Répartition et Mobilité — Présentation du module

Répartition et Mobilité —
Présentation du module
Chantal Taconet /Denis Conan
Master Recherche MOPS — Module RM
Télécom SudParis, CNRS UMR SAMOVAR
Septembre 2014
Répartition et mobilité
Contents
Répartition et Mobilité — Présentation du module
Chantal Taconet /Denis Conan, , Télécom SudParis, CNRS UMR SAMOVAR, Master
Recherche MOPS — Module RM
Septembre 2014
1
Présentation de l’équipe SAMOVAR/ACMES/MARGE
3
Contexte de l’évolution des systèmes répartis
3
Défis de la mobilité dans les systèmes répartis (1)
4
Défis de la mobilité dans les systèmes répartis (2)
5
User mobility
5
Terminal mobility
6
Terminal mobility implications
7
Terminal mobility implications
7
Code mobility
8
Note historique sur l’impact de la recherche en intergiciel
8
Objectifs du module
9
Agenda du module
9
Organisation du module et mode d’évaluation
10
Articles à étudier
10
Informations pratiques
11
Références
11
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Répartition et mobilité
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Présentation de l’équipe SAMOVAR/ACMES/MARGE
#2
■ http://inf.telecom-sudparis.eu/projets-de-recherche/marge/
■ More than 15 years of expertise in distributed systems and middleware
♦ Context-aware middleware
▶ Runtime adaptation, software deployment, context-management, service
discovery
♦ Software engineering
▶ Domain specific model, component, SOA, reflection
♦ New environments: Mobility, ubiquity, Internet of Things, ad-hoc networks
♦ Application domains: Multi-player mobile games, mobile e-commerce,
m-learning, multi-modal transport, intelligent cities
■ MARGE team
♦ 1 professor (Guy Bernard)
♦ 5 associate professors (Djamel Belaïd, Sophie Chabridon, Denis Conan, Michel
Simatic, Chantal Taconet)
♦ 5 PhD students (Sam Rottenberg, Samer Macha Marquez, Mohamed Mohamed,
Nabila Belhaj, Florent Fortat)
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Contexte de l’évolution des systèmes répartis
■ Des matériels communicants de plus en plus nombreux
■ Des matériels de plus en plus petits [ITU, 2005]
#3
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■ Utilisateurs mobiles, informatique ubiquitaire, intelligence ambiante
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Intelligence ambiante
& Internet des objets
#4
Intelligence ambiante
Mobilité
Ubiquité
Carte à puces
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1970
1985
2000
2010
2020
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■ Des applications interactives vers l’informatique diffuse [Tennenhouse, 2000]
#5
■ Exemple d’informatique enfouie:
♦ Des puces RFID implantées dans les arbres parisiens [ITR Manager.com, 2006]
▶ Les 95.000 arbres d’alignement de Paris sont équipés d’étiquettes
électroniques radio de type RFID
▶ Chaque arbre possède sa « carte d’identité électronique »
consultable/modifiable à partir d’un terminal mobile
▶ Mise à jour de la base de données centrale le soir
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Défis de la mobilité dans les systèmes répartis (1)
#6
■ Prise en compte de l’hétérogénéité
♦ Distribution sur le capteur, le mobile, les super-calculateurs
■ Une grande diversité de technologies réseau: WiFi, BlueTooth, UMTS, NFC, etc.
■ Gestion d’un grand nombre de matériels
♦ Comment les identifier? Comment les localiser? Comment y déployer du logiciel
?
■ Gestion de données hétérogènes
♦ Issues d’une multitude de matériels
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Défis de la mobilité dans les systèmes répartis (2)
#7
■ Gestion de la mobilité
♦ La plupart des matériels sont mobiles
▶ Téléphones mobiles, cartes à puce, automobiles, capteurs, etc.
■ Ces matériels peuvent apparaître/disparaître de la zone où ils évoluent
♦ Le groupe de matériels communicants change dynamiquement
♦ Comment découvrir les matériels atteignables? Comment détecter leur
disparition? Comment distribuer le travail entre eux?
■ Gestion de l’énergie, de l’absence de réseau, etc.
♦ Problème de fond: comment distribuer les traitements et le stockage de données
entre les différents niveaux des architectures de demain?
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User mobility
#8
■ Problem
♦ Users are increasingly moving - wish to feel "at home" anywhere
▶ Office desktop - laptop - home PC - smartphone/PDA - airport - hotel...
▶ Need for retrieving one’s environment on any machine
▶ Programs, preferences, data
■ Corollary 1 : handling heterogeneity
♦ Processors, OSes
♦ HMI
▶ Screen size - keyboard - pointer - mouse - voice command...
♦ Current solution
▶ Component-based distributed software
⋆ Clear separation of application engine and application HMI
⋆ Dynamic loading of appropriate HMI component
■ Corollary 2 : very large scale systems
♦ World-wide services (naming, location...)
▶ Robust and scalable algorithms (IP routing, DNS...)
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♦ Large scale load balancing between distributed servers
▶ Current algorithms are not scalable
▶ Need for decentralized / asynchronous algorithms
▶ Open problem: large scale copy consistency for modifying access patterns
■ Corollary 3 : location-dependent services (context-aware services)
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#9
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Terminal mobility
# 10
■ Mobile terminal: PDA / Smart Phone with wireless network access
♦ Limited resources
▶ CPU, memory, screen, IHM, battery
▶ The real limitation is the energy
♦ Wireless network access
▶ Network access is costly : battery (particularly on emission), money
▶ Bandwidth is variable
▶ Disconnections are "normal" events
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Terminal mobility implications
# 11
■ Contradictory demands on system design
♦ Favoring reliance on servers
▶ Resource-poor clients
♦ Favoring ability to operate alone
▶ You may not be able to contact servers
■ Hence mobile systems must be adaptive
♦ Rely on servers when possible
♦ Function autonomously if needed
♦ Monitor and adjust to current conditions
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Terminal mobility implications
# 12
■ The wireless-connected terminal moves when the user moves
■ The data accessed can be location-dependent
♦ Accessing location-dependent data assumes location determination
♦ Terminal location changes in time => location determination must be updated
dynamically
■ A lot of applications
♦ Eg., guiding firemen, or search-and-rescue team for the best route to quickly
locate all the avalanche victims
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Code mobility
# 13
■ Referenced code
♦ RPC, RMI, HTTP/CGI - synchronous
■ Remote evaluation
♦ Java servlets - synchronous - code is pushed
■ On-demand code
♦ Java applets - asynchronous - code is pulled
■ Mobile code (mobile agents)
♦ Code and state move together - asynchronous
♦ Neither "push" nor "pull" model - rather, self mobility (proactive migration)
...instruction i ; go ("somewhere") ; instruction i + 1 ; ...
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Note historique sur l’impact de la recherche en intergiciel
[Emmerich et al., 2008]
■ Reprise de concept ou code, citation, recrutement, implantation de standard
Apache Axis
Eclipse WTP
Microsoft .NET
BEA WLS
IBM WebSphere
JBoss AS
SOAP & WSDL
EJB & JTA
RMI
# 14
XML
JMS
BEA Tuxedo
IBM Encina
RMI−R−1998
BEA MQ
TIBCO TIB
DEC MQ
InformationBus−R−1992
OMG OTS−1994
Arjuna−R−1989
DEC FUSE
Network Objects−R−1993
RPC Systems
Emerald−R−1987
Recoverability−R−1988
CORBA
Orca−R−1989
ONC
ANSA
SGML−R−1986
Field−R−1987
Cedar RPC−R−1984
RPC−R−1981
GML−R−1981
Scribe−R−1981
Nested transaction−R−1980
Mesa−R−1979
Module Interconnection Language−R−1976
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Objectifs du module
# 15
■ Appréhender les problématiques de l’informatique mobile, ubiquitaire et diffuse
■ Comprendre les enjeux scientifiques et techniques des nouvelles formes de
communication entre personnes, machines, appareils mobiles et capteurs
■ Acquérir les bases des concepts des intergiciels pour l’informatique mobile,
ubiquitaire et diffuse
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Agenda du module
# 16
■ Contenu = états de l’art et exercices à partir d’articles de recherche
■ Thèmes en lien avec l’Équipe ACMES/marge du laboratoire CNRS UMR
SAMOVAR de Télécom SudParis
♦ Cours 26/09: Introduction à l’informatique mobile
Chantal Taconet
♦ Cours 03/10: Modèles et intergiciels pour l’adaptation d’applications en
environnement ubiquitaire
Chantal Taconet
♦ Cours 10/10: Cohérence de données en univers réparti
Sophie Chabridon
♦ Cours 17/10: Distributed Event-Based Systems (1/2)
Denis Conan
♦ Cours 24/10: Distributed Event-Based Systems in situation of mobility (2/2)
Denis Conan
♦ Cours 07/11: Diffusion à ordre total
Michel Simatic
♦ Cours 14/11: RFID/NFC : état de l’art
Michel Simatic
♦ Examen 28/11
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Organisation du module et mode d’évaluation
# 17
■ Organisation des travaux dirigés et du travail personnel
♦ Certains cours sont accompagnés d’exercices
▶ À hauteur d’environ 1h sur les 3h de la séance
♦ Pour le cours n
▶ Semaine n − 1, proposition d’un article de recherche présentant une solution
dans le thème du cours à venir
⋆ Vous devez lire l’article et l’étudier avant le cours de la semaine n
▶ Semaine n
⋆ État de l’art sur le thème
⋆ Exercices à partir de l’article lu pour la séance
■ Mode d’évaluation
♦ Examen = questions sur les articles
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Articles à étudier
# 18
■ M. Satyanarayanan, P. Bahl, R. Caceres, N. Davies, « The Case for VM-Based
Cloudlets in Mobile Computing », IEEE Pervasive Computing, volume 8, issue 4,
pages 14–23, 2009
■ N. Vidot, M. Cart, J. Ferrié , M. Suleiman, « Copies convergence in a distributed
real-time collaborative environment », ACM conference on Computer Supported
Cooperative Work, Philadelphia, USA, pages 171–180, 2000
■ Fiege, L. and Gärtner, F.C. and Kasten, O. and Zeidler, A., Supporting Mobility in
Content-Based Publish-Subscribe Middleware, ACM/IFIP/USENIX International
Middleware Conference, Rio de Janeiro, Brazil, June 2003, pages 103–122
■ M. Simatic, « RFID-based Distributed Memory for Mobile Applications »,
International Conference on Mobile Computing, Applications, and Services, San
Diego, California, USA, October 2009
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Informations pratiques
# 19
■ Adresses courriels
♦ Prenom.Nom @ telecom-sudparis.eu
■ Adresse Web
♦ http://www-inf.it-sudparis.eu/cours/MOPS-RM
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Références
[Emmerich et al., 2008] Emmerich, W., Aoyama, M., and Sventek, J. (2008). The Impact of
Research on the Development of Middleware Technology. ACM Transactions on Software
Engineering and Methodology, 19(4):1–49.
# 20
[ITR Manager.com, 2006] ITR Manager.com (2006). City of Paris is taking care of its trees
with RFID tags (in French). http://www.itrmanager.com/articles/59758/59758.html.
[ITU, 2005] ITU (2005). Ubiquitous Network Societies: Their Impact on the
Telecommunication Industry. http://www.itu.int/ubiquitous.
[Tennenhouse, 2000] Tennenhouse, D. (2000). Proactive computing. Communications of the
ACM, 43(5):43–50.
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