La convergence de récentes avancées technologiques permet l'émergence de nouveaux environnements informatiques pervasifs, dans lesquels des terminaux en réseaux coopèrent et communiquent de manière transparente pour les utilisateurs. Ces utilisateurs demandent des fonctionalités de plus en plus avancées de la part de ces terminaux. Etant données les limites intrinsèques des terminaux mobiles, ces fonctionalités, au lieu d'être directement implémentées dans les terminaux, sont appelées à être fournies par des fournisseurs de services situés à la périphérie du réseau. Ce derniers devient alors une source illimitée de services, et non plus seulement un medium de communication. Ces services, ou applications d'overlays, sont formés de plusieurs éléments applicatifs distribués qui coopèrent et communiquent entre eux via un réseau de recouvrement dynamique particulier, une association d'overlay. La Qualité de Service (QdS) perçue par les utilisateurs d'une application d'overlay dépend de la QdS existant au niveau des chemins de communications qui forment l'association d'overlay correspondante. Cette thèse montre qu'il est possible de fournir de la QdS à une application d'overlay en utilisant des chemins Internet alternatifs, résultant de la composition de chemins distincts. De plus, cette thèse montre également qu'il est possible de découvrir, sélectionner, et composer d'une manière distribuée ces chemins élémentaires, au sein d'une communauté comprenant un nombre important d'entités paires (telles que les précédents fournisseurs de services). Les principales contributions de cette thèse sont : i) une description et une analyse des caractéristiques de QdS de ces chemins alternatifs composés, ii) une architecture originale appelée SPAD (Super-Peer based Alternate path Discovery), qui permet la découverte et la sélection de manière distribuée de ces chemins alternatifs. SPAD est un système complètement décentralisé, qui peut être facilement et incrémentalement déployé sur l' Internet actuel. Il permet aux utilisateurs situés à la périphérie du réseau de découvrir et d'utiliser directement des chemins alternatifs.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les communautés en ligne pair-a-pair (P2P), comme les communautés professionnelles (p. ex., médicales ou de recherche) deviennent de plus en plus populaires a cause de l'augmentation des besoins du partage de données. Alors que les environnements P2P offrent des caractéristiques intéressantes (p. ex., passage a l'échelle, disponibilité, dynamicité), leurs garanties en termes de protection des données sensibles sont limitées. Ils peuvent être considérés comme hostiles car les données publiées peuvent être consultées par tous les pairs (potentiellement malicieux) et utilisées pour tout (p. ex., pour le commerce illicite ou tout simplement pour des activités contre les préférences personnelles ou éthiques du propriétaire des données). Cette thèse propose un service qui permet le partage de données sensibles dans les systèmes P2P, tout en assurant leur confidentialité. La première contribution est l'analyse des techniques existant pour la confidentialité de données dans les architectures P2P. La deuxième contribution est un modèle de confidentialité, nommé PriMod, qui permet aux propriétaires de données de spécifier leurs préférences de confidentialité dans de politiques de confidentialité et d'attacher ces politiques a leurs données sensibles. La troisième contribution est le développement de PriServ, un service de confidentialité, basé sur une DHT qui met en oeuvre PriMod afin de prévenir la violation de la confidentialité de données. Entre autres, PriServ utilise de techniques de confiance pour prédire le comportement des pairs.

Dans notre thèse, nous nous intéressons à la construction d'une infrastructure Pair-à-Pair (P2P) pour la réconciliation des données des applications d'édition de texte collaborative. Cependant, cette tâche est difficile à réaliser étant donné le comportement dynamique des pairs. Au regard de l'état de l'art, le modèle des transformées opérationnelles (OT) est une approche typiquement utilisée pour la gestion de la réplication optimiste dans le contexte d'édition de texte distribuée. Toutefois, la plupart des solutions d'OT ne passent pas à l'échelle et ne sont pas adaptées aux réseaux P2P. Pour répondre à ce problème, nous proposons une nouvelle approche appelée P2P-LTR (Estampillage et Journalisation P2P pour la Réconciliation) pour la réconciliation des données à base d'OT, qui assure la cohérence à terme malgré la dynamicité et les cas de pannes. P2P-LTR offre un service de journalisation P2P et un service d'estampillage fiable et réparti fonctionnant sur un modèle de réseau à base de DHT. Dans notre approche, les mises à jour sont estampillées et stockées en P2P dans des journaux à forte disponibilité. Lors de la réconciliation, ces mises à jour sont récupérées selon un ordre total continu afin d'assurer la cohérence à terme. En outre, P2P-LTR traite les cas où les pairs peuvent rejoindre ou quitter le système pendant les opérations de mise à jour. Nous avons évalué les performances de P2P-LTR par simulation. Les résultats montrent l'efficacité et le passage à l'échelle de notre solution.

Les Systèmes multi-agents ou SMA proposent une approche originale de conception de systèmes intelligents et coopératifs. Ils se caractérisent par la distribution du contrôle global du système et par la présence d'agents autonomes évoluant dans un environnement partagé et dynamique. De plus, il existe plusieurs interdépendances entre les buts des agents, leurs capacités et les ressources qu'ils utilisent, donc afin d'éviter d'éventuels conflits, de favoriser la synergie des activités des agents et de partager les ressources de l’environnement commun, il est important que les agents coordonnent leurs actions. Nous nous sommes intéressés, dans le cadre de cette thèse, au déploiement des systèmes multi-agents sur une architecture pair à pair (Peer-to-Peer ou P2P) et ceci dans le but d’établir la communication entre ces agents et les relier entre eux. Cependant, du fait de la nature dynamique des systèmes P2P où chaque pair peut apparaître et disparaître à tout moment, des nouveaux problèmes se posent pour la coordination d’agents nécessitant des mécanismes de coordination adaptés au contexte spécifique des P2P. Pour cela, nous avons proposé une méthode de formation de groupe comme solution à ces problèmes. Nous nous sommes intéressés ensuite à l’application des systèmes multi-agents à architecture P2P au domaine d’apprentissage collaboratif en ligne où des apprenants contribuent aux apprentissages du groupe, et en retour, le groupe contribue à ceux des apprenants et c’est la cohérence du collectif qui permet d’atteindre l’objectif. Cependant, l’apprentissage collaboratif à distance implique des nouveaux rôles pour l’enseignant ainsi que pour les apprenants. Il est donc essentiel de définir ces rôles pour identifier les besoins qui en découlent pour pouvoir intégrer à l’outil informatique des fonctionnalités afin de satisfaire ces besoins. En effet, il est essentiel de fournir aux enseignants et apprenants la possibilité d’avoir des informations sur la progression de leur apprentissage ainsi que sur les niveaux de collaboration et de sociabilité de chaque apprenant et du groupe. Enfin, nous avons proposé, comme application de nos travaux, un système appelé COLYPAN (COllaborative Learning sYstem for Project mANagment) conçu pour l’apprentissage à distance et de façon collaborative de la gestion des projets. / Multi-Agents systems (MAS) propose an original approach to design intelligent and cooperative systems. They are characterized by the distribution of the overall system control and the presence of autonomous agents operating in a shared and dynamic environment. In addition, there are many interdependencies between: agents' goals, their abilities and used resources. So, in order to avoid possible conflicts, promote synergy of agents activities and share resources of the common environment, it is important that the agents coordinate their actions. We are interested, in the context of this thesis, in the deployment of multi-agents systems on Peer-to-Peer (P2P) networks in order to establish communication between these agents. However, because of the dynamic nature of P2P systems where each peer may appear and disappear at any time, new problems arise concerning the coordination of agents. Thus, coordination mechanisms adapted to the specific context of P2P are required. For that, we have proposed a group formation method to solve these problems. Then, we were interested in the usage of multi-agents systems with P2P architecture in the field of collaborative e-learning. In such applications, each learner contributes in the learning process of the group, and in return, the group contributes in the learning process of its members. The consistency of the whole group allows to achieve the goal. However, collaborative e-learning implies new roles for teachers as well as for learners. It is therefore essential to define these roles in order to identify the users needs and integrate, in the platform, the functionalities that allows us to satisfy such needs. Indeed, it is essential to provide teachers and learners with the opportunity to obtain information about the progress of their learning processes as well as the level of collaboration and sociability of each learner in the group. Finally, we have proposed, as an application of our work, a system called COLYPAN (COllaborative Learning sYstem for Project management) designed for the collaborative e-Learning project management.

Les Systèmes multi-agents ou SMA proposent une approche originale de conception de systèmes intelligents et coopératifs. Ils se caractérisent par la distribution du contrôle global du système et par la présence d'agents autonomes évoluant dans un environnement partagé et dynamique. De plus, il existe plusieurs interdépendances entre les buts des agents, leurs capacités et les ressources qu'ils utilisent, donc afin d'éviter d'éventuels conflits, de favoriser la synergie des activités des agents et de partager les ressources de l'environnement commun, il est important que les agents coordonnent leurs actions. Nous nous sommes intéressés, dans le cadre de cette thèse, au déploiement des systèmes multi-agents sur une architecture pair à pair (Peer-to-Peer ou P2P) et ceci dans le but d'établir la communication entre ces agents et les relier entre eux. Cependant, du fait de la nature dynamique des systèmes P2P où chaque pair peut apparaître et disparaître à tout moment, des nouveaux problèmes se posent pour la coordination d'agents nécessitant des mécanismes de coordination adaptés au contexte spécifique des P2P. Pour cela, nous avons proposé une méthode de formation de groupe comme solution à ces problèmes. Nous nous sommes intéressés ensuite à l'application des systèmes multi-agents à architecture P2P au domaine d'apprentissage collaboratif en ligne où des apprenants contribuent aux apprentissages du groupe, et en retour, le groupe contribue à ceux des apprenants et c'est la cohérence du collectif qui permet d'atteindre l'objectif. Cependant, l'apprentissage collaboratif à distance implique des nouveaux rôles pour l'enseignant ainsi que pour les apprenants. Il est donc essentiel de définir ces rôles pour identifier les besoins qui en découlent pour pouvoir intégrer à l'outil informatique des fonctionnalités afin de satisfaire ces besoins. En effet, il est essentiel de fournir aux enseignants et apprenants la possibilité d'avoir des informations sur la progression de leur apprentissage ainsi que sur les niveaux de collaboration et de sociabilité de chaque apprenant et du groupe. Enfin, nous avons proposé, comme application de nos travaux, un système appelé COLYPAN (COllaborative Learning sYstem for Project mANagment) conçu pour l'apprentissage à distance et de façon collaborative de la gestion des projets.

Nous proposons une nouvelle structure de données distribuée et scalable appelée LH*RSP2P conçue pour les environnements pair à pair(P2P).Les données de l'application forment un fichier d'enregistrements identifiés par les clés primaires. Les enregistrements sont dans des cases mémoires sur des pairs, adressées par le hachage distribué (LH*). Des éclatements créent dynamiquement de nouvelles cases pour accommoder les insertions. L'accès par clé à un enregistrement comporte un seul renvoi au maximum. Le scan du fichier s'effectue au maximum en deux rounds. Ces résultats sont parmi les meilleurs à l'heure actuelle. Tout fichier LH*RSP2P est également protégé contre le Churn. Le calcul de parité protège toute indisponibilité jusqu'à k cases, où k ≥ 1 est un paramètre scalable. Un nouveau type de requêtes, qualifiées de sûres, protège également contre l'accès à toute case périmée. Nous prouvons les propriétés de notre SDDS formellement par une implémentation prototype et des expérimentations. LH*RSP2P apparaît utile aux applications Big Data, sur des RamClouds tout particulièrement

Les dispositifs informatiques mobiles tels que les ordinateurs portables, assistants personnels et téléphones portables sont de plus en plus utilisés. Cependant, bien qu'ils soient utilisés dans des contextes où ils sont sujets à des endommagements, à la perte, voire au vol, peu de mécanismes permettent d'éviter la perte des données qui y sont stockées. Dans cette thèse, nous proposons un service de sauvegarde de données coopératif pour répondre à ce problème. Cette approche tire parti de communications spontanées entre de tels dispositifs, chaque dispositif stockant une partie des données des dispositifs rencontrés. Une étude analytique des gains de cette approche en termes de sûreté de fonctionnement est proposée. Nous étudions également des mécanismes de stockage réparti adaptés. Les problèmes de coopération entre individus mutuellement suspicieux sont également abordés. Enfin, nous décrivons notre mise en oeuvre du service de sauvegarde coopérative.

Le stockage des données est un point crucial du développement des applications, et plus particulièrement des applications réparties. Les problématiques liées au stockage sont multiples : assurer la pérennité des données, en assurer l'identification et l'indexation, en garantir la recherche et l'accès, et le cas échéant le rappatriement afin d'être exploité par les différents acteurs de l'application. Il faut de surcroit concevoir des méthodes permettant de garantir l'efficacité de toutes des propriétés et opérations, dans un environnement multi-hétérogène, tant au niveau des formats des données, des protocoles d'échange, des systèmes et des applications. Dans cette thèse, nous proposons GRAPP&S, une architecture multi-échelle pour le stockage et l'indexation unifiée de différents formats de données tels que les fichiers, les flux de données, les requêtes sur les bases de données mais aussi l'accès à des services distants (des web services sur un serveur ou le cloud, ou des tâches de calcul dans un cluster HPC). GRAPP&S offre et orchestre une architecture hiérarchique de routage pour accéder aux différents types de données, et permet l'interconnexion de différentes communautés (réseaux locaux) grâce aux principes des systèmes multi-échelle. Les données sont présentées de façon transparente à l'utilisateur par l'intermédiaire de proxies spécifiques à chaque type de donnée. Le routage hiérarchique de GRAPP&S permet de s'affranchir de tables de routage, et d'éviter l'utilisation de solutions d'inondation pour la recherche de données.Enfin, nous proposons d'exploiter GRAPP&S dans le cadre particulier du E-Learning. Notre solution permettra de fédérer, à moindre coût, des ressources pédagogiques réparties sur plusieurs organisme, et d'en assurer l'exploitation par des apprenants. / Data storage is a crucial point for applications development and particularly for distributed applications. There are many issues related to data storage: the insurance of sustainability, identification and indexing of the data, the warranty of searching and accessing the data, and possibly the fetching of the data for applications use. So, there is a need to design methods for ensuring effectiveness of all of these properties and operations in heterogeneous environments, both in terms of data formats, exchange protocols, and applications.In this thesis, we propose GRAPP&S (Grid APPlication & Services), a multi-scale framework for an unified storage and indexing of both data and services. Indeed, GRAPP&S was designed to support different data formats such as files, stream or database queries, but also to support the access to distant services (web services, cloud services or HPC computing services, for example). GRAPP&S coordinates an hierarchical routing architecture that allows data indexing and access, thanks to a multi-scale network of local-area communities. Transparent access is provided by a network of specialized proxies, which handle most aspects related to data location, request handling, data preprocessing or summary and also data consistence.Finally, we exploit GRAPP&S in the particular context of E-Learning. Our solution will reduce the cost of merging distributed educational resources over several organizations and ensure the exploitation of learners..

Les systèmes de recommandation (RS) et le pair-à-pair (P2) sont complémen-taires pour faciliter le partage de données à grande échelle: RS pour filtrer et person-naliser les requêtes des utilisateurs, et P2P pour construire des systèmes de partage de données décentralisés à grande échelle. Cependant, il reste beaucoup de difficultés pour construire des RS efficaces dans une infrastructure P2P. Dans cette thèse, nous considérons des communautés en ligne à grande échelle, où les utilisateurs notent les contenus qu'ils explorent et gardent dans leur espace de travail local les contenus de qualité pour leurs sujets d'intérêt. Notre objectif est de construire un P2P-RS efficace pour ce contexte. Nous exploitons les sujets d'intérêt des utilisateurs (extraits automatiquement des contenus et de leurs notes) et les don-nées sociales (amitié et confiance) afin de construire et maintenir un overlay P2P so-cial. La thèse traite de plusieurs problèmes. D'abord, nous nous concentrons sur la conception d'un P2P-RS qui passe à l'échelle, appelé P2Prec, en combinant les ap-proches de recommandation par filtrage collaboratif et par filtrage basé sur le contenu. Nous proposons alors de construire et maintenir un overlay P2P dynamique grâce à des protocoles de gossip. Nos résultats d'expérimentation montrent que P2Prec per-met d'obtenir un bon rappel avec une charge de requêtes et un trafic réseau accep-tables. Ensuite, nous considérons une infrastructure plus complexe afin de construire et maintenir un overlay P2P social, appelé F2Frec, qui exploite les relations sociales entre utilisateurs. Dans cette infrastructure, nous combinons les aspects filtrage par contenu et filtrage basé social, pour obtenir un P2P-RS qui fournit des résultats de qualité et fiables. A l'aide d'une évaluation de performances extensive, nous mon-trons que F2Frec améliore bien le rappel, ainsi que la confiance dans les résultats avec une surcharge acceptable. Enfin, nous décrivons notre prototype de P2P-RS que nous avons implémenté pour valider notre proposition basée sur P2Prec et F2Frec.