Mise au point d`algorithmes répartis en environnement fortement
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Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Mise au point d’algorithmes répartis en environnement fortement variable, et expérimentation sur réseaux sans fil Corine Marchand Directeur de thèse : Mme Brigitte Plateau Co-encadrant : M. Jean-Marc Vincent Laboratoire ID-IMAG (UMR 5132), Projet Apache. Projet MIRRA : Contrat de collaboration INRIA - France Télécom R&D Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Environnement Objets Communicants Environnement type Ordinateurs portables Assistants personnels Téléphones cellulaires ... Réseau ad-hoc sans fil WIFI Bluetooth ... Principe Les entités partagent des services et collaborent au maintien de la communauté Exemples : Réunion de travail, jeux en réseau Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives 1 Réseaux ambiants 2 Caractérisation de la variabilité 3 Algorithme de consensus en environnement variable 4 Détecteurs de défaillances et qualité de service 5 Analyse et évaluation du module de consensus 6 Conclusions et Perspectives Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Applications sur réseaux sans fil Contexte général Réseaux ambiants Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Applications sur réseaux sans fil Contexte général Applications sur réseaux sans fil Architecture dynamique Comportement des objets communicants → Connexions / Déconnexions Comportement de l’interconnexion Communications non fiables Variabilité des latences Hétérogénéité ⇒ Construction d’une infrastructure middleware distribuée. Offrir une palette d’outils middleware Garantir la disponibilité des services Gérer l’accès cohérent aux services Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Applications sur réseaux sans fil Contexte général Applications sur réseaux sans fil Architecture dynamique Comportement des objets communicants → Connexions / Déconnexions Comportement de l’interconnexion Communications non fiables Variabilité des latences Hétérogénéité ⇒ Construction d’une infrastructure middleware distribuée. Offrir une palette d’outils middleware Garantir la disponibilité des services Gérer l’accès cohérent aux services Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Applications sur réseaux sans fil Contexte général Applications sur réseaux sans fil Architecture dynamique Comportement des objets communicants → Connexions / Déconnexions Comportement de l’interconnexion Communications non fiables Variabilité des latences Hétérogénéité ⇒ Construction d’une infrastructure middleware distribuée. Offrir une palette d’outils middleware Garantir la disponibilité des services Gérer l’accès cohérent aux services Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Applications sur réseaux sans fil Contexte général Contexte général Problématique Comment assurer le maintien de la cohérence de la communauté dans un réseau ambiant ? Moyen Prise de décision répartie. Conception et mise au point d’algorithmes répartis ”adaptés”. Réalisation Construction de modules middleware adaptés à la dynamicité de l’architecture. → A terme, masquer l’instabilité de l’architecture aux applications Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Applications sur réseaux sans fil Contexte général Contexte général Problématique Comment assurer le maintien de la cohérence de la communauté dans un réseau ambiant ? Moyen Prise de décision répartie. Conception et mise au point d’algorithmes répartis ”adaptés”. Réalisation Construction de modules middleware adaptés à la dynamicité de l’architecture. → A terme, masquer l’instabilité de l’architecture aux applications Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Applications sur réseaux sans fil Contexte général Contexte général Problématique Comment assurer le maintien de la cohérence de la communauté dans un réseau ambiant ? Moyen Prise de décision répartie. Conception et mise au point d’algorithmes répartis ”adaptés”. Réalisation Construction de modules middleware adaptés à la dynamicité de l’architecture. → A terme, masquer l’instabilité de l’architecture aux applications Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Applications sur réseaux sans fil Contexte général Contexte général Approche Adaptation des algorithmes existants. Méthodologie Caractérisation de l’environnement Identification et quantification des particularités. Adaptation des algorithmes répartis Adaptation interne → comportementale. Mise au point et dimensionnement → réglage du paramétrage. Validation expérimentale Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Applications sur réseaux sans fil Contexte général Contexte général Approche Adaptation des algorithmes existants. Méthodologie Caractérisation de l’environnement Identification et quantification des particularités. Adaptation des algorithmes répartis Adaptation interne → comportementale. Mise au point et dimensionnement → réglage du paramétrage. Validation expérimentale Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Approche Étude comportementale Analyse factorielle Caractérisation de la variabilité Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Approche Étude comportementale Analyse factorielle Caractérisation de la dynamicité Adaptations nécessaires : Non fiabilité des communications Forte variabilité des temps de communication Le problème des déconnexions / reconnexions fréquentes Hétérogénéité des entités Objectif : Exhiber et analyser les comportements de l’environnement. Niveau comportemental (connexion/déconnexion). Campagnes d’expériences : Expérimentations et analyse de performances. Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Approche Étude comportementale Analyse factorielle Caractérisation de la dynamicité Adaptations nécessaires : Non fiabilité des communications Forte variabilité des temps de communication Le problème des déconnexions / reconnexions fréquentes Hétérogénéité des entités Objectif : Exhiber et analyser les comportements de l’environnement. Niveau comportemental (connexion/déconnexion). Niveau communication (variabilité). Campagnes d’expériences : Expérimentations et analyse de performances. Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Approche Étude comportementale Analyse factorielle Caractérisation de la dynamicité Adaptations nécessaires : Non fiabilité des communications Forte variabilité des temps de communication Le problème des déconnexions / reconnexions fréquentes Hétérogénéité des entités Objectif : Exhiber et analyser les comportements de l’environnement. Niveau comportemental (connexion/déconnexion). Niveau communication (variabilité). Campagnes d’expériences : Expérimentations et analyse de performances. Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Approche Étude comportementale Analyse factorielle Caractérisation de la dynamicité Adaptations nécessaires : Non fiabilité des communications Forte variabilité des temps de communication Le problème des déconnexions / reconnexions fréquentes Hétérogénéité des entités Objectif : Exhiber et analyser les comportements de l’environnement. Niveau comportemental (connexion/déconnexion). Niveau communication (variabilité). Campagnes d’expériences : Expérimentations et analyse de performances. Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Approche Étude comportementale Analyse factorielle Paramètre étudié : Latence Contexte expérimental : Protocole 802.11b Mode ad-hoc Mesure de latence : PDAs 1ere génération → ping (délai : 1s) Taille échantillon : 5000 mesures nombre d’occurences Expériences préliminaires : Latence, débit et pertes 1400 sans économie d’énergie economie d’energie 1200 1000 800 600 400 200 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 latence en ms Facteur influent : Économie d’énergie ⇒ Identification des facteurs influents Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Approche Étude comportementale Analyse factorielle Paramètres étudié : Latence Analyse factorielle des latences Facteurs retenus : Distance Nb obstacles Nb entités Charge réseau Type récepteur Type émetteur Économie d’énergie + Interactions Restrictions : environnement de type salle de réunion Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Approche Étude comportementale Analyse factorielle Paramètres étudié : Latence Analyse factorielle des latences Facteurs retenus : Distance Nb obstacles Nb entités Charge réseau Type récepteur Type émetteur Économie d’énergie + Interactions (A) Recepteur B−D (B) Charge B−C (C) Energie (D) Emetteur D−A D−C E−C (E) Distance A−F B−G B−E B−F F−G (F) NbApps A−G E−G B−A (G) Obstacle E−F E−A D−G F−C E−D D−F p=0.5 Restrictions : environnement de type salle de réunion Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Approche Étude comportementale Analyse factorielle Paramètres étudié : Latence Analyse factorielle des latences Facteurs prépondérants : Distance Nb obstacles Nb entités Charge réseau Type récepteur Type émetteur Économie d’énergie + Interactions (A) Recepteur B−D (B) Charge B−C (C) Energie (D) Emetteur D−A D−C E−C (E) Distance A−F B−G B−E B−F F−G (F) NbApps A−G E−G B−A (G) Obstacle E−F E−A D−G F−C E−D D−F p=0.5 Restrictions : environnement de type salle de réunion Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Approche Étude comportementale Analyse factorielle Bilan Étude environnementale Niveau réseau d’interconnexion : Identification des spécificités de l’environnement. Quantification des performances escomptées. Niveau objets communicants : Qualification des comportements. Caractérisation de l’hétérogénéité Intérêt : Adaptation spécifique des algorithmes Réglage adéquat des paramètres Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Approche Étude comportementale Analyse factorielle Bilan Étude environnementale Niveau réseau d’interconnexion : Identification des spécificités de l’environnement. Quantification des performances escomptées. Niveau objets communicants : Qualification des comportements. Caractérisation de l’hétérogénéité Intérêt : Adaptation spécifique des algorithmes Réglage adéquat des paramètres Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Approche Étude comportementale Analyse factorielle Bilan Étude environnementale Niveau réseau d’interconnexion : Identification des spécificités de l’environnement. Quantification des performances escomptées. Niveau objets communicants : Qualification des comportements. Caractérisation de l’hétérogénéité Intérêt : Adaptation spécifique des algorithmes Réglage adéquat des paramètres Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Approche Étude comportementale Analyse factorielle Bilan Étude environnementale Niveau réseau d’interconnexion : Identification des spécificités de l’environnement. Quantification des performances escomptées. Niveau objets communicants : Qualification des comportements. Caractérisation de l’hétérogénéité Intérêt : Adaptation spécifique des algorithmes Réglage adéquat des paramètres Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Algorithme de consensus en environnement variable Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Le problème du consensus Problèmes de ”cohérence applicative” : Gestion de groupe Continuité de service Gestion de ressources Classes d’algorithmes : Diffusion atomique Élection Consensus Enregistrements cohérents d’états ... ⇒ Brique de base : Algorithme de Consensus Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Le problème du consensus Problèmes de ”cohérence applicative” : Gestion de groupe Continuité de service Gestion de ressources Classes d’algorithmes : Diffusion atomique Élection Consensus Enregistrements cohérents d’états ... ⇒ Brique de base : Algorithme de Consensus Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Le problème du consensus Problèmes de ”cohérence applicative” : Gestion de groupe Continuité de service Gestion de ressources Classes d’algorithmes : Diffusion atomique Élection Consensus Enregistrements cohérents d’états ... ⇒ Brique de base : Algorithme de Consensus Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation L’instabilité de l’environnement Modèles de l’environnement Au niveau des communications Environnement asynchrone Environnement non fiable Au niveau des défaillances Défaillances définitives Défaillances momentanées Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation L’instabilité de l’environnement Modèles de l’environnement Au niveau des communications Environnement asynchrone Environnement non fiable Au niveau des défaillances Défaillances définitives Défaillances momentanées Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation L’instabilité de l’environnement Modèles de l’environnement Au niveau des communications Environnement asynchrone Environnement non fiable Au niveau des défaillances Défaillances définitives Défaillances momentanées Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Le problème du consensus Impossibilité de Fisher, Lynch & Paterson [Fischer-Lynch-Paterson 85] Alternatives (Approches possibles) Algorithmes probabilistes [Canetti-Rabin 93] Algorithmes auto-stabilisants [Tixeuil 00] Approche partiellement synchrone [Dwork-Lynch-Stockmeyer 88] .... ⇒ Choix algorithmiques : Consensus + Détecteurs de défaillances [Chandra-Toueg 96] Intérêt Concentrer l’analyse de la variabilité de l’environnement. Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Le problème du consensus Impossibilité de Fisher, Lynch & Paterson [Fischer-Lynch-Paterson 85] Alternatives (Approches possibles) Algorithmes probabilistes [Canetti-Rabin 93] Algorithmes auto-stabilisants [Tixeuil 00] Approche partiellement synchrone [Dwork-Lynch-Stockmeyer 88] .... ⇒ Choix algorithmiques : Consensus + Détecteurs de défaillances [Chandra-Toueg 96] Intérêt Concentrer l’analyse de la variabilité de l’environnement. Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Le problème du consensus Impossibilité de Fisher, Lynch & Paterson [Fischer-Lynch-Paterson 85] Alternatives (Approches possibles) Algorithmes probabilistes [Canetti-Rabin 93] Algorithmes auto-stabilisants [Tixeuil 00] Approche partiellement synchrone [Dwork-Lynch-Stockmeyer 88] .... ⇒ Choix algorithmiques : Consensus + Détecteurs de défaillances [Chandra-Toueg 96] Intérêt Concentrer l’analyse de la variabilité de l’environnement. Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Le problème du consensus Impossibilité de Fisher, Lynch & Paterson [Fischer-Lynch-Paterson 85] Alternatives (Approches possibles) Algorithmes probabilistes [Canetti-Rabin 93] Algorithmes auto-stabilisants [Tixeuil 00] Approche partiellement synchrone [Dwork-Lynch-Stockmeyer 88] .... ⇒ Choix algorithmiques : Consensus + Détecteurs de défaillances [Chandra-Toueg 96] Intérêt Concentrer l’analyse de la variabilité de l’environnement. Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Les détecteurs de défaillances Fonctionnalité Construction d’un état estimé de chaque site distant. Vue locale de l’ensemble du système. → Liste des sites distants suspects (notion de ”présence”) Propriétés Exactitude (un processus correct ne doit pas être suspecté) Complétude (un processus incorrect doit être suspecté) Qualité de l’information et Réactivité connecté déconnecté non suspecté ok erreur type I suspecté erreur type II ok [Chen-Toueg-Aguilera 00] Erreurs non symétriques → Risques associées différents Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Les détecteurs de défaillances Fonctionnalité Construction d’un état estimé de chaque site distant. Vue locale de l’ensemble du système. → Liste des sites distants suspects (notion de ”présence”) Propriétés Exactitude (un processus correct ne doit pas être suspecté) Complétude (un processus incorrect doit être suspecté) Qualité de l’information et Réactivité connecté déconnecté non suspecté ok erreur type I suspecté erreur type II ok [Chen-Toueg-Aguilera 00] Erreurs non symétriques → Risques associées différents Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Les détecteurs de défaillances Fonctionnalité Construction d’un état estimé de chaque site distant. Vue locale de l’ensemble du système. → Liste des sites distants suspects (notion de ”présence”) Propriétés Exactitude (un processus correct ne doit pas être suspecté) Complétude (un processus incorrect doit être suspecté) Qualité de l’information et Réactivité connecté déconnecté non suspecté ok erreur type I suspecté erreur type II ok [Chen-Toueg-Aguilera 00] Erreurs non symétriques → Risques associées différents Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Algorithme de consensus Principe algorithmique Algorithme de Chandra & Toueg [Chandra-Toueg 96] Hypothèses Communications fiables Majorité de processus corrects Principe de fonctionnement Rounds asynchrones 1 coordinateur par round 4 étapes par round Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Algorithme de consensus Principe algorithmique Algorithme de Chandra & Toueg [Chandra-Toueg 96] Hypothèses Communications fiables Majorité de processus corrects Principe de fonctionnement Rounds asynchrones 1 coordinateur par round 4 étapes par round Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Algorithme de consensus Principe algorithmique Algorithme de Chandra & Toueg [Chandra-Toueg 96] Hypothèses Communications fiables Coordinateur Majorité de processus corrects Principe de fonctionnement Rounds asynchrones 1 coordinateur par round ROUND 4 étapes par round Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Algorithme de consensus Principe algorithmique Algorithme de Chandra & Toueg [Chandra-Toueg 96] Hypothèses Communications fiables Coordinateur PHASE 2 PHASE 4 Majorité de processus corrects Principe de fonctionnement Rounds asynchrones PHASE 1 1 coordinateur par round PHASE 3 ROUND 4 étapes par round Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Algorithme de consensus Principe algorithmique Algorithme de Chandra & Toueg [Chandra-Toueg 96] Hypothèses Communications fiables Majorité de processus corrects Coordinateur PHASE 2 PHASE 4 VALEUR Principe de fonctionnement Rounds asynchrones PHASE 1 1 coordinateur par round PHASE 3 ROUND 4 étapes par round Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Algorithme de consensus Principe algorithmique Algorithme de Chandra & Toueg [Chandra-Toueg 96] Hypothèses Communications fiables Majorité de processus corrects Coordinateur PHASE 2 PHASE 4 VALEUR PROPOSITION Principe de fonctionnement Rounds asynchrones PHASE 1 1 coordinateur par round PHASE 3 ROUND 4 étapes par round Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Algorithme de consensus Principe algorithmique Algorithme de Chandra & Toueg [Chandra-Toueg 96] Hypothèses Communications fiables Coordinateur PHASE 2 PHASE 4 Majorité de processus corrects VALEUR PROPOSITION Principe de fonctionnement ACK Rounds asynchrones 1 coordinateur par round PHASE 1 PHASE 3 ROUND 4 étapes par round Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Algorithme de consensus Principe algorithmique Algorithme de Chandra & Toueg [Chandra-Toueg 96] Hypothèses Communications fiables Coordinateur PHASE 2 PHASE 4 Majorité de processus corrects VALEUR PROPOSITION Principe de fonctionnement ACK DECISION Rounds asynchrones 1 coordinateur par round PHASE 1 PHASE 3 ROUND 4 étapes par round Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Adaptation de l’algorithme de consensus Fiabilisation des communications Module de retransmission périodique [Guerraoui-Oliveira-Schiper 97] Choix de la politique de réémission Nombre de réémissions, Période de réémission, Type de messages réémis Gestion des entités Fluctuation du nombre d’entités présentes ⇒ attentes longues Utilisation systématique des détecteurs de défaillances ⇒ force le passage au round suivant en cas d’instabilité Interrogations des détecteurs couplées avec le module de retransmission Diffusion de la décision Protocole de diffusion agressive de la valeur de décision Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Adaptation de l’algorithme de consensus Fiabilisation des communications Module de retransmission périodique [Guerraoui-Oliveira-Schiper 97] Choix de la politique de réémission Nombre de réémissions, Période de réémission, Type de messages réémis Gestion des entités Fluctuation du nombre d’entités présentes ⇒ attentes longues Utilisation systématique des détecteurs de défaillances ⇒ force le passage au round suivant en cas d’instabilité Interrogations des détecteurs couplées avec le module de retransmission Diffusion de la décision Protocole de diffusion agressive de la valeur de décision Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Adaptation de l’algorithme de consensus Fiabilisation des communications Module de retransmission périodique [Guerraoui-Oliveira-Schiper 97] Choix de la politique de réémission Nombre de réémissions, Période de réémission, Type de messages réémis Gestion des entités Fluctuation du nombre d’entités présentes ⇒ attentes longues Utilisation systématique des détecteurs de défaillances ⇒ force le passage au round suivant en cas d’instabilité Interrogations des détecteurs couplées avec le module de retransmission Diffusion de la décision Protocole de diffusion agressive de la valeur de décision Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Adaptation de l’algorithme de consensus Fiabilisation des communications Module de retransmission périodique [Guerraoui-Oliveira-Schiper 97] Choix de la politique de réémission Nombre de réémissions, Période de réémission, Type de messages réémis Gestion des entités Fluctuation du nombre d’entités présentes ⇒ attentes longues Utilisation systématique des détecteurs de défaillances ⇒ force le passage au round suivant en cas d’instabilité Interrogations des détecteurs couplées avec le module de retransmission Diffusion de la décision Protocole de diffusion agressive de la valeur de décision Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Algorithme de consensus adapté Description de l’algorithme rcv(Estimate) C−Wait−Estimate INIT C−Wait−Ack Coord and bc(Estimate) majority(Ack) and bc(Decision) rcv(Nack) suspect(Coord) and send(Nack) CHANGE ROUND rcv(Ack) majority(Estimate) and bc(Proposition) END CHECK COORD not(suspect(Coord)) and send(Ack) not(Coord) and send(Estimate) rcv(Decision) rcv(Proposition) P−Wait−Proposition Corine Marchand P−Wait−Decision Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Algorithme de consensus adapté Description de l’algorithme ! stable rcv(Estimate) C−Wait−Estimate C−Wait−Ack Coord and bc(Estimate) INIT majority(Ack) and bc(Decision) rcv(Nack) suspect(Coord) and send(Nack) CHANGE ROUND rcv(Ack) majority(Estimate) and bc(Proposition) END CHECK COORD not(suspect(Coord)) and send(Ack) not(Coord) and send(Estimate) ! stable rcv(Decision) rcv(Proposition) P−Wait−Proposition Corine Marchand P−Wait−Decision Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Implantation Intégration globale Consensus ORB Module Exportation Consensus ORB Module Importation Module Exportation Module Importation JVM JVM Réseau Ad−Hoc Réseau Ad−Hoc Plateforme : Configuration matérielle des machines. Architecture PDA Laptop 0.2 GHz / 32 MB 1.0 GHz / 256 MB OS Linux Familiar (kernel 2.4) Linux Debian (kernel 2.4) JVM Jeode EVM Version 1.10.2 Sun Java JRE 1.4.2 01-b06 Wireless Card Compaq Orinoco 802.11b Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Implémentation des détecteurs de défaillances Besoin d’informations sur les sites distants Exposer les données locales Analyser les données en provenance des sites distants Exportation d’informations → Diffusion d’informations à la demande, par anticipation Mécanisme de ”heartbeat” Importation d’informations → Collecte d’informations → Estimation de l’état des sites distants Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Implémentation des détecteurs de défaillances Besoin d’informations sur les sites distants Exposer les données locales Analyser les données en provenance des sites distants Publication d’info Consultation Exportation d’informations Interface Middleware → Diffusion d’informations à la demande, par anticipation Export module Interface reseau Mécanisme de ”heartbeat” Controle MW ( politique et parametres ) Requete suspicion Information Importation d’informations → Collecte d’informations → Estimation de l’état des sites distants Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Implémentation des détecteurs de défaillances Besoin d’informations sur les sites distants Exposer les données locales Analyser les données en provenance des sites distants Publication d’info Consultation Exportation d’informations Interface Middleware → Diffusion d’informations à la demande, par anticipation Export module Interface reseau Mécanisme de ”heartbeat” Controle MW ( politique et parametres ) Requete suspicion Information Liste interroger Liste des suspects Interface Middleware Importation d’informations Interface consensus Controle MW ( politique et parametres ) → Collecte d’informations Import module Interface reseau Requete suspicion → Estimation de l’état des sites distants Information Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Choix algorithmique Les détecteurs de défaillances Algorithme de consensus adapté Implantation Bilan Réalisations : Choix de l’algorithme consensus basé sur les détecteurs de défaillances Adaptation à l’instabilité environnementale Intégration Middleware Qualité du module de consensus → Durée d’exécution du consensus Fonction de la qualité de service des détecteurs de défaillances → Capacité à estimer correctement l’état global Fonction de la qualité de l’architecture sous-jacente Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Paramétrage des détecteurs de défaillances Modélisation Détecteurs de défaillances et qualité de service Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Paramétrage des détecteurs de défaillances Modélisation Paramétrage des détecteurs de défaillances Principe de fonctionnement : Mécanisme implémenté : ”heartbeat”. Délai inter−émissions Site Emetteur Processus DD Export Processus DD Import Délai inter−réceptions θ θ θ θ θ Site Récepteur Paramétrage Délais d’émissions des pulsations. Fonctions d’estimation de suspicions (temporisations). [Bertier-Marin-Sens 03] Objectif Estimer les valeurs de temporisations en fonction de la qualité de escomptée. Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Paramétrage des détecteurs de défaillances Modélisation Paramétrage des détecteurs de défaillances Principe de fonctionnement : Mécanisme implémenté : ”heartbeat”. Délai inter−émissions Site Emetteur Processus DD Export Processus DD Import Délai inter−réceptions θ θ θ θ θ Site Récepteur Paramétrage Délais d’émissions des pulsations. Fonctions d’estimation de suspicions (temporisations). [Bertier-Marin-Sens 03] Objectif Estimer les valeurs de temporisations en fonction de la qualité de escomptée. Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Paramétrage des détecteurs de défaillances Modélisation Modélisation des lois d’inter-arrivées des pulsations Hypothèses : Arrivées des pulsations au niveau détecteur de défaillances. Arrivées des "beats" Processus DD Import θ θ θ θ θ Site Récepteur suspicion Exemples : Distribution d’Erlang(2) Temporisation : θ Fréquence de réception des pulsations : λ Taux de suspicion à tort : Φ(θ) = e −2λθ (1 + θ) Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Paramétrage des détecteurs de défaillances Modélisation Modélisation des lois d’inter-arrivées des pulsations Hypothèses : Arrivées des pulsations au niveau détecteur de défaillances. Arrivées des "beats" Processus DD Import θ θ θ θ Site Récepteur θ suspicion Distribution inter−réception de "beats" (fréquence 1) Exemples : Distribution d’Erlang(2) 1 Temporisation : θ 0.8 Fréquence de réception des pulsations : λ 0.6 Distribution d’Erlang(2) λ=1 0.4 0.2 Taux de suspicion à tort : 0 0 1 2 3 4 Φ(θ) = e −2λθ (1 + θ) Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 5 6 7 Temps Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Paramétrage des détecteurs de défaillances Modélisation Modélisation des lois d’inter-arrivées des pulsations Hypothèses : Arrivées des pulsations au niveau détecteur de défaillances. Arrivées des "beats" Processus DD Import θ θ θ Exemples : Distribution d’Erlang(2) Temporisation : θ θ Site Récepteur θ suspicion Qualité de service fonction de la durée de temporisation 1 0.1 Fréquence de réception des pulsations : λ 0.01 0.001 0.0001 Taux de suspicion à tort : Φ(θ) = e −2λθ (1 + θ) Corine Marchand 1e−05 1e−06 0 1 2 3 4 Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 5 6 Temporisation Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Paramétrage des détecteurs de défaillances Modélisation Modélisation émetteur : Laptop1 − récepteur : Laptop2 émetteur : Laptop1 − récepteur : PDA2 émetteur : PDA1 − récepteur : Laptop2 émetteur : PDA1 − récepteur : PDA2 0.14 0.12 Observations expérimentales Probabilité 0.1 Étude du délai de mise à jour de l’information des détecteurs de défaillances. 0.08 0.06 0.04 0.02 0 400 450 500 Délais entre 2 réceptions 550 Limitations du modèle Indépendance des inter-arrivées de pulsations ⇒ Corrélation temporelle des inter-arrivées Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 600 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Paramétrage des détecteurs de défaillances Modélisation Modélisation émetteur : Laptop1 − récepteur : Laptop2 émetteur : Laptop1 − récepteur : PDA2 émetteur : PDA1 − récepteur : Laptop2 émetteur : PDA1 − récepteur : PDA2 0.14 0.12 Observations expérimentales Probabilité 0.1 Étude du délai de mise à jour de l’information des détecteurs de défaillances. 0.08 0.06 0.04 0.02 0 400 450 500 Délais entre 2 réceptions 550 Limitations du modèle Indépendance des inter-arrivées de pulsations ⇒ Corrélation temporelle des inter-arrivées Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 600 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Paramétrage des détecteurs de défaillances Modélisation Modélisation émetteur : Laptop1 − récepteur : Laptop2 émetteur : Laptop1 − récepteur : PDA2 émetteur : PDA1 − récepteur : Laptop2 émetteur : PDA1 − récepteur : PDA2 0.14 0.12 Observations expérimentales Probabilité 0.1 Étude du délai de mise à jour de l’information des détecteurs de défaillances. 0.08 0.06 0.04 0.02 0 400 450 500 Délais entre 2 réceptions 550 Limitations du modèle Indépendance des inter-arrivées de pulsations ⇒ Corrélation temporelle des inter-arrivées Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 600 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Paramétrage des détecteurs de défaillances Modélisation Second modèle Hypothèse : Contention à l’arrivée des pulsations. Arrivées des beats Réseau Site Récepteur Processus DD Import θ θ suspicion Temporisation statique (θ) Modélisation par file d’attente Taux de suspicion à tort : (cas file d’attente D/M/1) Φ(θ) = 1 1 e −µθ (e −µ(1−β)A A (2−β)µ + (1 − β)e µA ) θ≥A 1) Temps moyen de remontée de la pile ( µ Période entre deux pulsations (A) Probabilité que la pulsation précédente ait été traité à l’arrivée d’une pulsation (β) Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Paramétrage des détecteurs de défaillances Modélisation Second modèle Hypothèse : Contention à l’arrivée des pulsations. Arrivées des beats Réseau Site Récepteur Processus DD Import θ θ suspicion Temporisation statique (θ) Modélisation par file d’attente Taux de suspicion à tort : (cas file d’attente D/M/1) Φ(θ) = 1 1 e −µθ (e −µ(1−β)A A (2−β)µ + (1 − β)e µA ) θ≥A 1) Temps moyen de remontée de la pile ( µ Période entre deux pulsations (A) Probabilité que la pulsation précédente ait été traité à l’arrivée d’une pulsation (β) Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Paramétrage des détecteurs de défaillances Modélisation Bilan Calibrage du paramétrage Réglage des temporisations en fonction de la qualité de service escomptée. Modélisation Fonction des lois d’inter-arrivées des ”beats” Tient compte du type d’entité réceptrice Adaptable à diverses configurations environnementales Estimation des lois d’inter-arrivées des ”beats” Nécessite la prise en compte des particularités du réseau d’interconnexion. → Changements de mode imprévus du système. Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Paramétrage des détecteurs de défaillances Modélisation Bilan Calibrage du paramétrage Réglage des temporisations en fonction de la qualité de service escomptée. Modélisation Fonction des lois d’inter-arrivées des ”beats” Tient compte du type d’entité réceptrice Adaptable à diverses configurations environnementales Estimation des lois d’inter-arrivées des ”beats” Nécessite la prise en compte des particularités du réseau d’interconnexion. → Changements de mode imprévus du système. Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Paramétrage des détecteurs de défaillances Modélisation Bilan Calibrage du paramétrage Réglage des temporisations en fonction de la qualité de service escomptée. Modélisation Fonction des lois d’inter-arrivées des ”beats” Tient compte du type d’entité réceptrice Adaptable à diverses configurations environnementales Estimation des lois d’inter-arrivées des ”beats” Nécessite la prise en compte des particularités du réseau d’interconnexion. → Changements de mode imprévus du système. Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Analyse et évaluation du module de consensus Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Plateforme expérimentale Contexte réseau sous-jacent : 802.11b 6 entités présentes (4 PDAs, 2 portables) 1 entité = capteur réseau (1 PC) Paramétrage Période des heartbeats : 500 ms (fréquences : 2 pulsations / s) Temporisation : 1500 ms ”Consensus Polling” : 2000 ms (interrogation DD + retransmission) Expériences 1000 consensus successifs → Observation de l’exécution de l’algorithme de consensus Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Plateforme expérimentale Contexte réseau sous-jacent : 802.11b 6 entités présentes (4 PDAs, 2 portables) 1 entité = capteur réseau (1 PC) Paramétrage Période des heartbeats : 500 ms (fréquences : 2 pulsations / s) Temporisation : 1500 ms ”Consensus Polling” : 2000 ms (interrogation DD + retransmission) Expériences 1000 consensus successifs → Observation de l’exécution de l’algorithme de consensus Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Plateforme expérimentale Contexte réseau sous-jacent : 802.11b 6 entités présentes (4 PDAs, 2 portables) 1 entité = capteur réseau (1 PC) Paramétrage Période des heartbeats : 500 ms (fréquences : 2 pulsations / s) Temporisation : 1500 ms ”Consensus Polling” : 2000 ms (interrogation DD + retransmission) Expériences 1000 consensus successifs → Observation de l’exécution de l’algorithme de consensus Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Plateforme expérimentale Contexte réseau sous-jacent : 802.11b 6 entités présentes (4 PDAs, 2 portables) 1 entité = capteur réseau (1 PC) Paramétrage Période des heartbeats : 500 ms (fréquences : 2 pulsations / s) Temporisation : 1500 ms ”Consensus Polling” : 2000 ms (interrogation DD + retransmission) Expériences 1000 consensus successifs → Observation de l’exécution de l’algorithme de consensus Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Prise de mesure et Datation Phase d’instrumentation Enregistrements des événements estampillés à la date locale Datation globale ? Extrapolation d’une horloge globale (post-traitement des traces) Relation d’ordre causal : ei ≺ ej ei avant ej la même entité ei = émission et ej = réception d’un même message ∃k tel que ei ≺ ek et ek ≺ ej ei ei Approximation dans un référentiel commun : dref = αdloc +β Interprétation Représentation graphique (Pajé) Analyse statistique Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Prise de mesure et Datation Phase d’instrumentation Enregistrements des événements estampillés à la date locale Datation globale ? Extrapolation d’une horloge globale (post-traitement des traces) Relation d’ordre causal : ei ≺ ej ei avant ej la même entité ei = émission et ej = réception d’un même message ∃k tel que ei ≺ ek et ek ≺ ej ei ei Approximation dans un référentiel commun : dref = αdloc +β Interprétation Représentation graphique (Pajé) Analyse statistique Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Prise de mesure et Datation Phase d’instrumentation Enregistrements des événements estampillés à la date locale Datation globale ? Extrapolation d’une horloge globale (post-traitement des traces) Relation d’ordre causal : ei ≺ ej ei avant ej la même entité ei = émission et ej = réception d’un même message ∃k tel que ei ≺ ek et ek ≺ ej ei ei Approximation dans un référentiel commun : dref = αdloc +β Interprétation Représentation graphique (Pajé) Analyse statistique Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Prise de mesure et Datation Phase d’instrumentation Enregistrements des événements estampillés à la date locale Datation globale ? Extrapolation d’une horloge globale (post-traitement des traces) Relation d’ordre causal : ei ≺ ej ei avant ej la même entité ei = émission et ej = réception d’un même message ∃k tel que ei ≺ ek et ek ≺ ej ei ei Approximation dans un référentiel commun : dref = αdloc +β Interprétation Représentation graphique (Pajé) Analyse statistique Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Prise de mesure et Datation Phase d’instrumentation Enregistrements des événements estampillés à la date locale Datation globale ? Extrapolation d’une horloge globale (post-traitement des traces) Relation d’ordre causal : ei ≺ ej ei avant ej la même entité ei = émission et ej = réception d’un même message ∃k tel que ei ≺ ek et ek ≺ ej ei ei Approximation dans un référentiel commun : dref = αdloc +β Interprétation Représentation graphique (Pajé) Analyse statistique Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Traces d’exécution Diagramme post-mortem d’un consensus ne donnant lieu à aucune suspicion Initialisation : PC-5 1 seul round : coordinateur PC-0 Retard de l’Ack de PDA-4 ⇒ message Forward ms 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 PC−0 PC−5 PDA−1 PDA−2 PDA−3 PDA−4 Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 95 100 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Traces d’exécution Diagramme post-mortem d’un consensus ne donnant lieu à aucune suspicion Initialisation : PC-5 1 seul round : coordinateur PC-0 Retard de l’Ack de PDA-4 ⇒ message Forward ms 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 PC−0 PC−5 PDA−1 PDA−2 PDA−3 PDA−4 Phase Estimation Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 95 100 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Traces d’exécution Diagramme post-mortem d’un consensus ne donnant lieu à aucune suspicion Initialisation : PC-5 1 seul round : coordinateur PC-0 Retard de l’Ack de PDA-4 ⇒ message Forward ms 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 PC−0 PC−5 PDA−1 PDA−2 PDA−3 PDA−4 Phase Estimation Phase Proposition Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 95 100 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Traces d’exécution Diagramme post-mortem d’un consensus ne donnant lieu à aucune suspicion Initialisation : PC-5 1 seul round : coordinateur PC-0 Retard de l’Ack de PDA-4 ⇒ message Forward ms 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 PC−0 PC−5 PDA−1 PDA−2 PDA−3 PDA−4 Phase Décision Phase Estimation Phase Proposition Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 95 100 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Traces d’exécution Diagramme post-mortem d’un consensus ne donnant lieu à aucune suspicion Initialisation : PC-5 1 seul round : coordinateur PC-0 Retard de l’Ack de PDA-4 ⇒ message Forward Acquittement tardif force le renvoi agressif de la décision ms 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 PC−0 PC−5 PDA−1 PDA−2 PDA−3 PDA−4 Phase Décision Phase Estimation Phase Proposition Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 95 100 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Traces d’exécution Diagramme post-mortem d’un consensus ne donnant lieu à aucune suspicion Initialisation : PC-5 1 seul round : coordinateur PC-0 Retard de l’Ack de PDA-4 ⇒ message Forward Durée du consensus (pour l’initiateur : PC5) Acquittement tardif force le renvoi agressif de la décision ms 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 PC−0 PC−5 PDA−1 PDA−2 PDA−3 PDA−4 Phase Décision Phase Estimation Phase Proposition Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 95 100 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Traces d’exécution Diagramme post-mortem d’un consensus ne donnant lieu à aucune suspicion Initialisation : PC-5 1 seul round : coordinateur PC-0 Retard de l’Ack de PDA-4 ⇒ message Forward Durée du consensus (pour l’initiateur : PC5) Acquittement tardif force le renvoi agressif de la décision Attente majorité d’estimations ms 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 PC−0 PC−5 PDA−1 PDA−2 PDA−3 PDA−4 Phase Décision Phase Estimation Phase Proposition Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 95 100 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Traces d’exécution Diagramme post-mortem d’un consensus ne donnant lieu à aucune suspicion Initialisation : PC-5 1 seul round : coordinateur PC-0 Retard de l’Ack de PDA-4 ⇒ message Forward Durée du consensus (pour l’initiateur : PC5) Attente majorité d’estimations ms 0 5 10 15 20 25 30 Acquittement tardif force le renvoi agressif de la décision Attente majorité d’Ack 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 PC−0 PC−5 PDA−1 PDA−2 PDA−3 PDA−4 Phase Décision Phase Estimation Phase Proposition Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 95 100 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Traces d’exécution Diagramme post-mortem d’un consensus illustrant une fausse suspicion Décision au round 1 Message Nack émis pas PDA-2 parvient au coordinateur après décision PDA-1 coordinateur du round 2 ms 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 PC0 PC5 PDA1 PDA2 PDA3 PDA4 Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 90 95 100 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Traces d’exécution Diagramme post-mortem d’un consensus illustrant une fausse suspicion Décision au round 1 Message Nack émis pas PDA-2 parvient au coordinateur après décision PDA-1 coordinateur du round 2 message NACK ms 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 PC0 PC5 PDA1 PDA2 PDA3 PDA4 Phase Décision (Round 1) Phase Estimation (Round 1) Phase Proposition(Round 1) Phase Estimation (Round 2) Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 90 95 100 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Traces d’exécution Diagramme post-mortem d’un consensus illustrant une fausse suspicion Décision au round 1 Message Nack émis pas PDA-2 parvient au coordinateur après décision PDA-1 coordinateur du round 2 PDA2 suspecte le coordinateur (PC0) et envoie un NACK message NACK ms 0 5 10 15 20 25 30 35 Réception NACK après émission décision 45 75 50 40 55 60 65 70 80 85 PC0 PC5 PDA1 PDA2 PDA3 PDA4 Phase Décision (Round 1) Phase Estimation (Round 1) Phase Proposition(Round 1) Phase Estimation (Round 2) Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 90 95 100 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Évaluations de performances QoS au niveau système (utilisation des ressources) QoS au niveau applicatif (latences) Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Évaluations de performances QoS au niveau système (utilisation des ressources) Nombre moyen de messages par entité Nombre moyen de messages émis suivant leur type Exp1 Broadcast Unicast Total PC-0 PDA-1 PDA-2 PDA-3 PDA-4 PC-5 6.4 0 0 0 0 0 0 2 2 2 2 2 6.4 2 2 2 2 2 Total 6.4 10 16.4 QoS au niveau applicatif (latences) Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Évaluations de performances QoS au niveau système (utilisation des ressources) Nombre moyen de messages par entité Nombre moyen de messages émis suivant leur type QoS au niveau applicatif (latences) Distribution des différentes durées d’un consensus (ms) Corine Marchand Exp 1 initiateur tous x̄ min max σ Q1 Q2 Q3 71 25 2063 190 39 45 52 224 37 2070 231 136 199 254 Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Évaluations de performances QoS au niveau système (utilisation des ressources) Nombre moyen de messages par entité Nombre moyen de messages émis suivant leur type QoS au niveau applicatif (latences) Distribution des différentes durées d’un consensus (ms) Distribution du temps d’attente d’une majorité de réponses pour le coordinateur (ms) Corine Marchand Exp 1 Estimations Acquittements x̄ min max σ Q1 Q2 Q3 37 1 2021 143 18 21 27 26 7 161 20 17 21 26 Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Plateforme expérimentale Prise de mesure et Datation Traces d’exécution Évaluations de performances Bilan Validation expérimentale du module de consensus Génération de traces d’exécution Analyse comportementale Evaluations temporelles Optimisations Module de consensus Limiter les phases d’attente Restreindre la diffusion de la décision Lien avec la qualité des détecteurs de défaillances Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Conclusions et Perspectives Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Conclusions Méthodologie d’analyse comportementale Caractérisation des éléments perturbateurs Analyse qualitative et quantitative Méthodes d’adaptation d’algorithmes Analyse des algorithmes existants Définition des propriétés attendues Modélisation (Détermination d’un paramétrage adéquat) Environnement d’expérimentation Validation expérimentale des algorithmes Evaluations de performances Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Conclusions Méthodologie d’analyse comportementale Caractérisation des éléments perturbateurs Analyse qualitative et quantitative Méthodes d’adaptation d’algorithmes Analyse des algorithmes existants Définition des propriétés attendues Modélisation (Détermination d’un paramétrage adéquat) Environnement d’expérimentation Validation expérimentale des algorithmes Evaluations de performances Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Conclusions Méthodologie d’analyse comportementale Caractérisation des éléments perturbateurs Analyse qualitative et quantitative Méthodes d’adaptation d’algorithmes Analyse des algorithmes existants Définition des propriétés attendues Modélisation (Détermination d’un paramétrage adéquat) Environnement d’expérimentation Validation expérimentale des algorithmes Evaluations de performances Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Perspectives Analyse environnementale Étude complémentaire → Approfondissement de l’analyse factorielle → Enrichissement de l’étude comportementale Adaptation de la méthodologie → Autres environnements (réseaux Bluetooth, réseaux de capteurs, ...) Algorithmique répartie Optimisation des détecteurs de défaillances Estimation multi-niveaux de l’état global Étude d’autres approches algorithmiques Mise en œuvre Mobilité (nomadisme) Mécanismes de routage Étude du passage à l’échelle Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Perspectives Analyse environnementale Étude complémentaire → Approfondissement de l’analyse factorielle → Enrichissement de l’étude comportementale Adaptation de la méthodologie → Autres environnements (réseaux Bluetooth, réseaux de capteurs, ...) Algorithmique répartie Optimisation des détecteurs de défaillances Estimation multi-niveaux de l’état global Étude d’autres approches algorithmiques Mise en œuvre Mobilité (nomadisme) Mécanismes de routage Étude du passage à l’échelle Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Perspectives Analyse environnementale Étude complémentaire → Approfondissement de l’analyse factorielle → Enrichissement de l’étude comportementale Adaptation de la méthodologie → Autres environnements (réseaux Bluetooth, réseaux de capteurs, ...) Algorithmique répartie Optimisation des détecteurs de défaillances Estimation multi-niveaux de l’état global Étude d’autres approches algorithmiques Mise en œuvre Mobilité (nomadisme) Mécanismes de routage Étude du passage à l’échelle Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Impact d’une déconnexion Temporisation de changement de round Déconnexion coordinateur PC0 0 200 100 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 PC0 PC5 PDA1 PDA2 PDA3 PDA4 ROUND 2 ROUND 1 Déconnexion du coordinateur PC0 après diffusion de la Proposition Émission Proposition 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 PC0 PC5 PDA1 PDA2 PDA3 PDA4 ESTIMATE messages PROPOSITION Broadcast ACK messages Suspicion de PC0 par PC5 qui déclenche le round 2 (coordinateur : PDA1) 2100 2105 2110 2115 2120 2125 2130 2135 2140 2145 2150 2155 2160 2165 2170 2175 2180 2185 2190 2195 2200 2205 2210 2215 PC0 PC5 PDA1 PDA2 PDA3 PDA4 ESTIMATE messages PROPOSITION Broadcast DECISION Broadcast ACK Messages Corine Marchand FORWARD Broadcast Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Débits moyen pour les ordinateurs portables. 7 Portable vers Portable (TCP) Portable vers Portable (UDP) 6 Debit en Mbitss 5 4 3 2 1 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Taille des paquets en octects 7000 8000 9000 10000 Pour la courbe en mode UDP : des décrochages sont visibles tous les 1470 octets dûs au MTU (Maximum Transmission Unit). Le coût de l’utilisation de TCP est bien mis en évidence. En effet, le débit chute de 0.5 Mbits/s par rapport à UDP. Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004 Réseaux ambiants Caractérisation de la variabilité Algorithme de consensus en environnement variable Détecteurs de défaillances et qualité de service Analyse et évaluation du module de consensus Conclusions et Perspectives Débits observés avec le protocole UDP pour un PDA (iPAQ) et un PC portable Comparaison des débits entre PDA et PC (Protocole UDP) 6.5 Débits (Mbytes/seconde) 6 5.5 5 4.5 4 3.5 PDA PC 3 2.5 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Taille des paquets en octets 8000 9000 10000 La courbe de débit pour le PDA moins régulière et parsemée de décrochages. → plus faible robustesse de l’architecture des PDAs. Les différences observées entre PDA et PC portable représentent, un écart variant autour de 0.10Mb/s pour le protocole UDP et autour de 0.8Mb/sec pour le protocole TCP. Corine Marchand Soutenance de Thèse - 20 décembre 2004
