Environnement adaptatif d'exécution distribuée d'applications dans un contexte mobile

Frédéric Le Mouël (1)

1 IRISA - Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires

Mobile computing is a domain in great expansion. Wireless networks (GSM, satellite, etc) and Portable Information Appliances PIAs (laptops, PDAs, cellular phones, etc) are developing very rapidly. These environments present particular features: (i) due to size and weight limitations, a PIA is resources-limited, (ii) wireless networks have a low bandwidth suffering of variations and disconnections and (iii) due to the mobility, environment of a PIA always change such as when stations/resources/peripherics appear or disappear. Goal of this thesis is to propose generic method for the use of external resources by distribution techniques. So, we propose an adaptive distribution system for applications in a mobile context. We have built a generic architecture with framework and toolkit. Framework is composed of functionalities commonly used for mobile environment management. Toolkit is made up of implementations used to specialize functionalities . In our framework, we have particularly developed two functionalities. Dynamic adaptation and reaction functionality specifies an auto-adaptive entity model where designers can dynamically specialize (i) possible adaptations of the entity and (ii) an adaptation strategy, describing the behavior to adopt in case of variation of execution conditions. Resources management and applications distribution functionality specifies mobile environment features and applications needs by a resource/offers - entity/demands model. Five services are developed to implement this functionality: (i) the environment management service, (ii) the local environment management service, (iii) the detection and notification service, (iv) the distribution service and (v) the adaptations control service. These ones are made up of adaptive policies, based on entity model, which can be dynamically specialized by designers. A prototype, AeDEn, has been developed and tested with many experiments which proved that distribution in mobile environments saves resources of PIA and improve performances of applications.

L'informatique mobile est un domaine en plein essor qui profite des percées technologiques dans le domaine des ordinateurs portables et dans le domaine des réseaux de communication sans-fil. Ces environnements mobiles présentent des particularités : (i) dû à des limitations de taille et de poids, un terminal portable offre peu de ressources et celles-ci sont susceptibles de varier, (ii) les réseaux sans fil offrent une bande passante plus faible, sujette à des variations importantes et de fréquentes déconnexions dues aux interférences avec l'environnement, et (iii) l'environnement d'un terminal portable change suite à ses déplacements, avec l'accès, ou la disparition de l'accès, à un certain nombre de stations (mobiles ou non) et de périphériques (imprimantes, scanner, etc). L'objectif de cette thèse est de proposer une méthode qui généralise l'utilisation des ressources extérieures à un terminal portable au moyen de techniques de distribution prenant en compte ces critères de la mobilité. Nous proposons donc un système adaptatif de distribution des applications en environnements mobiles. Pour cela, nous avons construit une architecture générique se décomposant en un cadre de conception et une boîte à outils. Le cadre de conception comporte des fonctionnalités couramment utilisées pour la gestion des environnements mobile. La boîte à outils comporte des implantations permettant aux concepteurs d'applications de spécialiser les fonctionnalités avec un comportement défini. Dans ce cadre, nous avons plus précisément développé deux fonctionnalités. La fonctionnalité d'adaptation et de réaction dynamique définit, en particulier, un modèle d'entité auto-adaptative, dans laquelle les concepteurs peuvent dynamiquement spécialiser (i) les adaptations possibles de l'entité et (ii) la stratégie d'adaptation, correspondant aux changements de comportement à adopter en cas de variations dans les conditions d'exécution. La fonctionnalité de gestion des ressources et de distribution des applications caractérise les particularités de l'environnement mobile et les besoins des applications au sein d'un modèle d'utilisation de type offres / demandes. Cinq services mettent en oeuvre cette fonctionnalité : (i) le service de gestion de l'environnement, (ii) le service de gestion de l'environnement local, (iii) le service de détection et notification, (iv) le service de distribution et (v) le service de contrôle de la propagation des adaptations. Ceux-ci comportent des politiques adaptatives, basées sur le modèle de l'entité, qui peuvent être dynamiquement spécialisées par les concepteurs. Un prototype, AeDEn, a été développé et plusieurs expériences ont confirmé que la distribution en environnement mobile permet d'économiser les ressources des terminaux portables et d'améliorer les performances des applications.

Mots clés: environnement mobile; terminaux portables; réseaux sans-fil; approche générique; cadre de conception; boîte à outils; système adaptatif dynamique; stratégies d'adaptation; informatique répartie; système de distribution dynamique; politiques adaptatives

Domaines: Réseaux et télécommunications [cs.NI]

Frédéric Le Mouël. Environnement adaptatif d'exécution distribuée d'applications dans un contexte mobile. Réseaux et télécommunications [cs.NI]. Université Rennes 1, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00004161⟩