Routing and inter-session network coding in delay tolerant mobile social networks

Nous considérons les Réseaux Sociaux Mobiles Tolérant le Délai (DTMSN), constitués de nœuds sans-fil avec une connectivité intermittente, et groupés en communautés sociales. Cette thèse traite de l’analyse et de la conception de stratégies de transfert de l’information dans les DTMSN. Elle est principalement dédiée à l’étude de codage réseau inter-session (ISNC) dans ce but. Le codage réseau est une généralisation du routage et ISNC est connu comme un problème d’optimisation difficile en général, spécifiquement parce qu’il peut vite devenir nuisible si non conçu avec soin. Le premier chapitre répond théoriquement au problème d’optimisation du routage (sans ISNC) dans les DTMSN. Nous généralisons les résultants existants pour les topologies homogènes. Le deuxième chapitre conçoit et modélise un contrôle de ISNC par paire, qui englobe conjointement le contrôle du routage et du codage, avec une contrainte d’énergie. Pour s’attaquer de façon heuristique à l’optimisation de ce contrôle, le troisième chapitre présente une étude expérimentale visant à identifier quand ISNC est bénéfique ou nuisible, en fonction du nombre maximum de copies par paquet, de la charge du réseau, de la taille de buffer des nœuds relais et de la gestion de buffer. Le quatrième chapitre présente la conception de critères décentralisés de codage, pour déclencher en ligne le mélange de sessions si ISNC peut être bénéfique. Nous testons ces critères sur des topologies simples et sur des traces réelles, en expliquant les limites de notre approche.We consider Delay Tolerant Mobile Social Networks (DTMSN), made of wireless nodes with intermittent connections and clustered into social communities. This thesis deals with the analysis and design of information transfer strategies in DTMSN. It is mostly dedicated to investigate the use of Inter-Session Network Coding (ISNC) towards this goal. Network coding is a generalization of routing and ISNC is known as a difficult optimization problem in general, specifically because it can easily get detrimental, compared to no coding, if not designed carefully. The first part of this thesis addresses theoretically the optimization problem of the (non-ISNC) routing policy in DTMSNs. We generalize the existing results for homogeneous topologies. The second part of the thesis designs and models a parameterized pairwise ISNC control policy that encompasses both routing and coding controls with an energy constraint. In order to tackle heuristically the optimization problem, the third chapter presents an experimental study of pairwise ISNC to investigate when it can be beneficial or detrimental. We examine the impact on ISNC performance of a number of parameters, such as the constraint on the maximum number of copies per packet, the network load, the buffer size of the relay nodes and the buffer management policies. The fourth chapter addresses the design of decentralized coding criteria allowing to trigger online session mixing if ISNC may be beneficial. We test these coding criteria on both toy topologies and real-world traces, pointing out and explaining the limits of our approach