Dans le cadre du [cref 45 semestre que j’ai passé en Inde de Janvier à Juin 2008], j’ai participé au projet Tiny6, projet entre TELECOM Bretagne, l’Indian Institute of Technology Guwahati (IITG) et une université en Chine.

But du projet

Les réseaux de capteurs sont des ensembles de petits capteurs (qui permettent de mesurer la température, la luminosité… à un endroit donné) reliés entre eux sans fil. La plupart du temps, ces capteurs communiquent entre eux en utilisant un protocole propriétaire, et il y a dans le réseau une passerelle qui récupère les données et qui les rend disponibles sur le réseau IP.

IPv6 est la prochaine version du protocole IP qui est à la base d’Internet. Cette nouvelle version fournit entre autres améliorations beaucoup plus d’adresses pour désigner des machines que la version actuelle IPv4, pour laquelle les adresses commencent à manquer.

Cette profusion d’adresses permet de donner à chaque capteur d’un réseau de capteurs une adresse IP distincte, et de faire communiquer les capteurs directement avec le protocole IPv6. Ceci permet de simplifier le réseau et d’augmenter sa fiabilité en autorisant plusieurs passerelles entre le réseau de capteurs et internet.

Le problème est qu’IPv6 est fait pour être utilisé avec des ordinateurs classiques, et les capteurs ont des ressources de calcul et de mémoire très limitées. Il est donc nécessaire de créer un protocole allégé, c’est ce qu’a fait le groupe de travail 6lowpan.

A l’IITG, Alexandre, Antoine et moi avions pour but de faire fonctionner ce protocole allégé sur des capteurs précis, et de faire communiquer les capteurs en IPv6 avec TELECOM Bretagne. Nous nous sommes pour cela appuyés sur la thèse de Matus Harvan qui a réalisé une implémentation partielle (IPv6, ICMPv6 et UDP sont partiellement implémentés) de tiny6 en NesC, le langage utilisé pour programmer les capteurs, mais sur un matériel différent du notre.

Difficultés

La première difficulté a été de comprendre le fonctionnement des capteurs et du langage de programmation NesC. NesC est un langage dérivé du C fait pour minimiser l’utilisation de mémoire et de puissance de calcul. Pour programmer les capteurs, nous disposions d’une base branchée en USB à notre ordinateur. Nous avons utilisé une version adaptée de Xubuntu, XubunTOS dans une machine virtuelle comme environnement de travail pour programmer les capteurs et communiquer avec eux pour faire la liaison avec le reste d’Internet.

Nous avons ensuite adapté le code de Matus Harvan pour le faire fonctionner sur nos capteurs, un peu moins puissants que ceux qu’il avait utilisés. Le débuggage a été assez complexe car nous avions peu de moyens de savoir ce qui se passait dans les capteurs (3 leds à faire clignoter).

Enfin, il nous a fallu mettre en place un lien en IPv6 entre TELECOM Bretagne et l’IITG, ce qui s’est révélé compliqué car l’IITG avait une plage d’adresses IPv6 attribuée, mais les routeurs de son fournisseur d’accès ne supportaient pas encore IPv6. Nous avons donc du établir un tunnel IPv6 sur IPv4.

Finalement, ce qui a le plus compliqué le projet est la communication avec nos encadrants indiens. De nombreuses incompréhensions mutuelles nous ont fait perdre beaucoup de temps. Obtenir une adresse IPv4 routable pour communiquer avec TELECOM Bretagne a par exemple été très compliqué, et nous avons été obligés de travailler directement au centre informatique pour utiliser cette adresse IP, qui n’était autorisée à communiquer qu’avec un serveur précis de TELECOM Bretagne.

Résultat

Nous avons finalement réussi à faire communiquer les capteurs en UDP avec TELECOM Bretagne, qui a donc pu recevoir les données mesurées par le capteur. Mais notre volonté de simplifier le réseau a été mise à mal par l’utilisation d’un tunnel IPv6 sur IPv4 entre l’IITG et TELECOM Bretagne, et d’un NAT entre notre machine virtuelle et notre machine physique :