Contributions au rendement des protocoles de diffusion à ordre total et aux réseaux tolérants aux délais à base de RFID

Le jury sera composé de : M. Gressier-Soudan Éric, Professeur des Universités, CNAM (Directeur de thèse) ; M. Donsez Didier, Professeur, Université Grenoble 1 (Rapporteur) ; M. Quéma Vivien, Professeur, Grenoble INP / ENSIMAG (Rapporteur) ;Mme Demeure Isabelle, Professeur, Télécom ParisTech (Examinatrice, Présidente) ; M. Birman Kenneth P., Professeur, Cornell University, USA (Examinateur) ; M. Florin Gérard, Professeur des Universités, CNAM (Examinateur, Invité) ; M. Natkin Stéphane, Professeur, CNAM (Examinateur).

Dans les systèmes répartis asynchrones, l’horloge logique et le vecteur d’horloges sont deux outils fondamentaux pour gérer la communication et le partage de données entre les entités constitutives de ces systèmes. L’objectif de cette thèse est d’exploiter ces outils avec une perspective d’implantation.

Dans une première partie, nous nous concentrons sur la communication de données et contribuons au domaine de la diffusion uniforme à ordre total. Nous proposons le protocole des trains : des jetons (appelés trains) circulent en parallèle entre les processus participants répartis sur un anneau virtuel. Chaque train est équipé d’une horloge logique utilisée pour retrouver les train(s) perdu(s) en cas de défaillance de processus. Nous prouvons que le protocole des trains est un protocole de diffusion uniforme à ordre
total.

Puis, nous créons une nouvelle métrique : le rendement en termes de débit. Cette métrique nous permet de montrer que le protocole des trains a un rendement supérieur au meilleur, en termes de débit, des protocoles présentés dans la littérature. Par ailleurs, cette métrique fournit une limite théorique du débit maximum atteignable en implantant un protocole de diffusion donné. Il est ainsi possible d’évaluer la qualité d’une implantation de protocole.

Les performances en termes de débit du protocole des trains, notamment pour les messages de petites tailles, en font un candidat remarquable pour le partage de données entre coeurs d’un même processeur. De plus, sa sobriété en termes de surcoût réseau en font un candidat privilégié pour la réplication de données entre serveurs dans le cloud. Une partie de ces travaux a été implantée dans un système de contrôle-commande et de supervision déployé sur plusieurs dizaines de sites industriels.

Dans une seconde partie, nous nous concentrons sur le partage de données et contribuons au  domaine de la RFID. Nous proposons une mémoire répartie partagée basée sur des étiquettes RFID. Cette mémoire permet de s’affranchir d’un réseau informatique global. Pour ce faire, elle s’appuie sur des vecteurs d’horloges et exploite le réseau formé par les utilisateurs mobiles de l’application répartie. Ainsi, ces derniers peuvent lire le contenu d’étiquettes RFID distantes. Notre mémoire répartie partagée à base de RFID apporte une alternative aux trois architectures à base de RFID disponibles dans la littérature.

Notre mémoire répartie partagée a été implantée dans un jeu pervasif qui a été expérimenté par un millier de personnes.