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Theses Year : 2020

Reconciling parallelism expressivity and separation of concerns in reconfiguration of distributed systems

Concilier expressivité du parallélisme et séparation des préoccupations lors de la reconfiguration de systèmes distribués

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Abstract

Distributed computer systems, which run on multiple computers, are now commonplace and used even in critical systems. However, these systems are becoming more and more complex, in terms of scale, dynamicity and expected quality of service. Reconfiguration of distributed systems consists in changing their state at runtime. Distributed systems may be reconfigured for many reasons, including deploying them, updating them, adapting them to fulfill new requirements (in terms of user capacity, energy efficiency, reliability, costs, etc.) or even changing their capabilities. Existing reconfiguration frameworks fall short of providing at the same time parallelism expressivity and separation of concerns between the different actors interacting with the system. The focus of this thesis is to prove that these properties can be reconciled by modelling precisely the life-cycle of each module of distributed systems, while providing appropriate interfaces between the different levels of conception. Two formal models implementing this idea are provided, one for the specific case of deployment and one for reconfiguration. Evaluation is performed on both synthetic and real use-cases and show that these models have a higher level of parallelism expressivity than their counterparts while conserving a good level of separation of concerns.
Les systèmes informatiques distribués, qui fonctionnent sur plusieurs ordinateurs, sont désormais courants et même utilisés dans des services critiques. Cependant, ces systèmes deviennent de plus en plus complexes, en termes d'échelle, de dynamicité et de qualité de service attendue. La reconfiguration de systèmes distribués consiste à modifier leur état durant leur exécution. Les systèmes distribués peuvent être reconfigurés pour plusieurs raison, parmi lesquelles leur déploiement, leur mise à jour, leur adaptation pour obéir à de nouvelles contraintes (en termes de capacité utilisateurs, d'efficacité énergétique, de fiabilité, de coûts, etc.) ou même le changement de leurs fonctionnalités. Les systèmes de reconfiguration existants ne parviennent pas à fournir en même temps une bonne expressivité du parallélisme dans les actions de reconfiguration et la séparation des préoccupations entre les différents acteurs qui interagissent avec le système. L'objectif de cette thèse est de prouver que ces propriétés peuvent être conciliées en modélisant précisément le cycle de vie de chaque module des systèmes distribués, tout en fournissant des interfaces appropriées entre différents niveaux de conception. Deux modèles formels implantant cette idée sont fournis, un pour le cas particulier du déploiement et un pour la reconfiguration. Une évaluation est réalisée à la fois sur des cas d'usage synthétiques et réels et montre que ces modèles ont un plus haut niveau d'expressivité du parallélisme que leurs homologues tout en conservant un bon niveau de séparation des préoccupations.
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Dates and versions

tel-03230476 , version 1 (19-05-2021)
tel-03230476 , version 2 (22-10-2021)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03230476 , version 2

Cite

Maverick Chardet. Reconciling parallelism expressivity and separation of concerns in reconfiguration of distributed systems. Distributed, Parallel, and Cluster Computing [cs.DC]. Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique, 2020. English. ⟨NNT : 2020IMTA0194⟩. ⟨tel-03230476v2⟩
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