les chemins possibles pour la dissémination des données. Chaque collecteur diffuse un message ADV (Advertisement) demandant des paquets RPT. Seuls les nSuds voisins du collecteur reçoivent le message ADV puis enregistrent le chemin dans leur table de routage ; sans propager le message ADV vers les autres nSuds, comme le montrent les étapes a) et b) de la figure suivante. Les autres nSuds capteurs envoient une demande RREQ (Route Request) cherchant un chemin vers le collecteur ( étape c). Si un nSud, ayant déjà une route stockée dans sa table, reçoit RREQ, il envoie un paquet RREP (Route Reply) à son nSud voisin concerné par la demande ( étapes d ; e). Le processus d'initialisation se termine quand chaque nSud reçoit une réponse RREP suite à sa requête RREQ ; puis enregistre le chemin dans sa table de routage;
Les micro-capteurs, avec leur mémoire de taille réduite, ne peuvent garder tous les chemins possibles dans leurs tables de routage. Pour cela, et afin d'assurer une bonne tolérance aux pannes, on doit garder que les meilleurs chemins. Le protocole EAR définit donc deux métriques pour la sélection des meilleures routes à mémoriser. La première métrique est le nombre de sauts dans une route. Ceci permet de choisir le chemin le plus court. Cependant, la qualité des liens RF n'est pas prise en considération ; dans ce cas, le plus court chemin n'assure pas forcément la fiabilité de transmission. D'où on utilise le concept de « routes bannies ». En effet, si un chemin échoue à transmettre N paquets consécutifs, il sera mis dans une « liste noire » l'écartant ainsi d'une future utilisation. La deuxième métrique, appelée Score de route, est définie comme suit : RS = PE x WE + PT x WT Où:
PE: niveau de l'énergie du nSud du prochain saut ;
WE: poids assigné à PE ¬ [0-1] ;
PT: taux de succès dans la transmission ;
WT: poids assigné à PT ¬ [0-1] tel que : (WT + WE = 1);
L'historique enregistré sur l'état du routage dans tout le réseau permet, par conséquence, d'adapter la sélection des chemins en choisissant toujours les meilleurs chemins en termes de fiabilité de liens et de conservation d'énergie. Ceci garantit une bonne tolérance aux pannes en évitant la sélection des mauvaises routes.
Après les deux premières étapes, chaque nSud aura au moins un chemin vers le collecteur. Les capteurs commencent donc à générer des paquets RPT, et le routage des données utilise la métrique « score de route » pour définir le meilleur chemin à emprunter. En cas où ce dernier présente une panne au niveau d'un ou plusieurs de ses nSuds, un mécanisme de recouvrement de route est exécuté, afin d'élire un second chemin fiable pour transmettre les données depuis le capteur vers le collecteur. Par ailleurs, au moment de sa durée d'inactivité, chaque capteur est mis en veille afin d'épargner davantage son énergie et augmenter ainsi la durée de vie de tout le réseau.
