Projet : SLOOP

previous up next contents
Précédent : Langages à objets et distribution Remonter : Résultats nouveaux Suivant : Contrats industriels (nationaux, européens et


Sous-sections


   
Algorithmique et structures discrètes

   
Conception et structure de réseaux

Mots clés : Conception de réseaux, structure des réseaux, .

Problème ($ \Delta$, D)

(Cf. section 3.3.3) Dans [[28]], nous proposons une nouvelle méthode de construction de graphes orientés. Il s'agit de cycles généralisés, pour lesquels les sommets peuvent être partitionnés en niveaux de manière à ce que les sommets du niveau i soit adjacents aux sommets du niveau i + 1. Nous avons en particulier étudié le problème ($ \Delta$, D) pour ces réseaux et obtenu des constructions quasi-optimales. Ces constructions généralisent celle des graphes représentatifs de arêtes.

Graphes de Cayley

Dans [[52]], nous définissons et étudions les graphes de Cayley admettant une rotation complète. Cette symétrie particulière existe dans la plupart des topologies classiques (tores, hypercubes, star-graph) et permet d'établir de nombreuses propriétés (connectivité, existence de protocoles de communication efficaces).

Réseaux embarqués tolérants aux pannes

Le problème (voir section 4.4 pour son énoncé) a été posé par la société Alcatel Space Industries. Les résultats ont été obtenus dans le cadre du programme Télécoms du CNRS et d'un contrat avec Alcatel Space Industries de septembre 97 à août 98 qui a servi principalement à co-financer avec l'INRIA le Post-Doctorat Industriel d'Eric Darrot. Ce contrat a été reconduit en 98-99. Le problème a aussi fait l'objet du stage de David Tòth.

Nous avons quasiment résolu le problème général ; pour k $ \leq$ 4, nous avons déterminé exactement le nombre minimum de commutateurs ( $ {\frac{5p}{4}}$ pour k = 4, par exemple) et pour k = 6, 8, 10et 12, nous avons déterminé des bornes fines (ordre asymptotique et valeurs exactes pour les cas utiles en pratique). Notre approche, fondée sur la définition de notions combinatoires appropriées, est duale, puisque nous avons, d'une part, proposé des constructions effectives et, d'autre part, démontré que de meilleurs réseaux n'existent pas. À titre d'exemple, pour le satellite ASTRA 1K, nous avons proposé une version économisant 50 commutateurs sur un total de 246. Le problème, ainsi qu'un résumé des résultats, ont été présentés dans [[55]]. Le rapport de stage de D. Tóth [[63]] y est aussi consacré. Plusieurs publications vont être soumises une fois la confidentialité levée [PTa,PTb].

Nous avons aussi considéré le problème où chaque signal doit être envoyé vers un amplificateur spécifique, ce qui est possible si l'on sait réaliser toute permutation des entrées sur les sorties. Dans ce cas, nous considérons le blocage des commutateurs. Dans le cas de blocages, nous avons obtenu des résultats partiels très prometteurs [BD], qui ont donné lieu au dépôt d'un brevet (voir section 5.5). D'autres brevets doivent être déposés.

Enfin, nous avons aussi effectué des développements logiciels (Cf. 5.5) permettant de valider ces réseaux, de visualiser le routage à effectuer pour une configuration de pannes donnée, etc.

Communications mobiles

Mots clés : Communications mobiles, relais, économies d'énergie .

(Voir section 4.5)

Routage avec passage de relais pour les constellations polaires à orbite basse

Nous avons trouvé un nouveau protocole de réservation garantissant le passage de relais vers le sud. Un satellite à orbite basse ne peut prendre en charge un utilisateur que pendant une dizaine de minutes. Lorsque ce temps est écoulé, un autre satellite doit prendre le relais et trouver une nouvelle route pour la communication. Pour une constellation polaire, trois types de passage de relais peuvent intervenir :

dans le sens longitudinal,
vers le nord ou le sud, toutes les dix minutes,
vers l'ouest,
toutes les deux heures,
à travers la couture,
toutes les douze heures.
Nous avons résolu le premier problème. Nous avons par ailleurs simulé une constellation de type Iridium, et comparé les taux de rupture de communication pour un algorithme de routage simple à un modèle statistique uniforme. La cohérence des résultats nous a permis de valider la première version du simulateur d'une part, et de mieux comprendre les implications de ce type de réseau sur les communications [[62]].

Économies d'énergie sur les calculs à bord des systèmes embarqués

Nous avons étudié le parallélisme en tant que méthode d'économie d'énergie pour les terminaux mobiles ou les systèmes embarqués. Nous avons montré que les gains attendus sont considérables. Cependant, des contraintes naturelles apparaissent lors de la mise en oeuvre de cette idée à grande échelle. Nous avons proposé un modèle simple de prise en compte de ces limitations, en raisonnant soit en espace (i.e. taille totale des circuits intégrés) limité, soit en poids limité, en incluant alors le poids des sources d'énergie. Ces modèles se traduisent naturellement en de nouveaux problèmes d'optimisation. Nous avons considéré aussi les questions de tolérance aux pannes et leurs réponses dans en environnement de type satellite [[45]].

Dimensionnement de réseaux de télécommunications

Mots clés : Réseaux ATM, SDH, WDM .

(Voir section 4.6)

   
Réseaux ATM

Dans [[37],[38]], nous avons déterminé les topologies logiques optimales pour un réseau ATM devant supporter des communications uniformes. Des extensions de ce travail portant sur les relations existant entre la congestion dans une topologie logique de diamètre D et celle d'une topologie de diamètre D' sont en cours.

   
Réseaux WDM

Jusqu'à présent, nous avons surtout obtenu des résultats dans le cas statique («off-line») où l'on suppose connue à l'avance la famille I (Cf. la synthèse [[2]]) ; mais nous étudions le cas dynamique («on-line») dans le cadre d'une coopération franco-israëlienne. D'autre part, l'étude de schémas de communications irréguliers (sur des topologies simples comme les anneaux ou multi-anneaux) est en cours. Le problème de l'échange total sur le tore de dimension k a été résolu [[36],[17]]. Nous avons aussi généralisé le résultat concernant l'échange total dans les circuits et les arbres au cas des arbres de cycles [BTP]. Un groupe de travail dont l'objet est l'étude des problèmes d'optimisation posés par WDM et l'interopérabilité de la SDH et de WDM a été créé.

Architectures OTIS & OPS

Mots clés : Opto-électronique, OPS, OTIS .

(Voir section 4.7) Dans [[40]], nous avons développé un nouveau réseau d'interconnexion optique appelé stack-Kautz, pour lequel nous donnons des protocoles de contrôle, un algorithme de routage, un algorithme optimal de diffusion et des résultats de simulation. Dans [CFM], nous avons, entre autres, proposé une implantation optique des stack-Kautz utilisant l'architecture OTIS (Optical Transpose Interconnecting System) laquelle consiste en deux plans de lentilles, séparés par un espace d'interconnexion optique libre, connectant N groupes de M émetteurs optiques à Mgroupes de N récepteurs, selon une topologie de graphe biparti complet.

   
Algorithmique parallèle & distribuée

Mots clés : Modèle BSP, modèle CGM, algorithmique parallèle, communications, grappes de PC .

(Voir sections 3.3.4, 3.3.5, et 4.8)

Modèles BSP et CGM

Nous avons conçu les meilleurs algorithmes existants sur les modèles BSP et CGM pour des problèmes de graphes d'intervalles (composantes connexes, clique de poids maximum, etc.), de géométrie (construction du diagramme de Voronoï, enveloppe convexe et triangulation d'un nuage de points sur le plan, etc.) et d'imagerie (suivi de contour et calcul de l'axe médian d'images binaires) [[24],[44],[43]]. Tous ces algorithmes sont optimaux : ils prennent un temps en O(Tseq/p), avec un nombre constant de rondes de communications, où Tseq est le temps séquentiel requis pour résoudre le problème et p est le nombre de machines dans le système parallèle (grappes de PCs, architecture dédiée, etc.). Une partie de ces algorithmes a été implantée sur différentes plates-formes de calcul parallèle et des analyses expérimentales détaillées ont été réalisées.

   
Communications

Nous avons résolu le problème de la diffusion en modèle commutation de circuit dans l'hypercube [BKPS98]. Nous utilisons des techniques de flots symétriques. Dans [[20]], nous étudions le coût de l'échange total en terme de longueur des messages échangés. Dans [[19]], nous généralisons cette étude dans le cas où le coût d'envoi d'un message dépend du nombre de «bloc» dont il est constitué (la fonction de coût est alors affine par morceaux).

Dans [[27]], nous avons déterminé le coût de l'échange d'informations entre voisins sur l'hypercube. L'algorithme que nous proposons permet aussi de simuler une machine $ \Delta$-ports sur une machine 1-port.

Dans [GPPV], nous posons le problème de la diffusion d'information dans un réseau inconnu et proposons des solutions. Ce travail se poursuit par l'étude des protocoles d'attribution de noms dans un réseau inconnu.

   
Communications multi-points sur réseaux locaux de stations de travail

MPCFS(Multi-Point Communication FileSystem) [[42],[41],[14]] est un module d'extension (pilote de périphérique) pour les systèmes UNIX qui implémente un système de fichiers virtuel réparti (Cf. 5.4). Ce pilote de périphérique, qui s'exécute directement dans le noyau du système UNIX, permet la réalisation de communications multi-points grâce aux opérations classiques de manipulation de fichiers et de répertoires. D'un côté, cette intégration au noyau du système UNIX permet d'assurer la facilité et la transparence d'utilisation des mécanismes de communication, et de l'autre, elle permet d'atteindre les meilleurs niveaux de performance. Le développement d'un premier prototype de ce système de fichiers pour le système Linux, amorcé en 1997, s'est poursuivi en 1998. L'évaluation et la mise au point du prototype sont réalisées sur un petit réseau expérimental de trois machines de type PC (PentiumPro 200 MHz) reliées par un réseau Ethernet à 10 Mbit/s et un réseau Myrinet à 1 Gbit/s.

previous up next contents
Précédent : Langages à objets et distribution Remonter : Résultats nouveaux Suivant : Contrats industriels (nationaux, européens et