Le trafic routier englobe plusieurs facteurs, entre autres la géométrie des infrastructures routières, le comportement des conducteurs, la diversité des flux de véhicules,etc...Les situations auxquelles sont confrontés les exploitants des réseaux routiers dépendent du type de réseau dont ils ont la charge. Cette complexité du trafic en a fait un domaine de recherche d'un intérêt croissant et ce depuis les premières études qui ont donné naissance au modèle LWR au milieu des années cinquante. Afin de modéliser le trafic sur un réseau routier, deux approches, complémentaires l'une de l'autre sont nécessaires. La première est la modélisation de l'écoulement qui permet de décrire l'évolution des flux de trafic sur un tronçon de route et l'affectation qui décrit la façon dont les usagers choisissent leurs itinéraire sur un réseau. L'objet de ces travaux de thèse est d'apporter une contribution à cette amélioration de la modélisation des flux de trafic, en se concentrant dans un premier lieu sur la modélisation d'un trafic autoroutier constitué de deux classes de véhicules: des véhicules particuliers et des bus. L'étude numérique du modèle se fait en adaptant le modèle de transmission cellulaire de Daganzo. Un estimateur des densités et autre des vitesses de ce trafic mixte sur un tronçon de route ont été présentés. Des résultats de stabilité dans les différents régimes de ce trafic ont été établis. Dans un second lieu sur la modélisation d'un trafic urbain multimodal constitué de trois classes de véhicules: aux deux classes précedement citées, est intégrée une nouvelle classe de bus à haut niveau de service BHNS ou BRT, classe qui tend à se propager au milieu urbain et suburbain et qui est perçue comme solution à de nombreux problèmes liés au trafic par les exploitants de la route.Nous proposons deux modèles pour modéliser la progression du BRT sur le réseau, puis nous développons une stratégie de régulation de ce système de tranport urbain trimodal.L'objectif de la régulation est double, veiller à la fluidité du trafic en général et le respect de positions réferences pour le mode bhns.L'architecture s'appuie sur la commande des systèmes en boucle fermée et utilise la commande prédictive généralisée. Nous avons proposé un modèle hybride de trafic routier basé sur le couplage d'un modèle macroscopique générique de second ordre et d'un modèle microscopique en coordonnées Lagrangiennes. Pour la validation de la bonne transmission de l'information à travers le schéma de couplage, nous avons étudié la propagation et la remontée d'une congestion. / The traffic includes several factors, including the geometry of the road infrastructure, driver behavior, the diversity of vehicle flow, etc ... The situations faced by network operators depend on the type of road network under their charge. This complexity has made traffic a research area of growing interest ever since the first studies that gave rise to the LWR model in the mid-fifties.To model the traffic on a road network, two approaches are complementary to each other are needed. The first is the flow modeling for describing the evolution of traffic flows on a stretch of road and the assignment that describes how users choose their route on a network. The purpose of this thesis work is to contribute to the improvement of the modeling of traffic flows, focusing in primarily on the modeling of a motorway traffic consists of two classes of vehicles: passenger cars and buses. The numerical study of the model is done by adapting the cell transmission model of Daganzo. An estimator for densities and speeds of the mixed traffic on a stretch of road have been submitted. Stability results in the different regimes of trafficking have been established. In the second place on the modeling of a multimodal urban traffic consists of three classes of vehicles: for the two classes mentioned above, is part a new class of high-level bus service class BRT, that tends to spread to urban and suburban which is seen as a solution to many problems related to traffic by the operators of route. We propose two models for the BRT and we develop a control strategie of this system of urban tranport trimodal (cars, buses and BRT). The purpose of the regulation of this strategy is twofold, to ensure the flow of traffic in general and respect for the positions references for the BRT mode. The architecture is based on the control of closed loop systems and uses the generalized predictive control. We have proposed a hybrid model of traffic based on the coupling of a generic second order macroscopic model and a microscopic model in Lagrangian coordinates. To validate the correct transmission of information through the coupling scheme, we have studied the spread and the rise of a congestion.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

L'informatique s'est récemment développée autour de deux axes : l'informatique ambiante d'une part avec la multiplication des objets communicants, et l'internet des services d'autre part suite à l'essor parallèle des centres de traitement de données et d'Internet. Dans ces domaines, la disponibilité fluctuante des ressources, qui entraîne une intermittence des services fournis, représente désormais une préoccupation majeure dans la conception d'applications. La programmation orientée composants appliquée aux architectures orientées service simplifie la gestion des liaisons de service via des politiques. Néanmoins les politiques de liaison existantes suivent soit une approche statique interdisant alors toute reconfiguration d'architecture en cours d'exécution, soit une approche dynamique ne garantissant pas une stabilité minimale de l'architecture dans le cas de services intermittents. Cette thèse propose un compromis entre stabilité architecturale et dynamisme en plaçant l'interruption de service au centre des préoccupations du concepteur. La politique de liaison résultante offre ainsi une tolérance aux interruptions de service jusqu'à une certaine limite au-delà de laquelle l'architecture est reconfigurée dynamiquement. Afin de situer cette limite, notre proposition se base sur l'utilisation d'accords de niveau de service, une forme enrichie des contrats de service permettant, entre autres, l'expression de contraintes sur la disponibilité des services. L'approche a été expérimentée sur la plate-forme à services OSGi en étendant les mécanismes de gestion des liaisons du modèle à composants iPOJO, puis validée dans le contexte de l'informatique ambiante ainsi que sur le serveur d'applications JOnAS.

Dans cette thèse, nous contribuons à la gestion orientée buts d'affaires des systèmes informatiques à différents niveaux d'abstraction des politiques. D'abord, nous proposons un cadre de gestion qui lie ensemble les buts d'affaires, les accords de niveau de service (SLAs), et l'exécution des politiques. Puis, nous étudions les formalismes existants de spécification des politiques et des SLAs et proposons une spécification orientée-politiques des SLAs qui par conséquent s'adapte bien pour une approche de raffinement basée sur les politiques. La contribution principale de la thèse se relie cependant aux mécanismes d'analyse des politiques. Nous contribuons à l'analyse off-line de la validité et l'uniformité des politiques de bas niveau en ce qui concerne les buts de haut niveau et les SLAs. D'une part, nous identifions un type de test des politiques qui aide à détecter un nouveau type de comportement anormal que nous appelons boucles de politique. Ni détecter ni résoudre ce type de comportement n'est facile à faire dans le cas général. Nous montrons cependant comment il peut être fait pour l'exemple d'application étudiée. D'autre part, nous suggérons un nouveau type d'analyse, que nous appelons analyse dynamique des politiques, et qui correspond à l'investigation de la façon à influencer l'ordonnancement de l'exécution des politiques au temps d'exécution afin de réaliser une meilleure optimisation des buts d'affaires de haut niveau. En conclusion, nous identifions le besoin critique de simuler les solutions de gestion par politiques et nous présentons PS, qui est un simulateur de politiques que nous avons développé afin de permettre l'expérimentation, l'analyse, la validation, et l'optimisation des solutions de gestion par politique avant leur déploiement dans une plateforme de gestion réelle. Le paradigme de gestion orientée buts d'affaires vise à ce que les actions de configuration de bas niveau d'un système informatique soient dérivées et actionnées d'une façon qui permet d'accomplir et optimiser les buts de haut niveau initiaux du fournisseur de service. Un ensemble de conditions est nécessaire pour permettre un tel paradigme de gestion. Celles-ci incluent la capacité de spécifier les buts d'affaire de haut niveau ainsi que des Contrats de Niveau de Service (SLAs), le raffinement de ces buts et SLAs en des actions de configuration de bas niveau, aussi bien que la validation de ces actions de bas niveau contre le comportement de haut niveau indiqué. Enfin, la boucle de surveillance aide à augmenter la performance et correction des futures exécutions du système en identifiant et en remédiant à des défauts observés lors d'exécutions antérieures. La gestion par politiques a émergé comme mécanisme de préféré pour la mise en œuvre de la gestion orientée buts d'affaires vu la promesse qu'elle offre d'alléger le coût de configuration et d'entretien de systèmes automatisés complexes en fournissant un modèle de gestion qui sépare la fonctionnalité d'exécution de la logique comportementale. Bien qu'il y ait eu des efforts considérables, à la fois dans l'industrie et le milieu universitaire, sur la spécifications et l'exécution des politiques et des SLAs, il y a eu peu d'efforts sur le raffinement des buts de haut niveau en des politiques de bas niveau. En plus, il y a besoin d'étudier le comportement d'exécution des politiques et de développer des modèles et des techniques qui emmènent plus loin le raffinement orienté-politiques des buts par la considération de la dynamique du comportement des politiques au temps d'exécution et comment ceux-ci peuvent se relier à l'optimisation des buts d'affaires de haut niveau. Dans cette thèse, nous contribuons à la gestion orientée buts d'affaires des systèmes informatiques à différents niveaux d'abstraction des politiques. D'abord, nous proposons un cadre de gestion qui lie ensemble les buts d'affaires, les accords de niveau de service (SLAs), et l'exécution des politiques. Puis, nous étudions les formalismes existants de spécification des politiques et des SLAs et proposons une spécification orientée-politiques des SLAs qui par conséquent s'adapte bien pour une approche de raffinement basée sur les politiques. La contribution principale de la thèse se relie cependant aux mécanismes d'analyse des politiques. Nous contribuons à l'analyse off-line de la validité et l'uniformité des politiques de bas niveau en ce qui concerne les buts de haut niveau et les SLAs. D'une part, nous identifions un type de test des politiques qui aide à détecter un nouveau type de comportement anormal que nous appelons boucles de politique. Ni détecter ni résoudre ce type de comportement n'est facile à faire dans le cas général. Nous montrons cependant comment il peut être fait pour l'exemple d'application étudiée. D'autre part, nous suggérons un nouveau type d'analyse, que nous appelons analyse dynamique des politiques, et qui correspond à l'investigation de la façon à influencer l'ordonnancement de l'exécution des politiques au temps d'exécution afin de réaliser une meilleure optimisation des buts d'affaires de haut niveau. En conclusion, nous identifions le besoin critique de simuler les solutions de gestion par politiques et nous présentons PS, qui est un simulateur de politiques que nous avons développé afin de permettre l'expérimentation, l'analyse, la validation, et l'optimisation des solutions de gestion par politique avant leur déploiement dans une plateforme de gestion réelle.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L’objectif de la thèse est d’étudier la gestion de bout en bout des architectures à la SDN, et comment nos briques OSS (Operation Support System) doivent évoluer: cela implique d’étudier les processus métier associés, leurs implémentations ainsi que l’outillage nécessaire. Les objectifs de la thèse sont donc de répondre aux verrous suivants:1. Identifier les changements impliqués par l’émergence de ces réseaux programmables sur les architectures de gestions en termes d’exigences ou "requirements". L’étude peut être focalisée sur un type de réseau, mobile par exemple. 2. Identifier l’évolution à apporter aux interfaces de gestions actuelles: quelles alternatives aux FCAPS (fault, configuration, accounting, performance, and security) ? Quels changements à apporter aux couches de gestions allant du gestionnaire d’équipement ou "Element Management System" jusqu’au OSS ? / The main goal of the PhD activities is to define and develop architecture and mechanisms to ensure consistency and continuity of the operations and behaviors in mixed physical/virtual environments, characterized by a high level of dynamicity, elasticity and heterogeneity by applying a cognitive approach to the architecture where applicable. The target is then to avoid the "build it first, manage it later" paradigm. The research questions targeted by the PhD are the following: 1. Identify the changes on Network Operation Support Systems implementation when using SDN as a design approach for future networks. The study could be restricted to mobile networks for example, or sub-part of it (CORE networks, RAN, data centers, etc); 2.Identify the needed evolution at the management interfaces level: a. Shall we need alternative to the well-known FCAPS and do we still need the element management system? b. What will change to provision an SDN based service? c. How to ensure resiliency of SDN based networks?

L’informatique en nuage révolutionne complètement la façon de gérer les ressources. Grâce à l’élasticité, les ressources peuvent être provisionnées en quelques minutes pour satisfaire un niveau de qualité de service (QdS) formalisé par un accord de niveau de service (SLA) entre les différents acteurs du nuage. Le principal défi des fournisseurs de services est de maintenir la satisfaction de leurs consommateurs tout en minimisant le coût de ces services. Du point de vue SaaS, ce défi peut être résolu d’une manière ad-hoc par l’allocation/-libération des ressources selon un ensemble de règles prédéfinies avec Amazon Auto Scaling par exemple. Cependant, implémenter finement ces règles d’élasticité n’est pas une tâche triviale. D’une part, la difficulté de profiler la performance d’un service compromet la précision de la planification des ressources. D’autre part, plusieurs paramètres doivent être pris en compte, tels que la multiplication des types de ressources, le temps non-négligeable d’initialisation de ressource et le modèle de facturation IaaS. Cette thèse propose une solution complète pour la gestion des contrats de service du nuage. Nous introduisons CSLA (Cloud ServiceLevel Agreement), un langage dédié à la définition de contrat de service en nuage. Il adresse finement les violations SLA via la dégradation fonctionnelle/QdS et des modèles de pénalité avancés. Nous proposons, ensuite, HybridScale un framework de dimensionnement automatique dirigé par les SLA. Il implémente l’élasticité de façon hybride : gestion réactive-proactive, dimensionnement vertical horizontal et multi-couches (application-infrastructure). Notre solution est validée expérimentalement sur Amazon EC2. / Cloud computing promises to completely revolutionize the way to manage resources. Thanks to elasticity, resources can be provisioning within minutes to satisfy a required level of Quality of Service(QoS) formalized by Service Level Agreements (SLAs) between different Cloud actors. The main challenge of service providers is to maintain its consumer’s satisfaction while minimizing the service costs due to resources fees. For example, from the SaaS point of view, this challenge can be achieved in ad-hoc manner by allocating/releasing resources based on a set of predefined rules as Amazon Auto Scaling implements it. However, doing it right –in a way that maintains end-users satisfaction while optimizing service cost– is not a trivial task. First, because of the difficulty to profile service performance,the accuracy of capacity planning may be compromised. Second, several parameters should be taken into account such as multiple resource types, non-ignorable resource initiation time and IaaS billing model. For that purpose, we propose a complete solution for Cloud Service Level Management. We first introduce CSLA (Cloud Service LevelAgreement), a specific language to describe SLA for Cloud services. It finely expresses SLA violations via functionality/QoS degradationand an advanced penalty model. Then, we propose HybridScale, an auto-scaling framework driven by SLA. It implements the Cloud elasticity in a triple hybrid way : reactive-proactive management, vertical horizontal scaling at cross-layer (application-infrastructure). Our solution is experimentally validated on Amazon EC2.

L'informatique en nuage révolutionne complètement la façon de gérer les ressources. Grâce à l'élasticité, les ressources peuvent être provisionnées en quelques minutes pour satisfaire un niveau de qualité de service (QdS) formalisé par un accord de niveau de service (SLA) entre les différents acteurs du nuage. Le principal défi des fournisseurs de services est de maintenir la satisfaction de leurs consommateurs tout en minimisant le coût de ces services. Du point de vue SaaS, ce défi peut être résolu d'une manière ad-hoc par l'allocation/-libération des ressources selon un ensemble de règles prédéfinies avec Amazon Auto Scaling par exemple. Cependant, implémenter finement ces règles d'élasticité n'est pas une tâche triviale. D'une part, la difficulté de profiler la performance d'un service compromet la précision de la planification des ressources. D'autre part, plusieurs paramètres doivent être pris en compte, tels que la multiplication des types de ressources, le temps non-négligeable d'initialisation de ressource et le modèle de facturation IaaS. Cette thèse propose une solution complète pour la gestion des contrats de service du nuage. Nous introduisons CSLA (Cloud ServiceLevel Agreement), un langage dédié à la définition de contrat de service en nuage. Il adresse finement les violations SLA via la dégradation fonctionnelle/QdS et des modèles de pénalité avancés. Nous proposons, ensuite, HybridScale un framework de dimensionnement automatique dirigé par les SLA. Il implémente l'élasticité de façon hybride : gestion réactive-proactive, dimensionnement vertical horizontalet multi-couches (application-infrastructure). Notre solution est validée expérimentalement sur Amazon EC2.

Les services numériques sont utilisés pour concevoir des applications reparties en abstrayant des logiciels et ressources virtuelles. La relation entre les services est définie par des accords au niveau de service (SLA) qui décrivent la qualité de service (QoS). Dans ce contexte, le défi est de gérer l'exécution des services en respectant la QoS. En premier lieu, ces services s'exécutent sur des environnements dynamiques et distribués. Ensuite, des buts de haut-niveau tels que la QoS et le prix de service doivent être traduits afin de configurer le système. Cette thèse propose une solution autonome pour gérer l'exécution des services sur des infrastructures distribuées. Plus précisément, l'exécution des services vise à garantir la QoS ainsi que l'augmentation du gain du fournisseur. Cette thèse décrit la conception et la mise en oeuvre du canevas Qu4DS qui supporte le cycle de vie des SLA. De plus, Qu4DS offre un support de haut-niveau pour des développeurs de services. Les résultats expérimentaux sur la grille Grid'5000 valident la contribution de cette thèse.

Le Cloud Computing est en plein essor, grace a ses divers avantages, telsl'elasticite, le cout, ou encore son importante exibilite dans le developpementd'applications. Il demeure cependant des problemes en suspens, lies auxperformances, a la disponibilite, la fiabilite, ou encore la securite. De nombreusesetudes se focalisent sur la fiabilite et les performance dans les servicesdu Cloud, qui sont les points critiques pour le client. On retrouve parmicelles-ci plusieurs themes emergents, allant de l'ordonnancement de tachesau placement de donnees et leur replication, en passant par la tolerance auxfautes adaptative ou a la demande, et l'elaboration de nouveaux modeles defautes.Les outils actuels evaluant la fiabilite des services du Cloud se basent surdes parametres simplifies. Ils ne permettent pas d'analyser les performancesou de comparer l'efficacite des solutions proposees. Cette these aborde precisement ce probleme en proposant un modele d'environnement complet detest destine a evaluer la fiabilite et les performances des services de CloudComputing. La creation d'outils de tests destines a l'evaluation de la fiabiliteet des performances des services du Cloud pose de nombreux defis, en raisonde la grande quantite et de la complexite des donnees traitees par ce genrede services. Les trois principaux modeles de Cloud Computing sont respectivement:Infrastructure en tant que Service (IaaS), Plate-forme en tant queService (PaaS) et Logiciel en tant que Service (SaaS).Dans le cadre de cettethese, nous nous concentrons sur le modele PaaS. Il permet aux systemesd'exploitation ou aux intergiciels d'etre accessibles via une connexion internet.Nous introduisons une architecture de test generique, qui sera utiliseepar la suite lors de la creation d'outils de tests, destines a l'evaluation de lafiabilite et de la performance. / Cloud computing models are attractive because of various benefits such asscalability, cost and exibility to develop new software applications. However,availability, reliability, performance and security challenges are still not fullyaddressed. Dependability is an important issue for the customers of cloudcomputing who want to have guarantees in terms of reliability and availability.Many studies investigated the dependability and performance of cloud services,ranging from job scheduling to data placement and replication, adaptiveand on-demand fault-tolerance to new fault-tolerance models. However, thead-hoc and overly simplified settings used to evaluate most cloud service fault toleranceand performance improvement solutions pose significant challengesto the analysis and comparison of the effectiveness of these solutions.This thesis precisely addresses this problem and presents a benchmarkingapproach for evaluating the dependability and performance of cloud services.Designing of dependability and performance benchmarks for a cloud serviceis a particular challenge because of high complexity and the large amount ofdata processed by such service. Infrastructure as a Service (IaaS), Platform asa Service (PaaS) and Software as a Service (SaaS) are the three well definedmodels of cloud computing. In this thesis, we will focus on the PaaS modelof cloud computing. PaaS model enables operating systems and middlewareservices to be delivered from a managed source over a network. We introduce ageneric benchmarking architecture which is further used to build dependabilityand performance benchmarks for PaaS model of cloud services.