La progression des applications coopératives est confrontée, de façon inhérente, à la latence des moyens de communication. Lorsque celle-ci devient importante, les modèles de cohérence traditionnels entraînent un manque de réactivité rédhibitoire. Nous attaquons ce problème, en réduisant une application coopérative à une collection de réplicats coopérants, puis en se focalisant sur la gestion de cohérence d'un tel groupe de réplicats.<br /><br />Ce problème est important par deux aspects : par son application dans tous les domaines impliquant la coopération d'individus et par son caractère fondamental dans la structuration et la compréhension des mécanismes de coopération.<br /><br />Notre étude critique, des critères de cohérence associés aux cohérences dites «faibles», embrasse quatre domaines : les systèmes transactionnels, les mémoires partagées réparties, les objets concurrents et les plate-formes de communication. Notre thèse contribue sur trois points :<br /><br />Notre modèle d'exécution est libre de tout a priori concernant la causalité des opérations. Ce modèle est basé sur des histoires répliquées.<br />Notre modèle de partage, la réplication coopérante, dérivée de la réplication active, n'impose pas un ordre commun unique sur l'exécution des opérations. Les réplicats sont autonomes et ne coopèrent que lorsque leur vue de l'histoire globale ne suffit plus à garantir la correction de l'application.<br />Nos principes systèmes permettent de construire un nouveau type de composant, le gestionnaire de cohérence . Ce composant :<br />prend en charge la coopération des réplicats. Il implante la partie complexe de la gestion de cohérence : le contrôle de la distribution, de la réplication et de la concurrence ;<br />maintient, sur l'ordre réparti des opérations, des propriétés déterministes. Ces propriétés définissent un contrat de cohérence ; elles peuvent être utilisées comme critère de correction ;<br />est choisi à l'exécution par l'application ;<br />est réutilisable.<br />Nous avons réalisé Core, une plate-forme de développement complète, partiellement documentée et accessible sur FTP, développée au-dessus d'Unix. Core offre, outre les services usuels nécessaires à la mise en oeuvre de groupes de processus répartis, une bibliothèque extensible de gestionnaires de cohérence. Core offre aussi de nombreuses classes, utilisées tant pour la réalisation de nouveaux gestionnaires que pour l'expression de nouveaux types et modèles d'exécution, par les concepteurs d'applications. Nous avons réalisé, avec Core, deux applications : une application d'édition coopérative basée sur Emacs et une simulation de ressource partagée.

Le déploiement reste l'une des étapes du cycle de vie des logiciels la moins standardisée et outillée à ce jour. Dans ce travail, nous identifions quatre grands défis à relever pour dé- ployer des systèmes logiciels distribués et hétérogènes. Le premier défi est de réussir à initier le consensus manquant autour d'un langage générique de déploiement de logiciels. Le deuxième défi consiste en la vérification statique de déploiements logiciels décrits dans ce langage pour assurer un déroulement correct avant d'exécuter les opérations de déploiement. Le troisième défi est de réaliser une plate-forme intergicielle capable d'interpréter ce langage et d'effectuer le déploiement de n'importe quel système logiciel réparti. Enfin le quatrième défi est d'appli- quer ces déploiements de systèmes dans les environnements ouverts distribués, c'est-à-dire les réseaux fluctuants et à grande échelle comme les réseaux ubiquitaires ou les grilles de calcul. Notre contribution consiste à définir une démarche de déploiement de systèmes distribués cen- trée sur quatre rôles pour relever ces défis : l'expert réseau, l'expert logiciel, l'administrateur système et l'architecte métier. D'un côté, l'approche DeployWare, conforme à l'ingénierie des modèles, est définie par un méta-modèle multi-rôles pour décrire le déploiement de la couche intergicielle du système ainsi que par une machine virtuelle capable d'exécuter automatique- ment le déploiement de cette couche. L'utilisation d'un langage de méta-modélisation permet d'écrire des programmes de vérification statique des modèles de déploiement. De l'autre côté, l'approche DACAR propose un méta-modèle d'architecture générique pour exprimer et exé- cuter le déploiement d'une application métier à base de composants. Cette double approche DeployWare/DACAR permet de prendre en compte, lors de la description du déploiement, les propriétés des environnements ouverts distribués selon une approche conforme à l'informatique auto-gérée. Notre contribution est validée par plusieurs expériences pour valider la capacité de prise en charge des environnements ouverts ubiquitaires, et pour éprouver l'hétérogénéité des technologies déployables dans le monde des services d'entreprise.

Cette thèse se situe dans le cadre de l'étude des réseaux faiblement interconnectés (puissance échangée limitée)ou isolés, alimentés principalement par des sources d'origine renouvelable. Afin d'équilibrer à chaque instant la production et la consommation, des groupes électrogènes ou des systèmes de stockage sont insérés. Les travaux portent sur deux grands objectifs. Le premier est de déterminer un mode de fonctionnement des moyens de stockage et de production afin d'exploiter le système à coût minimal en fonction des conditions météorologiques (prévision de la production renouvelable), tarifaires et de la consommation. Une seconde méthode d'optimisation est développée, prenant compte également les contraintes du réseau. Le deuxième objectif est la détermination de la meilleure localisation des moyens de stockage et de production sur le réseau. Une installation optimale permet de réduire les pertes en ligne, d'améliorer la qualité de la tension et ainsi de limiter le renforcement du le réseau aux points critiques. Le concept de stockage réparti (ou décentralisé) est introduit. La répartition de la capacité globale de stockage et le choix des paramètres de fonctionnement des onduleurs (pour répartir les appels de puissance) sont proposés. La simulation d'un cas d'application (réseau de Corse) permet de valider les outils développés. / This thesis concern isolated or weakly interconnected networks (limited power exchanged), powered essentially by renewable sources. To balance at any time between production and consumption, generators and storage systems are inserted.The work will focus on two main objectives. The first is to determine an operation mode of the generators and storage system at minimal cost depending on the weather (forecast of renewable generation), pricing and consumption. Optimization with network constraint is also developed. The second objective is to find the best places to install these resources on the network. A good location helps reduce line losses and improve voltage quality, which helps limit to reinforce the network at critical points. The concept of distributed storage (or decentralized) is introduced. The distribution of the overall storage capacity and choice of operating parameters of the inverters (to share the demanded power) are proposed. The simulations on an application case help to validate the developed tools.

Dans cette thèse on s’intéresse à un modèle de faute Byzantins Mobiles. Jusqu’à présent, seulement le problème du Consensus a été résolu en présente de faute Byzantines Mobiles et plusieurs variations de ce modèle de faute ont été proposé. Pour chacun de ces modelés ont été prouvées les bornes inferieures du nombre de processus correct nécessaire et des solutions asymptotiquement optimales ont été proposées. Notre première contribution porte sur les registres repartis dans ce modèle. Les registres repartis sont l’abstraction à la base du stockage reparti. Ces résultats préconisent donc notre deuxième contribution principale, un modèle de faute Byzantine Mobile généralisé. Notre troisième contribution est un ensemble de preuves de nécessité et d’impossibilité pour les registres repartis dans ces modèles. En particulier on prouve qu’il n’est pas possible d’implémenter la spécification plus faible des registres dans un système asynchrone. Par contre, pour les systèmes synchrones, on prouve des bornes inferieures et propose des protocoles asymptotiquement optimaux pour le registrer régulier. Pour conclure, notre dernière contribution porte sur le problème d’accord approximé, une forme affaiblie du consensus. On résout ce problème dans le modèle basé sur ronde, le même du consensus. En outre, il est intéressant de noter qua dans le modèle statique, la borne inferieure sur le nombre de répliques est la même pour le consensus et pour le problème d’accord approximé. Le même invariant s’applique avec les fautes byzantine mobiles. De plus, on accompagne ces bornes inferieures avec une solution asymptotiquement optimale pour le problème d’accord approximé. / In this thesis we consider a model where Byzantine failures are not fixed, we consider the so called Mobile Byzantine failures. So far, only Consensus problem has been solved in presence of Mobile Byzantine failures and interestingly different variations of this failure model have been proposed. For each of them have been proved lower bounds on the number of required processes and have been proposed tight solutions. Our first contribution concerns distributed Registers in such strong model. Distributed Registers are the basic abstraction for Distributed Storages. This advocates our second and main contribution, a general Mobile Byzantine Failure Model. Our main focus is about Distributed Registers, so our third contribution comes, we prove necessities and impossibilities in those models. In particular we prove that is it not possible to solve the weakest register specification in an asynchronous system. On the other side we prove lower bounds for the synchronous system, with respect to the proposed hierarchy models, and tight protocols to solve the Regular Register problem. To conclude, our last contribution is about the Approximate Agreement problem, a weaker form of Consensus. We solve such problem in the same round-based models as Consensus so far. The interesting result is the following, in presence of static Byzantine failures, lower bounds on the number of correct replicas does not change between consensus and approximate agreement. The same invariant still holds in presence of Mobile Byzantine failure. Moreover, along with lower bounds we propose a tight solution to solve approximate agreement.

La charge de traitement de la compression vidéo est généralement assurée au niveau de l’émetteur dans les standards conventionnels de codage vidéo (MPEG, H.263, H.264/AVC [1]). Ce choix est dû au fait que l’émetteur dispose d’une connaissance totale de la source lui permettant d’assurer facilement et efficacement la compression. En outre, les applications habituelles de la transmission vidéo assurent un flux d’une station centralisée, disposant d’une capacité calculatoire élevée, vers un certain nombre de récepteurs. La charge de compression est ainsi effectuée une seule fois par une station adaptée à ce fait. Avec l’accroissement de l’interactivité de la téléphonie mobile, les abonnés sont en mesure d’émettre des séquences vidéo autant que d’en recevoir. Le flux vidéo est alors généré par le téléphone mobile à capacité limitée vers une station de base à capacité élevée. La compression ne peut se faire selon le schéma conventionnel et la complexité de la compression doit être transférée au décodeur. Les résultats théoriques de Slepian-Wolf [2] et leur extension par les travaux de Wyner-Ziv [3] pour le cas de codage avec perte et en présence d’information latérale constituent les bases théoriques du codage de sources distribuées. Ces résultats théoriques ont donné naissance à un vaste champ d’applications comme le récent paradigme de codage vidéo distribué, établi il y a juste quelques années. Dans cette thèse de doctorat, on présente une étude des divers systèmes de codage vidéo distribué dans le domaine pixel et dans le domaine transformé. Le décodeur exploite la corrélation entre la séquence à transmettre par le codeur et l’information latérale dont il dispose. Cette corrélation se traduit par un canal virtuel dont l’entrée est la trame à transmettre et la sortie est l’information latérale. Un code turbo est utilisé pour générer des bits de parité envoyés progressivement sous la demande du décodeur, pour corriger les erreurs de l’information latérale qui constitue une version bruitée de la trame originale. Dans ce travail, on implémente différents algorithmes de codage vidéo distribué basés sur les turbocodes dans le but de s’approcher des performances de la compression vidéo conventionnelle. / Most of the video compression processing is usually performed at the transmitter in the conventional video coding standards (MPEG, H.263, H.264/AVC [1]). This choice is due to the fact that the transmitter has full knowledge of its source to ensure easy and efficient compression. In addition, the usual applications of video transmission ensure a flow from a centralized station, with a higher computational capacity, to a number of receivers. The compression task is thus performed only once by a computationally adapted station. However, with the emergence of wireless surveillance locally distributed cameras, the growth of cellular interactive video applications as well as many other applications involving several low cost video encoders at the expense of high complexity central decoder, the compression task can no longer be handled by the encoder and thus the compression complexity should be transferred to the decoder. Slepian and Wolf information theoretical result on lossless coding for correlated distributed sources [2] and its extension to the lossy source coding case with side information at the decoder, as introduced by Wyner and Ziv [3], constitute the theoretical basis of distributed source coding. These theoretical concepts have given birth to a wide field of applications as the recent distributed video coding paradigm, established a few years ago. In this doctoral thesis, we present a study of various distributed video coding schemes in the pixel and transform domains. The decoder exploits the correlation between the video sequence to be transmitted by the encoder and the side information. This correlation can be seen as a virtual channel whose input is the frame to be transmitted and the output is the side information. Turbo coding is used to generate the parity bits which are sent, gradually upon decoder requests, to correct the errors in the side information considered as a noisy version of the original frame. In this work, we implement various algorithms for distributed video coding based on turbo codes in order to approach the efficiency of conventional video encoders.

Récemment, les systèmes distribués sont devenus une catégorie fondamentale de systèmes informatiques. Par conséquent, leur sécurité est devenue essentielle. La recherche décrite dans ce document vise à apporter un éclaircissement sur leurs vulnérabilités quant à la sécurité. Pour ce faire, on a examiné les propriétés de sécurité qu'un système distribué considéré sécuritaire doit supporter. En cherchant un système avec lequel travailler, on a étudié des failles de sécurité des systèmes distribués existants. On a étudié la sécurité de Java et des outils utilisés pour sécuriser ces systèmes. Suite à ces recherches, un nouveau modèle de sécurité Java imposant de nouvelles propriétés de sécurité a été développé. Ce document commence par les résultats de notre recherche sur les systèmes distribués, les outils de sécurité, et la sécurité de Java. Ensuite, on décrit les détails du nouveau système pour finalement faire la démonstration des améliorations qu'apporte ce système avec un exemple. / Recently, distributed systems have become a fundamental type of computer system. Because of this, their security is essential. The research described in this document aimed to find their weaknesses and to find the means to improve them with regards to their security. To do that, we examined the security properties that a system considered secure must support. While looking for a system with which we could work, we studied security problems in existing distributed systems. We studied the security of Java and some tools used to secure these systems. Following our research, we developed a new Java security model, which imposed new security properties. This document begins with the results of our research in distributed systems, security tools, and Java security. Next, we go into detail about our new system to finally demonstrate the security enhancements of our system using an example.

Il existe de nombreuses méthodes d'optimisation du routage réseau en général. Dans cette thèse nous nous intéressons au développement d'algorithmes distribués permettant une stabilisation, au sens de Nash, des flux réseaux. Nous rappelons tout d'abord brièvement le contexte général d'Internet aujourd'hui et quelques notions de théorie des jeux. Nous présentons un jeu de tarification simple à deux joueurs, que la méthode des joueurs fictifs permet de faire converger. Puis nous présentons un jeu de routage plus complexe, à n joueurs, basé sur le modèle de Wardrop, ainsi qu'un algorithme de comportement distribué qui permet au système de converger vers un équilibre de Wardrop (équilibre social). Ces équilibres sont confondus avec les équilibres de Nash dans le cas limite où un joueur représente une partie infinitésimale du trafic. Nous présentons ensuite un raffinement de notre représentation initiale du problème, qui permet une diminution de sa complexité, en terme de dimension des espaces de stratégies et de temps de calcul. Nous montrons qu'il s'agit d'une bonne heuristique d'approximation de la première méthode trop coûteuse, sa qualité dépend d'un unique paramètre. Enfin, nous concluons par la présentation de résultats de simulation qui montrent que notre méthode distribuée est effectivement capable d'apprendre les meilleurs équilibres du système. / There are several approaches for optimizing network routing in general. In this document, we are interested in developping distributed algorithms able to stabilize the network flows in the sense of Nash. We introduce the general context of the Internet today along with a few key-notions in game theory. We show a simple two-player tarification game that the fictitious player dynamics is able to solve. Then, we introduce a more complex routing game with n players based on the Wardrop model and a distributed learning algorithm that allows the system to converge towards Wardop equilibria (social equilibrium). These equilibria also are Nash equilibria in the limit case where a player is an infinitesimal part of the network flow. We present a refinement of our initial representation of the problem that narrows down its complexity, in terms of the size of the strategy space and computation time. We show that it is a good heuristic for approximating the previous method, its quality relies upon only one parameter. Finally, we conclude with simulations results, showing that our distributed method is able to learn the best equilibriua of the system.

Ce travail analyse les problèmes posés par l'administration des systèmes répartis. Il dégage un ensemble de services de base permettant la construction d'un ensemble complet de services d'administration. Il définit donc un noyau d'administration constitué d'un service étendue de gestion de la configuration, remplissant à la fois la spécification de la configuration, la gestion des modifications, et la gestion de l'audit. La spécification de la configuration permet de fournir une description de haut niveau des ressources du système. Cette spécification est décrite grâce à une extension du langage C++. L'extension est réalisée grâce à une bibliothèque de classes et un préprocesseur permettant la spécification des relations entre les différentes entités et celle des notifications qui pourront être émises pour signaler un changement de l'état d'une ressource. Nous proposons un protocole original de gestion des modifications de la configuration. Il permet au système d'accepter les changements structurels (retrait, ajout, connexion et déconnexion). L'algorithme proposé permet au système d'évoluer d'une configuration vers une autre sans mettre en cause la cohérence des applications qui s'exécutent sur le système, et ceci avec un coût très bas en terme de ralentissement observé

Cette thèse aborde un ensemble de problèmes lies a la conception et a la mise en œuvre d'un noyau de communication faisant partie de Parx, un noyau de système d'exploitation pour machines multiprocesseurs sans mémoire, développe dans le cadre du projet de recherche européen esprit supernode. Le noyau réalisé une machine virtuelle, vis-a-vis des communications, dans laquelle l'ensemble de processeurs est complètement connecte indépendamment de la topologie du réseau d'interconnexion sous-jacent. La machine virtuelle offre une interface qui facilite l'exploitation correcte du haut degre de parallélisme physique des machines visées. Après un état de l'art des architectures d'ordinateurs massivement parallèles, il est propose un modèle de processus et une structure de noyau de système parallèle. Le modèle est base sur un ensemble d'entités bien adaptées au contrôle de l'exécution des programmes parallèles composes de processus communicants. Ces entités, qui étendent la notion traditionnelle de processus, intègrent des concepts nouveaux visant la meilleure exploitation de l'architecture physique. Dans le modèle de processus communicants, ceux-ci ne coopèrent que par échange de messages. Le contrôle, correct et efficace, de la communication et la synchronisation entre processus s'exécutant sur une architecture multi-processeurs sans mémoire commune est le thème central de cette thèse. Notre étude s'oriente vers la conception d'un noyau de communication, pour lequel les problèmes concernant essentiellement le routage de messages sans interblocage dans le réseau de processeurs et les protocoles de communication entre processus adéquats au modèle de programmation utilisé

Cette thèse se place dans le cadre de la modélisation et de l'analyse de systèmes parallèles et répartis. Plus précisément, nous nous intéressons à la modélisation, la vérification et la supervision de systèmes, composés d'entités indépendantes interagissant localement par mémoire partagée et globalement par échange asynchrone de messages.<br /><br />Dans ce contexte, plutôt que de modéliser séparément chaque entité, puis d'analyser les comportements qui peuvent se produire lorsque ces entités interagissent, nous fournissons une théorie permettant de modéliser globalement le système considéré tout en conservant des propriétés de vérification et de supervision décidables. Cette théorie se base sur le formalisme des ordres partiels étiquetés (appelés "pomsets").<br /><br />Dans ce but, nous définissons le modèle des HMSC causaux qui étend le formalisme des HMSC en autorisant, comme pour les traces de Mazurkiewicz, certains événements à commuter sur chaque processus. Nous montrons, tout d'abord, qu'une restriction syntaxique des HMSC causaux a le même pouvoir d'expression que les réseaux bornés d'automates mixtes, un modèle qui étend les réseaux d'automates asynchrones de Zielonka et les réseaux d'automates communicants. De plus, nous montrons que les méthodes classiques de model-checking de systèmes séquentiels peuvent s'appliquer aux modèles plus concis basés sur les pomsets, comme les HMSC causaux, sans perte d'efficacité. Enfin, nous proposons des méthodes de traitement efficace d'observations volumineuses d'exécutions réparties, ainsi que des techniques de supervision, telles que le diagnostic ou la corrélation d'événements, qui utilisent des modèles basés sur les pomsets.