Répartition et Mobilité Présentation du module

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1 Répartition et Mobilité Présentation du module Chantal Taconet /Denis Conan Master Recherche MOPS Module RM Télécom SudParis, CNRS UMR SAMOVAR Septembre 2014

2 Contents Répartition et Mobilité Présentation du module Chantal Taconet /Denis Conan,, Télécom SudParis, CNRS UMR SAMOVAR, Master Recherche MOPS Module RM Septembre 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 Télécom SudParis, CNRS UMR SAMOVAR Chantal Taconet /Denis Conan Septembre 2014 MOPS/RM 2

3 Présentation de l équipe SAMOVAR/ACMES/MARGE # 2 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) 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 Télécom SudParis, CNRS UMR SAMOVAR Chantal Taconet /Denis Conan Septembre 2014 MOPS/RM 3

4 Utilisateurs mobiles, informatique ubiquitaire, intelligence ambiante Intelligence ambiante & Internet des objets # 4 Intelligence ambiante Mobilité Ubiquité Carte à puces 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 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 Télécom SudParis, CNRS UMR SAMOVAR Chantal Taconet /Denis Conan Septembre 2014 MOPS/RM 4

5 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 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? Télécom SudParis, CNRS UMR SAMOVAR Chantal Taconet /Denis Conan Septembre 2014 MOPS/RM 5

6 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...) 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) # 9 Télécom SudParis, CNRS UMR SAMOVAR Chantal Taconet /Denis Conan Septembre 2014 MOPS/RM 6

7 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 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 Télécom SudParis, CNRS UMR SAMOVAR Chantal Taconet /Denis Conan Septembre 2014 MOPS/RM 7

8 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 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 ;... Télécom SudParis, CNRS UMR SAMOVAR Chantal Taconet /Denis Conan Septembre 2014 MOPS/RM 8

9 Note historique sur l impact de la recherche en intergiciel [Emmerich et al., 2008] Reprise de concept ou code, citation, recrutement, implantation de standard BEA WLS IBM WebSphere JBoss AS Apache Axis Eclipse WTP Microsoft.NET SOAP & WSDL # 14 BEA Tuxedo IBM Encina EJB & JTA JMS RMI RMI R 1998 XML Arjuna R 1989 Recoverability R 1988 OMG OTS 1994 BEA MQ TIBCO TIB Network Objects R 1993 DEC MQ InformationBus R 1992 RPC Systems CORBA DEC FUSE Orca R 1989 Emerald R 1987 ONC ANSA Field R 1987 Cedar RPC R 1984 SGML R 1986 GML R 1981 Nested transaction R 1980 RPC R 1981 Mesa R 1979 Scribe R 1981 Module Interconnection Language R 1976 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 Télécom SudParis, CNRS UMR SAMOVAR Chantal Taconet /Denis Conan Septembre 2014 MOPS/RM 9

10 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 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 Télécom SudParis, CNRS UMR SAMOVAR Chantal Taconet /Denis Conan Septembre 2014 MOPS/RM 10

11 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 , 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 M. Simatic, «RFID-based Distributed Memory for Mobile Applications», International Conference on Mobile Computing, Applications, and Services, San Diego, California, USA, October 2009 Informations pratiques # 19 Adresses courriels telecom-sudparis.eu Adresse Web Télécom SudParis, CNRS UMR SAMOVAR Chantal Taconet /Denis Conan Septembre 2014 MOPS/RM 11

12 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). [ITU, 2005] ITU (2005). Ubiquitous Network Societies: Their Impact on the Telecommunication Industry. [Tennenhouse, 2000] Tennenhouse, D. (2000). Proactive computing. Communications of the ACM, 43(5): Télécom SudParis, CNRS UMR SAMOVAR Chantal Taconet /Denis Conan Septembre 2014 MOPS/RM 12