Auto-stabilisation Efficace - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2000

Efficient Self-stabilization

Auto-stabilisation Efficace

Sébastien Tixeuil

Résumé

When a distributed system is subject to transient failures that arbitrarily modify its state, it is crucial to recover a correct behavior within finite time. Self-stabilization offers such a guarantee, but usually uses large resources. In this thesis, we focus on minimizing these resources when such solutions exist.

We introduced the concept of transient failure detectors, oracles that are called by processors, which notify if transient failures occurred within constant time. Our implementation enables classifying classic problems according to the specific resources dedicated to error detection.
A natural extension was to show that a local property on the local code executed by each processor is sufficient to guarantee self-stabilization of the whole system, whatever the computation assumptions and communication graph may be. Since the original algorithm is not modified, it is overhead-free. Similarly, we developed two synchronizers that enable dynamic tasks to be solved self-stabilizingly, whose memory overhead is constant. Moreover, one of them is snap-stabilizing. Finally, we presented a general technique to systematically reduce the communication
cost, assuming a bounded retransmission delay, and we gave a general framework and tools to design self-stabilizing algorithms in this context.
Quand un système réparti est sujet à des défaillances transitoires qui modifient arbitrairement son état, il est crucial de pouvoir retrouver un comportement correct au bout d'un temps fini. L'auto-stabilisation présente une telle garantie, mais en général au prix de ressources importantes. Dans cette thèse, notre démarche a consisté à minimiser ces ressources lorsque cela était possible.

Nous avons développé le concept de détecteur de défaillances transitoires, des oracles appelés par les processeurs du système, qui indiquent si des défaillances transitoires sont survenues, en un temps constant. Notre implantation permet de classifier les problèmes classiques suivant les ressources spécifiques nécessaires à la détection d'une erreur. Pour les tâches statiques, une suite naturelle a été de montrer qu'une condition sur le code localement exécuté par chaque processeur pouvait être suffisante pour garantir l'auto-stabilisation du système tout entier, indépendamment des hypothèses d'exécution et de la topologie du graphe de communication. Du fait que l'algorithme n'est pas modifié, il est forcément sans surcoût. De manière duale, nous avons développé des outils de synchronisation permettant de construire des algorithmes auto-stabilisants pour des spécifications dynamiques avec un surcoût en mémoire constant, c'est à dire indépendant de la taille du réseau. En outre, l'un des algorithmes présentés est instantanément stabilisant. Enfin, nous avons présenté une technique générale pour réduire systématiquement le coût des communications, en garantissant un délai de retransmission borné, et nous avons donné un cadre général ainsi que des outils d'implantation pour écrire des algorithmes auto-stabilisants dans ce contexte.
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Dates et versions

tel-00124843 , version 1 (16-01-2007)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00124843 , version 1

Citer

Sébastien Tixeuil. Auto-stabilisation Efficace. Réseaux et télécommunications [cs.NI]. Université Paris Sud - Paris XI, 2000. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00124843⟩
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