Gestion dynamique des communications dans les systèmes distribués par commutation synchrone/asynchrone

par Victor Budau

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Guy Bernard.

Soutenue en 2003

à Evry, Institut national des télécommunications .

mots clés

• Logiciels médiateurs
• Traitement réparti
• Télécommunications -- Systèmes de commutation
• Technologies de l'information et de la communication

Résumé

La capacité d'adaptation/reconfiguration face aux changements de l'environnement d'exécution représente une exigence importante des logiciels modernes. A l'âge de l'Internet, un très grand nombre d'applications réparties est confronté à un environnement communicant évolutif à cause de la mobilité, du déploiement à grande échelle ou du comportement imprévisible des utilisateurs. La programmation en général des applications réparties devenant très complexe, de nouveaux modèles de programmation ont été mis en place pour faciliter la compréhension, la conception et l'implantation de ces applications. Parmi ces modèles, les appels de procédures distantes et les structures basées sur la génération et la notification des évenements se sont imposées au fil du temps comme des solutions viables pour la programmation distribuée. L'apparition des plates-formes middleware aident à gérer la complexité, l'hétérogénéité et le besoin d'adaptabilité et de reconfiguration de ces systèmes. Toutefois ces plate-formes intergicielles font une association implicite, néanmoins naturelle, entre ces modèles de programmation et les modèles de communication (synchrone et asynchrone) qu'elles supportent : les innovations distantes sont d'habitude synchrones (disponibilité simultanée des entités communicantes ) et les applications programmés dans un paradygme basé sur des événements communiquent d'une manière asynchrone, avec des messages. Sur la base de l'orthogonalité des modèles de programmation et de de communication, un croisement hybride entre les deux types de modèles peut être utilisé dans certains cas. La combinaison des deux modèles de communication, rarement prise en compte pour des raisons de difficulté de programmation, reste un sujet de recherche ouvert. Dans cette thèse, nous proposons un mécanisme de changement dynamique (pendant l'exécution) et transparent (n'affectant pas le code applicatif) de modèle de communication entre les constituants d'un système réparti. Il est intégré dans une architecture qui ajoute un comportement adaptable, paramétrable depuis l'extérieur, à une plate-forme de communication. L'utilité du changement de type de communication dans le contexte des applications à grande échelle, mobiles ou comportant des composants avec état répliqués, ainsi que les limites de cette approche, sont étudiées. Une implantation sur une plate-forme J2EE open source est effectuée pour la validation des hypothèses de travail et pour les tests nécessaires aux comparaisons des gains de performance et de flexibilité de programmation obtenus avec ce mécanisme.

Titre traduit

Dynamic management of communication in distributed systems using synchronous/asynchronous switch

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Résumé

As the programming of the distributed applications has become very complex, new programming models were created to facilitate the comprehension, the design and the implementation ot these applications. Amongst these models, the remote procedure call and the structures based on event notification imposed themselves as successful solutions for distributed programming. The middleware platforms have greatly eased the dialog between heterogenoeous parts of the systems and the component-oriented development helps to manage the complexity, the heterogeneity and the need for adaptability and reconfiguration of these systems. However, these platforms make an implicit, yet natural, association between these programming models and the communication models (synchronous and asynchronous) they support : remote calls are synchronous (simultaneous availability of the communication entities) and applications programmed in an event-based paradigm communicate asynchronously, with messages. The use of both types of communication, rarely addressed due to its programming difficulty, remains aprolific research subject. In this thesis we propose a mechanism of chanching dynamically (during the execution) and transparently 'without changing the application code) the communication model between the components of a distributed system. This mechanism is integrated in a architecture that adds an adaptative behavior to a communication platform. The utility of changing the communication type in the context of large scale or mobile applications, as well as the limits of this approach are studied. The mechanism was implemented on a J2EE open source application server in order to validate the working hypothesis and to perform the necessary benchmarks for performance gain and flexibility of programming comparisons.