L'objectif de ce travail est d'étudier l'exploitation des réseaux haute performance des grappes dans le cadre du stockage distribué. Les applications parallèles s'exécutant sur les grappes nécessitent à la fois des communications performantes entre les différents noeuds et des accès efficaces au système de stockage. Les travaux menés sur les technologies réseau ont abouti à la conception d'architectures dédiées aux grappes qui permettent des communications très rapides entre les noeuds. Les travaux visant à obtenir un stockage distribué efficace dans les grappes se sont pour leur part principalement focalisés sur des mécanismes de parallélisation pour augmenter la charge de travail supportée par le (ou les) serveur. Nous proposons dans ce travail d'améliorer les performances du stockage distribué dans les grappes en utilisant au mieux le réseau haute performance sous-jacent pour accéder au stockage distant. La question générale que nous soulevons est : est-ce que les réseaux rapides des grappes sont adaptés à un accès transparent, efficace et performant au stockage distant ? Nous montrons que les besoins du stockage sont très différents de ceux du calcul parallèle. Les réseaux des grappes ont été conçus pour optimiser les communications entre les différents noeuds d'une application parallèle. Nous étudions leur utilisation dans le cadre, très différent, du stockage dans les grappes, qui s'appuie généralement sur un modèle client/serveur d'accès aux fichiers distants (par exemple NFS, PVFS ou Lustre). Une étude expérimentale reposant sur l'utilisation de GM, l'interface de programmation du réseau rapide Myrinet, dans le contexte du stockage distribué révèle différents freins. Tout d'abord, l'utilisation mémoire particulière dans les couches système d'accès au stockage s'intègre difficilement dans l'habituelle gestion mémoire des réseaux rapides. Ensuite, les modèles client-serveur utilisés dans le stockage distribué présentent des besoins spécifiques pour la gestion des messages et des événements réseau, besoins non couverts par les interfaces actuelles. Nous proposons différentes solutions pour résoudre, au niveau du système de fichiers les problèmes liés au contrôle du réseau mais montrons qu'il est nécessaire de modifier l'interface de programmation réseau et le système d'explotation pour venir à bout des difficultés liées au transfert de données. Nous détaillons des propositions à mettre en oeuvre dans les interfaces de programmation du réseau pour faciliter leur utilisation dans le cadre du stockage. L'intégration dans une nouvelle interface de programmation, Myrinet/MX, d'une gestion souple des transferts de données est présentée. Les premiers résultats montrent que son utilisation dans le cadre du stockage distribué, mais aussi dans d'autres applications, se révèle aisée et efficace.

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Au cours des dernières décennies, les fournisseurs de services (SP) ont eu à gérer plusieurs générations de technologies redéfinissant les réseaux et nécessitant de nouveaux modèles économiques. Cette évolution continue du réseau offre au SP l'opportunité d'innover en matière de nouveaux services tout en réduisant les coûts et en limitant sa dépendance auprès des équipementiers. L'émergence récente du paradigme de la virtualisation modifie profondément les méthodes de gestion des services réseau. Ces derniers évoluent vers l'intégration d'une capacité « à la demande » dont la particularité consiste à permettre aux clients du SP de pouvoir les déployer et les gérer de manière autonome et optimale. Pour offrir une telle souplesse de fonctionnement, le SP doit pouvoir s'appuyer sur une plateforme de gestion permettant un contrôle dynamique et programmable du réseau. Nous montrons dans cette thèse qu'une telle plate-forme peut être fournie grâce à la technologie SDN (Software-Defined Networking). Nous proposons dans un premier temps une caractérisation de la classe de services réseau à la demande. Les contraintes de gestion les plus faibles que ces services doivent satisfaire sont identifiées et intégrées à un modèle abstrait de leur cycle de vie. Celui-ci détermine deux vues faiblement couplées, l'une spécifique au client et l'autre au SP. Ce cycle de vie est complété par un modèle de données qui en précise chacune des étapes. L'architecture SDN ne prend pas en charge toutes les étapes du cycle de vie précédent. Nous introduisons un Framework original qui encapsule le contrôleur SDN, et permet la gestion de toutes les étapes du cycle de vie. Ce Framework est organisé autour d'un orchestrateur de services et d'un orchestrateur de ressources communiquant via une interface interne. L'exemple du VPN MPLS sert de fil conducteur pour illustrer notre approche. Un PoC basé sur le contrôleur OpenDaylight ciblant les parties principales du Framework est proposé.Nous proposons de valoriser notre Framework en introduisant un modèle original de contrôle appelé BYOC (Bring Your Own Control) qui formalise, selon différentes modalités, la capacité d'externaliser un service à la demande par la délégation d'une partie de son contrôle à un tiers externe. Un service externalisé à la demande est structurée en une partie client et une partie SP. Cette dernière expose à la partie client des API qui permettent de demander l'exécution des actions induites par les différentes étapes du cycle de vie. Nous illustrons notre approche par l'ouverture d'une API BYOC sécurisée basée sur XMPP. La nature asynchrone de ce protocole ainsi que ses fonctions de sécurité natives facilitent l'externalisation du contrôle dans un environnement SDN multi-tenant. Nous illustrons la faisabilité de notre approche par l¿exemple du service IPS (système de prévention d'intrusion) décliné en BYOC. / Over the past decades, Service Providers (SPs) have been crossed through several generations of technologies redefining networks and requiring new business models. The ongoing network transformation brings the opportunity for service innovation while reducing costs and mitigating the locking of suppliers. Digitalization and recent virtualization are changing the service management methods, traditional network services are shifting towards new on-demand network services. These ones allow customers to deploy and manage their services independently and optimally through a well-defined interface opened to the SP¿s platform. To offer this freedom to its customers, the SP must be able to rely on a dynamic and programmable network control platform. We argue in this thesis that this platform can be provided by Software-Defined Networking (SDN) technology.We first characterize the perimeter of this class of new services. We identify the weakest management constraints that such services should meet and we integrate them in an abstract model structuring their lifecycle. This one involves two loosely coupled views, one specific to the customer and the other one to the SP. This double-sided service lifecycle is finally refined with a data model completing each of its steps.The SDN architecture does not support all stages of the previous lifecycle. We extend it through an original Framework allowing the management of all the steps identified in the lifecycle. This Framework is organized around a service orchestrator and a resource orchestrator communicating via an internal interface. Its implementation requires an encapsulation of the SDN controller. The example of the MPLS VPN serves as a guideline to illustrate our approach. A PoC based on the OpenDaylight controller targeting the main parts of the Framework is proposed. We propose to value our Framework by introducing a new and original control model called BYOC (Bring Your Own Control) which formalizes, according to various modalities, the capability of outsourcing an on-demand service by the delegation of part of its control to an external third party. An outsourced on-demand service is divided into a customer part and an SP one. The latter exposes to the former APIs which allow requesting the execution of the actions involved in the different steps of the lifecycle. We present an XMPP-based Northbound Interface (NBI) allowing opening up a secured BYOC-enabled API. The asynchronous nature of this protocol together with its integrated security functions, eases the outsourcing of control into a multi-tenant SDN framework. We illustrate the feasibility of our approach through a BYOC-based Intrusion Prevention System (IPS) service example.

Le point de départ de cette thèse a pour origine les difficultés constatées dans la communauté EIAH pour concevoir des applications éducatives exploitant des informations géographiques. A terme, il s'agit de proposer une nouvelle plateforme susceptible de rendre possible et opérationnel la conception d'applications Web géographiques portées par des utilisateurs non-informaticiens de façon autonome. La proposition scientifique est basée sur un processus de conception piloté par les contenus et par les interactions. Il est opérationnalisé dans une plateforme nommée WINDMash offrant aux concepteurs un environnement visuel de spécification et d'évaluation des interactions. Nous proposons un modèle unifié sous-jacent de description des applications Web géographiques comportant trois facettes qui permettent de représenter les contenus géographiques manipulés, de les afficher sur une interface graphique et de décrire le comportement de l’application (scénario d’interaction) à l'aide d'un langage visuel dont le formalisme graphique est inspiré du diagramme de séquence UML. En utilisant des techniques d'Ingénierie Dirigée par les Modèles, la plateforme WINDMash permet de générer automatiquement le code de l'application finale sur la base des instances de trois facettes du modèle unifié. La plateforme WINDMash utilise pour cela l’API WIND (Web INteraction Design) que nous avons programmée. Les concepteurs peuvent ainsi prototyper rapidement des applications Web géographiques correspondant à leurs besoins. / The starting point of this thesis is to deal with the difficulties encountered in the TEL community for designing educational applications exploiting geographic information. Ultimately, it is to provide a new framework allowing for the operational design of geographic Web applications for experts in the domain (and particularly for teachers). The scientific proposal is based on a design process driven by contents and interaction. It is operationalized on a framework called WINDMash offering designers a visual environment for simply specifying and immediately evaluating interactions. The unified model for describing geographic Web applications has three parts: one for representing geographic contents, one for displaying them on a graphical user interface (GUI) and one for describing the behaviour of the application using a visual language whose graphical formalism is based on the UML diagram sequence. Using Model-Driven Engineering (MDE) techniques, the WINDMash framework can automatically generate the code of the final application based on the instances of three parts of the unified model. The WINDMash framework used for this the WIND API (Web INteraction Design) that we programmed. Designers can thus rapidly prototype geographic Web applications corresponding to their needs.

Le point de départ de cette thèse a pour origine les difficultés constatées dans la communauté EIAH pour concevoir des applications éducatives exploitant des informations géographiques. A terme, il s'agit de proposer une nouvelle plateforme susceptible de rendre possible et opérationnel la conception d'applications Web géographiques portées par des utilisateurs non-informaticiens de façon autonome. La proposition scientifique est basée sur un processus de conception piloté par les contenus et par les interactions. Il est opérationnalisé dans une plateforme nommée WINDMash offrant aux concepteurs un environnement visuel de spécification et d'évaluation des interactions. Nous proposons un modèle unifié sous-jacent de description des applications Web géographiques comportant trois facettes qui permettent de représenter les contenus géographiques manipulés, de les afficher sur une interface graphique et de décrire le comportement de l'application (scénario d'interaction) à l'aide d'un langage visuel dont le formalisme graphique est inspiré du diagramme de séquence UML. En utilisant des techniques d'Ingénierie Dirigée par les Modèles, la plateforme WINDMash permet de générer automatiquement le code de l'application finale sur la base des instances de trois facettes du modèle unifié. La plateforme WINDMash utilise pour cela l'API WIND (Web INteraction Design) que nous avons programmée. Les concepteurs peuvent ainsi prototyper rapidement des applications Web géographiques correspondant à leurs besoins.