Groupe de recherche SYSCOM

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Andrée Denis
il y a 6 ans
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1 Groupe de recherche SYSCOM SYStèmes COMmunicants M. Krajecki CReSTIC - EA3804 Université de Reims Champagne-Ardenne M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 1 / 28

2 Thème 1 SYSCOM en quelques mots 2 Algorithmique distribuée 3 Algorithmique parallèle et optimisation combinatoire 4 Grilles de calcul M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 2 / 28

3 SYSCOM en quelques mots SYSCOM développe des recherches centrés sur : 1 les communications numériques 2 les systèmes distribués et parallèles SYSCOM est organisé en deux équipes : 1 Equipe Algorithmique distribuée et parallélisme 2 Equipe Décision et Communication 12 enseignants-chercheurs, 7 doctorants et post-doctorants Direction de l équipe : Alain Bui et Guillaume Gelle M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 3 / 28

4 Equipe Algorithmique distribuée et parallélisme 3 axes de recherche développés : 1 Algorithmique distribuée 2 Optimisation Combinatoire et Parallélisme 3 Grilles de Calculs M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 4 / 28

5 Equipe Décision et Communication 4 axes de recherche développés : 1 Traitement du Signal et Décision 2 Information et codage 3 Communications Numériques 4 Caractérisation Electronique des systèmes de communications M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 5 / 28

6 Activités de recherche 1 SYSCOM en quelques mots 2 Algorithmique distribuée 3 Algorithmique parallèle et optimisation combinatoire 4 Grilles de calcul M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 6 / 28

7 Thème 1 SYSCOM en quelques mots 2 Algorithmique distribuée 3 Algorithmique parallèle et optimisation combinatoire 4 Grilles de calcul M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 7 / 28

8 Algorithmique distribuée : cadre de travail Concevoir des méthodes de gestion totalement distribuées informations locales pas de connaissance globale (topologie, service...) code uniforme pas de serveur ni centralisateur... réseaux dynamiques ajout / suppression de site, modification de la topologie... gérer les fautes qui affectent un réseau corruption locale, corruption de messages... M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 8 / 28

9 Outil Marches aléatoires déplacement aléatoire d un message dans un système étude théorique simulation et application Trois propriétés élémentaires Intérêts couverture tous les sites sont visités en un temps fini percussion tout site est atteint depuis un autre site en un temps fini rencontre deux marches se rencontrent en un même site en un temps fini diffusion et collecte d informations sur un réseau dynamique M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 9 / 28

10 Gestion des fautes : tolérance aux fautes Approche robustesse capacité à respecter en permanence une spécification légale principalement des résultats d impossibilité auto-stabilisation [Dijkstra74] capacité à gérer sans intervention extérieure les fautes transitoires faute convergence clôture M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 10 / 28

11 Champs d application Environnements dynamiques structures physiques dynamiques filaires sans fil (infrastructure et ad hoc) structures logiques dynamiques modification de la localisation des ressources communautés de calcul M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 11 / 28

12 Algorithmes et solutions Outils conçus & étudiés déplacement aléatoires auto-stabilisant dans un réseau méthodes d évaluation de cohérence des états locaux... Algorithmes développés extension de l exclusion mutuelle : la k-exclusion mutuelle maintenance d arbre sur un réseau ad hoc découverte de ressources, routage dans un réseau dynamique maintenance de structure pour le calcul distribué... M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 12 / 28

13 Travaux en cours et perspectives multi-marches aléatoires globales performances stratégies de collecte stratégies d échange d informations multi-marches aléatoires hiérarchiques performances sur structures fixées construction et maintenance de régions M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 13 / 28

14 Thème 1 SYSCOM en quelques mots 2 Algorithmique distribuée 3 Algorithmique parallèle et optimisation combinatoire 4 Grilles de calcul M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 14 / 28

15 Algorithmique parallèle et optimisation combinatoire Proposer et étudier des outils pour le parallélisme : réduire les temps de développement transparent pour l utilisateur (si possible) garantissant de bonnes performances Algorithmique parallèle en mémoire partagée Optimisation combinatoire et parallélisme Le centre de calcul régional ROMEO2 M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 15 / 28

16 Résolution parallèle de CSP Valeurs Variables X1 X2 X3 X4 C 3 C1 X 1 X 2 C2 C4 X 4 X 3 C6 C5 M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 16 / 28

17 Deux approches de résolution Partage de l arbre de recherche : V 1 V2 V3 Processeur 1 Processeur 2 Processeur 3 Décomposition de domaine : Mémoire partagée Processeur 1 Processeur 2 Processeur 3 M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 17 / 28

18 Les Métaheuristiques Les méthodes complètes sont rarement adaptées aux problèmes industriels Les métaheuristiques sont une alternative intéressante : le recuit simulé les algorithmes évolutionnaires la recherche avec tabous les colonies de fourmis Elles sont intrinsèquement parallèles M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 18 / 28

19 Ant System (Dorigo et al.) Problème du voyageur de commerce Les fourmis construisent un trajet complet (T k (t)) Elles déposent une trace (intensité de la phéromone ou de la piste) sur l arête ij (τ k ij ) Plus l arête est empruntée, plus la trace est forte Plus la trace est forte, plus l arête a de chance d être empruntée par une fourmi Définit un mécanisme d apprentissage centralisé M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 19 / 28

20 Organisation mémoire Contexte mémoire partagée thread 0 thread 1 thread 2 thread n lecture seule lecture/écriture Cas favorable mémoire partagée thread 0 thread Pages partagées rechargements intempestifs mémoire partagée thread 0 découpage en pages zones franches (mémoire inutilisée) M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 20 / 28

21 Perspectives Parallélisme allocation mémoire OpenMP bibliothèque intégration compilateur collaboration constructeur Hybridation des modèles de parallélisme mémoire partagée échange de messages P2P ; grille Optimisation combinatoire borne : valeur initiale valeur sous-optimale méthode approchée hybridation de la recherche méthode exacte méthode approchée M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 21 / 28

disques Les serveurs de l équipe 4 serveurs bi-opteron dual core, 2Go de mémoire

22 Les moyens de calculs à disposition Le centre de calcul régional ROMEO2 600 Gflops de puissance, 96 coeurs de processeurs Plus de 300Go de mémoire vive et 2To de disques Les serveurs de l équipe 4 serveurs bi-opteron dual core, 2Go de mémoire vive 4 stations Athlon 64 Dual core M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 22 / 28

23 Thème 1 SYSCOM en quelques mots 2 Algorithmique distribuée 3 Algorithmique parallèle et optimisation combinatoire 4 Grilles de calcul M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 23 / 28

24 Grilles de calcul Objectifs partage volontaire de ressources matérielles et logicielles organisation et gestion des ressources Architectures classiques centralisé : client / serveur hiérarchisé Architecture étudiée et développée totalement distribuée exploitation des méthodes issues de l algorithmique distribuée M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 24 / 28

25 Computation Over a Network for FIIT Objectifs gestion totalement distribuée architecture d une grille d une exécution Caractéristiques indépendant de la plate-forme (système, matériel, architecture) exécution en environnement utilisateur dynamique CONFIIT Java Multi-threadé XML-RPC M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 25 / 28

26 Expérimentations Problème de langford combien de solutions pour un nombre fixé de couleurs? plus grandes instances résolues : L(2,19) résolue en 2,5 ans en 1999 L(2,20) résolue en une semaine en 2002 Défi de calcul L(2,23) = PC, 1 Mac, 1 bi-xeon, SunFire (24) : 100 h. de calcul (300 j.) L(2,24) = PC, bi-xeon, SunFire (8) : 94 j. de calcul (876 j.) M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 26 / 28

27 Définition d un modèle pour les grilles Pourquoi un modèle? prise en compte des spécificités du réseau modélisation des composants élémentaires Objectifs étude des performances diriger la conception de nouvelles architectures plonger les intergiciels existants définir des inter-actions entre les intergiciels M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 27 / 28

28 Travaux en cours et perspectives CONFIIT exécutions sécurisées intégration d applications dans CONFIIT projet GNP (CONSAT) Modélisation et nouvelles stratégies de structuration nouvelles stratégies de structuration (marches aléatoires) hiérarchisation dynamique totalement distribuée des grilles de calcul intégration de protocoles industriels et d autres intergiciels M. Krajecki (URCA) Groupe de recherche SYSCOM 28 / 28

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