Initiation à l`algorithmique répartie

Initiation à l’algorithmique
répartie
Denis Conan
Rev : 24
CSC4509
Télécom SudParis Avril 2017

Initiation à l’algorithmique répartie
Table des matières
Initiation à l’algorithmique répartie
Denis Conan, , Télécom SudParis, CSC4509
Avril 2017 1
Liste des QCM 4
Licence 5
Utilisation du cours 6
Plan du document 7
1 Éléments introductifs 8
1.1Modèledesystèmeréparti....................................... 9
1.1.1Modèledetransitions ..................................... 10
1.1.2Synchronisme.......................................... 12
1.1.3Typesdedéfaillances*..................................... 13
1.2 Conventions de codage des algorithmes répartis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3Ordrecausal,Lamport1978...................................... 16
1.3.1 Algorithme de calcul des dépendances causales de Lamport 1978 . . . . . . . . . . . . . 18
1.3.2 Algorithme de calcul des dépendances causales de Fidge 1990 . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.4Vagueettraverséedegraphe ..................................... 20
1.4.1 Algorithme de vague centralisé Écho de Segall, 1983 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.4.2 Algorithme de vague décentralisé de Finn, 1979 * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.4.3Exercices ............................................ 24
2 Élection 26
2.1Propriétésetvocabulaire ....................................... 27
2.2 Élection dans un anneau, algorithme de Le Lann, 1977 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3 Élection avec l’algorithme de vague Écho de Segall, 1983 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3.1Exercice............................................. 31
3 Diffusion 33
3.1Spécificationdesdiffusions ...................................... 34
3.2Diffusionfiable ............................................. 35
3.2.1 Algorithme de diffusion fiable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.3DiffusionFIFO............................................. 37
3.3.1 Algorithme de diffusion FIFO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.4Diffusioncausale ............................................ 39
3.4.1 Algorithme de diffusion causale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.5Diffusionatomique(outotale) .................................... 41
3.6Relationsentrelesdiffusions ..................................... 42
3.7Exercice................................................. 43
3.8 Diffusion causale à base de vecteur d’horloge vectorielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.9 Diffusion atomique et consensus * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.9.1 Résultat d’impossibilité du consensus * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.9.2 Algorithmes de diffusion temporisée * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.10Propriétéd’uniformité* ....................................... 49
3.11 Inconsistance et contamination * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4 Exclusion mutuelle 52
4.1Propriétés................................................ 53
4.2 Algorithmes à base de permissions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.2.1 Structure informationnelle générique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.2.2Algorithmegénérique ..................................... 56
4.2.3 Quelques algorithmes (dérivés de l’algorithme générique) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
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4.3 Algorithme à base de jeton de Ricart et Agrawala, 1983 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.4Exercice................................................. 61
5 Interblocage 63
5.1 Principaux modèles d’interblocage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
5.1.1Modèled’interblocageET................................... 65
5.1.2 Modèle d’interblocage OU–ET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
5.1.3Conditiondedéblocage .................................... 67
5.1.4 Définition de l’interblocage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
5.2 Trois stratégies contre l’interblocage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
5.3PréventiondanslemodèleET .................................... 71
5.3.1Exercice............................................. 72
5.4Détectiond’interblocage........................................ 73
5.4.1 Algorithme centralisé de construction de coupure cohérente . . . . . . . . . . . . . . . . 74
5.4.2Exercice............................................. 75
6 Détection de terminaison 77
6.1ModèleOUd’interblocage....................................... 78
6.2 Configurations terminale et finale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
6.3 États actif et passif, et algorithme de contrôle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
6.4 Algorithmes de détection de terminaison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
6.5 Détection par calcul du graphe d’exécution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
6.5.1 Algorithme de Dijkstra et Scholten, 1980 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
6.5.2Exercice............................................. 85
6.6 Détection par vagues dans un anneau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
6.6.1AlgorithmedeSafra,1987................................... 87
6.6.2Exercice............................................. 89
Bibliographie 91
Index 92
Fin 94
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Liste des QCM
Élémentsintroductifs............................................ 25
Élection................................................... 32
Diffusion................................................... 51
Exclusionmutuelle............................................. 62
Interblocage................................................. 76
Terminaison................................................. 90
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# 2
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Ce cours a bénéficié des relectures attentives et constructives de François Meunier, Léon Lim.
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