Projets de recherche et développement

DRUID-NET : eDge Computing ResoUrce Allocation for Dynamic NETworks (CHIST-ERA 2018) (mai 2020 – avril 2023)

Équipe de recherche : Nikolaos Athanasopoulos (Queen’s University Belfast), Raphael Jungers (UCLouvain), Aris Leivadeas (ÉTS), Nathalie Mitton (INRIA Lille), Symeon Papavassiliou (National Technical University of Athens)

Le « eDge computing ResoUrce allocatIon for Dynamic NETworks » (DRUID-NET) est un projet de trois ans qui relève du programme CHIST-ERA. L’objectif de DRUID-NET est de concevoir et de développer une nouvelle génération d’estimateurs de charge de travail, c’est-à-dire des modèles de performance qui tiennent compte de manière efficace de la nature variable dans le temps des applications basées sur l’IdO, des réseaux dynamiques et de l’infrastructure de l’informatique en périphérie. En s’appuyant sur ce cadre, DRUID-NET aspire à développer de nouveaux mécanismes d’allocation des ressources qui prennent explicitement en compte la différenciation des services et la connaissance du contexte, et, surtout, qui fournissent des garanties formelles pour des mesures de QS/QE bien définies. Notre recherche va également bien au-delà des pratiques de pointe dans la conception d’algorithmes de contrôle pour les systèmes cyberphysiques (CPS), grâce à l’intégration des mécanismes d’allocation des ressources dans la stratégie de décision elle-même. Le projet DRUID-NET propose une nouvelle génération de contrôleurs animés par une philosophie de conception participative, aussi bien au niveau du réseau que dans l’utilisation des ressources informatiques. Ce paradigme a le potentiel de provoquer un énorme progrès dans des domaines cruciaux en ingénierie (p. ex. : Industrie 4.0, robotique collaborative, logistique, systèmes multiagents, etc.). Pour réaliser ces percées, nous utilisons et combinons des outils issus de domaines où le consortium possède une expertise de premier plan à l’échelle internationale, à savoir la théorie des graphes et des automates, l’apprentissage automatique, la théorie du contrôle moderne et la théorie des réseaux.

RAMOSE : Automatisation, gestion et orchestration du provisionnement des ressources pour l’intégration de la chaîne de services dans les environnements infonuagiques

Chercheuse principale : Nadjia Kara

RAMOSE est un projet de quatre ans destiné à concevoir, à mettre en œuvre et à tester un cadre pour automatiser le déploiement et la gestion des chaînes de fonctions de service (SFC) tout en répondant aux exigences de performance des applications. Ce cadre permet une configuration, une gestion et un contrôle efficaces des SFC à l’aide de diverses théories et techniques d’IA (par exemple : techniques d’IA, théorie des graphes, théorie des jeux). Il fournit des mécanismes et des outils pour : 1) le déploiement et l’adaptation dynamiques des ressources ; 2) la configuration et la gestion des services ; 3) la surveillance et la prévision des ressources.

Aspects pratiques des chaînes de blocs et des registres distribués

Chercheur principal : Kaiwen Zhang

La technologie des registres distribués (DLT) basée sur la chaîne de blocs traite et diffuse les événements de transaction dans un réseau décentralisé. Notre objectif est de parvenir à un juste équilibre entre la décentralisation, l’uniformité et l’extensibilité pour répondre aux exigences des domaines importants, tels que la santé en ligne, l’IdO et les réseaux intelligents.

Chercheuse principale : Diala Naboulsi

Les futurs réseaux mobiles, y compris 5G et 6G, sont envisagés comme des réseaux multiservices qui soutiennent divers marchés verticaux. Les cas d’usage correspondants présentent des exigences très hétérogènes et variées. Les technologies de réseau mobile existantes n’ont pas la flexibilité nécessaire pour s’adapter efficacement à ces cas d’usage. Par conséquent, le découpage des réseaux est récemment apparu comme un concept clé permettant de relever ce défi. Ce découpage permet la création de tranches de réseau constituées de réseaux logiques, qui viennent s’ajouter à un réseau physique unique sur une base par service, tout en tenant compte de leurs exigences respectives. Le découpage de réseaux a fait l’objet d’une attention considérable dans la littérature, ces dernières années. Cependant, la concrétisation de cette vision d’un réseau basé sur le découpage demeure un objectif difficile à atteindre.

Avec cette proposition, nous visons à concrétiser la vision d’un réseau mobile dynamique basé sur le découpage qui peut créer des tranches de réseau par service à la volée tout en répondant aux exigences de chacun des services. Compte tenu de cet objectif, nous cherchons à répondre aux questions de recherche suivantes : i) Comment optimiser conjointement l’allocation des ressources du réseau central et du réseau d’accès radio pour le découpage du réseau? ii) Comment gérer la mobilité des terminaux et des appareils dans les tranches de réseau? iii) Comment modéliser de manière réaliste la dynamique du trafic pour l’évaluation des solutions de découpage de réseau? iv) Quels composants sont inclus dans une architecture de découpage de réseau de bout en bout efficace?

Chercheuse et chercheur principaux : Ghizlane El Boussaidi et Sègla Kpodjedo

Ce projet vise à intégrer une solution IdO dans le système existant d’un partenaire industriel. Moderniser un si grand système logiciel est une tâche exigeante et coûteuse qui nécessite la connaissance et la compréhension de l’architecture du système. Les objectifs spécifiques de ce projet sont doubles : 1) établir des scénarios et des attributs de qualité qui découlent de l’intégration des dispositifs IdO et qui doivent être soutenus par l’architecture du système, et 2) évaluer l’architecture logicielle de ce système en fonction de ces scénarios et attributs de qualité. Les résultats de cette étude de cas aideront à synthétiser une approche plus systématique de l’analyse architecturale dans le contexte d’un processus de modernisation basé sur l’IdO.

Chercheuse principale : Ghizlane El Boussaidi

Malgré les progrès réalisés par les approches existantes en matière de gestion et de documentation des décisions de conception, nous manquons toujours d’un soutien efficace pour appliquer les décisions architecturales (p. ex. : styles, tactiques et modèles architecturaux) pendant le développement et l’évolution des systèmes. En fait, des études récentes révèlent que les développeurs ne comprennent pas toujours l’impact des changements qu’ils apportent sur l’architecture, en particulier dans le contexte des systèmes distribués et hétérogènes, tels que les applications IdO. Par conséquent, l’objectif de cette recherche est d’étudier les cadres et les technologies de développement IdO communs existants afin de déterminer comment ils soutiennent les décisions de conception communes, et d’utiliser ces connaissances pour développer des techniques et des outils qui appliquent ces décisions et préviennent l’érosion architecturale.

Chercheuse principale : Nadjia Kara

L’objectif de ce projet est de développer de nouveaux mécanismes pour soutenir le déploiement efficace d’une flotte de drones équipés de caméras tournantes sur une zone géographique à grande échelle à des fins de contrôle et de surveillance. Ces mécanismes comprennent : 1) des méthodes de stabilisation, de contrôle et de guidage des drones en altitude et en assiette, à l’aide de techniques de calcul d’IA et d’informatique en périphérie ; 2) la planification de mission et le suivi de trajectoire ; 3) la formation d’essaims de drones ; 4) un système de communication sécurisé personnalisable pour les drones.

Chercheur principal : Kaiwen Zhang

Les applications modernes (p. ex. : réseaux sociaux, réseaux de capteurs) nécessitent des analyses avancées sur des flux d’événements en temps réel. Nous nous efforçons de prendre en charge ces fonctionnalités expressives sans compromettre les performances ou l’évolutivité en intégrant des techniques de traitement distribuées légères dans le substrat de communication de publication/abonnement.

Chercheur principal : Kaiwen Zhang

Les jeux en réseau nécessitent une faible latence ainsi qu’une communication entre joueurs fiable et résistante à la tricherie. Notre objectif est de développer des infrastructures évolutives pour les jeux en ligne hautement interactifs. En tirant parti de la sémantique des jeux, notamment les profils des joueurs et l’environnement virtuel, nous pouvons parvenir à un bon compromis entre l’uniformité et la performance.

Chercheuse principale : Ghizlane El Boussaidi
Cochercheurs : Abdelouahed Gherbi et Sègla Kpodjedo

Dans le cadre de ce projet, nous cherchons à tirer parti des techniques basées sur des modèles pour construire une approche intégrée visant à soutenir l’industrie des logiciels avioniques dans la spécification et la collecte des exigences et des preuves de test nécessaires pour les logiciels critiques pour la sécurité en général, et pour une gamme de produits RTOS (système d’exploitation en temps réel) en particulier. Les résultats attendus consistent en méthodes et outils qui soutiennent le développement basé sur des modèles, la spécification des exigences, l’automatisation des tests, le développement de la gamme de produits et la gestion de la configuration. Ces méthodes et outils permettront d’améliorer la productivité du partenaire industriel et de renforcer sa position dans le développement de logiciels avioniques.

Cette démo montre un modèle pour le calcul des performances Bitcoin en utilisant la taille du bloc et un nombre par défaut de connexions par nœud. Le modèle analytique a été validé par simulation et comparé aux données réelles mesurées à partir du réseau Bitcoin. Bien que le débit de Bitcoin puisse être augmenté en choisissant une taille plus grande pour les blocs, cela peut entraîner une augmentation significative du temps de propagation des blocs. Le retard peut être réduit en augmentant le nombre moyen de connexions par défaut par nœud, mais cela a comme inconvénient l’augmentation du trafic dans le réseau.