informatique autonomique pour les -...

Johann Bourcier

INFORMATIQUE AUTONOMIQUE POUR LES

NOUVEAUX ENVIRONNEMENTS D’EXÉCUTION

QUI SUIS-JE?

Johann BourcierSÉMINAIRE DE RECHERCHE 2

• Décembre 2009Post’Doc dans l’équipe ADELE du LIG

• Décembre 2008 - Décembre 2009,Post’Doc dans l’équipe de Distributed Software Engineering à l’Imperial College of London (équipe dirigée par Prof Alexander Wolf, ma responsable est Dr Julie McCann)

• 2008 : (Soutenance : 26 Novembre 2008) Doctorat d’informatique, Université Joseph Fourier (Grenoble 1), dans le LIG (Laboratoire d’Informatique de Grenoble) au sein de l’équipe ADELE, France. (Appréciation : Très Bien)

• Titre : « Auto-Home : Une plate-forme pour la gestion autonomique d’applications pervasives ».

• Financement : contrat projet ITEA ANSO.

• Jury :James L. CROWLEY, Professeur à l’Institut National Polytechnique de Grenoble (Président)Julie A. McCann, Reader à L’imperial College of London (Rapporteur)François CHARPILLET, Directeur de Recherche à l’INRIA LORIA (Rapporteur)Alexandre LEFEVBRE, Directeur d’équipe à Orange Labs (Examinateur)Philippe LALANDA, Professeur à l’université Joseph Fourier (Directeur de thèse)

• 2005 : Ingénieur RICM, Polytech Grenoble + Master Recherche, Université Joseph Fourier, France

PLAN


• Contexte de travail Informatique pervasive et résidentielle

• Problème de recherche

• Informatique autonomique

• Plate-forme d’exécution

• Architecture de gestion autonomique

• Politique de gestion

• Atelier de conception

• Conclusion

• Une vision ou les utilisateurs

interagissent naturellement avec leur

environnement pour remplir leurs

besoins et leurs désires.

• Composé de nombreux objets

intelligents et communicants

• Introduit pour la première fois en

1991 par Mark Weiser

• De plus en plus populaire

INFORMATIQUE PERVASIVE OU UBIQUITAIRE


• Utiliser des objets de la vie courante

pour interagir avec le système

informatique

• Objectifs principaux:

• Assister les personnes âgées ou

hospitalisé dans leur vie courante

• Améliorer le confort des habitants

• Nouveaux loisirs et expériences

multimédia

• Minimisation de la consommation

énergétique

INFORMATIQUE RÉSIDENTIELLE


EcranLampes Volets

HiFi Température

PROBLÈMES DE RECHERCHE


• Distribution

• Hétérogénéité

• Dynamisme

• Multi-fournisseurs

• Passage à l’échelle

• Sécurité

• Auto-adaptation

• Simplicité d’utilisation

INFORMATIQUE AUTONOMIQUE

Vue d’ensemble




• Problème:

• Difficulté pour l’administration de systèmes informatiques grand et complexe

• Solution:

• Construire des applications capable de s’auto-adapter (auto-administrer)

• Le terme « informatique autonomique » fait référence au système autonomique nerveux

qui contrôle le fonctionnement de notre corps sans intervention consciente de notre part.

DÉFINITION


• Système informatique capable de se gérer

lui-même à partir d’objectifs de haut niveau

donnés par un administrateur.

• Self-Configuration

• Self-Optimisation

• Self-Healing

• Self-Protection

ARCHITECTURE GÉNÉRALE


Infrastructure d’exécution

Architecture de gestion

autonomique

Applications gérées

Politiques

Touchpoints

Environnement de développement spécialisé


Infrastructure d’exécution


• Nouveau paradigme

• Basé sur 3 acteurs

• Fournisseur de service

• Consommateur de service

• Registre de service

• Principales caractéristiques

• Faible couplage

• Liaisons retardées / dynamiques

• Indépendant de la localisation

• Multi-fournisseurs

APPROCHE ORIENTÉE SERVICE


Service Broker

Service

Consummer

Service

Provider

PublishSearch

Bind &

Invoke

Service

Specification

• Unifie les avantatges de:

• Approche orientée service

• Approche orientée composant

• Principes

• Composants implémentent des services

• Composants interagissent à travers des services

• Orienté conteneur


• Simplifie le développement d’application orientée service

• The iPOJO example

COMPOSANTS ORIENTÉS SERVICE


An iPOJO Component

POJO

Handlers

• Fournit une plateforme d’exécution

pour les applications résidentielles


• Un modèle à composants orientés

service

• Les équipements disponible sont

réifiés sous forme de services

locaux.

• Les proxies suivent le cycle de

vie des services distants.

NOTRE INFRASTRUCTURE H-OMEGA


Service-oriented Component runtime

Service-oriented

applications

Common Services

Remote

Services

Manager

Web

Services

Devices

EXTENSION POUR LES APPLICATIONS

AUTONOMIQUES - TOUCHPOINTS


• Les touchpoints sont implémentés dans le conteneurs des

composants orientés service iPOJO

• Ils sont ajoutés séparéments de iPOJO

• Codé une fois (réutilisé entre les services)

Original Service-Oriented

Component

Service-oriented Component

Autonomic manager

Container

Manageable Service-

Oriented Component

Service-oriented Component

Touchpoint

Autonomic manager

Touchpoint

Container

TOUCHPOINTS DE SERVICE


• Superviser

• Etat du POJO

• Valeur des champs

• Appel de méthode

• Etat du conteneur

• Statut des dépendances de service

• Statut du service fournis

• L’état des autres handlers

• Action

• Reconfiguration du POJO

• Valeur de champ

• Appel de méthode

• Reconfiguration du conteneur

• Dépendances de service

• Service fournit

• Les autres handlers


Architecture de gestion


3 ARCHITECTURES POSSIBLES


• Centralisé. Non applicable car:

• Déploiement dynamique de nouvelles applications

• Applications multi-fournisseurs

• Décentralisé. Non applicable car :

• Résolution de conflits

• Garantie sur les propriétés globales

• Hiérarchique:

• Combine les avantages des deux

Autonomic Manager

Autonomic Manager

ARCHITECTURE HIÉRARCHIQUE


• 3 niveaux de gestions autonomiques

• Passerelle

• Distribution des ressources physiques

• Application

• Cycle de vie des services et topologie de l’application

• Service

• Comportement interne du service

• Hiérarchie

• Niveau d’abstraction

• Niveau d’autorité

Gateway

Manager

Application

Manager

Application

Manager

Application

Manager

Service

Manager

Service

Manager

Service

Manager

Service

Manager

Service

Manager

Service

Manager

Physical Resources management

Service Lifecycle & topology management

Internal service behavior management


Politique de gestion


POLITIQUES DE GESTION


• 3 types de politique de gestion

• Basé sur des règles

• Basé sur des buts

• Basé sur des fonctions d’utilités

• Gestion basé sur les architectures des systèmes


Atelier de conception


ATELIER DE CONCEPTION


• Utilisation de technique basé sur les Lignes de produits

• Spécialisation par domaine

PRINCIPALES CONTRIBUTIONS


• Un middleware dédié au applications résidentielles autonomiques :

• Un modèle à composants orientés service dédié

• Un ensemble de touchpoints pour superviser et reconfigurer de façon sure et

non intrusive

• Une infrastructure de gestion autonomique hiérarchique :

• Assure la cohérence dans la passerelle résidentielle.

• Permet l’intégration dynamique de nouvelles applications.

LEÇONS


• Une architecture de gestion autonomique hiérarchique est essentiel

• Différents besoins à différents niveaux

• L’ouverture de ces systèmes est essentiel

• Des nouvelles fonctionnalités et équipements vont apparaitre, et l’utilisateur doit

pouvoir les intégrer naturellement

• La complexité pour fournir une plateforme d’exécution fiable est trop souvent sous -estimé

• Reconfigurer un système dynamique lors de son exécution est complexe

DIRECTIONS DE RECHERCHE


• Plate-forme d’exécution

• Inclure des comportements autonomique dans la plate-forme d’exécution

• Sélection de service basé sur des fonctions d’utilités

• Ajout du niveau de fiabilité des fournisseurs de service

• …

• Architecture de gestion

• Objectif se rapprocher d’une architecture distribuée

• Approche pragmatique : partir de l’architecture hiérarchique

DIRECTIONS DE RECHERCHE


• Politique de gestion

• Moyen pour créer une architecture d’application de type fonction d’utilité

• Atelier de développement

• Utiliser les techniques de MDA-MDE

• Inspirer des techniques de SPL pour la spécialisation par domaine

QUESTIONS


BIBLIOGRAPHIE 1/2


• Revues internationales:

• Johann Bourcier, Ada Diaconescu, Philippe Lalanda, Julie McCann, "AutoHome: an Autonomic Management Framework for Pervasive Home Applications", ACM Transactions on Autonomous and Adaptive Systems, accepté, publié en Juillet 2010. Part d’écriture 90%

• Chapitre de livre:

• Philippe Lalanda, Johann Bourcier, Jonathan Bardin, Stephanie Chollet, "Development of service -oriented pervasive home applications", Book title: Smart Home Systems, éditeur Mahmoud A. Al-Qutayri, ISBN 978-953-307-050-6, Intech Book , 2010. Part d’écriture 90%

• Conférences internationales:

• Johann Bourcier, Julie McCann, “Autonomic Flap Damping Mechanisms for Utility based Service Selection”, in proceeding of the 7th IEEE Conference on Engineering of Autonomic and Autonomous Systems, Oxford, March 2010. Part d’écriture 90%

• Clement Escoffier, Johann Bourcier, Philippe Lalanda, "Towards a home application server", 5th IEEE Consumer Communications and Networking Conference (CCNC’08) , Las Vegas, January 2008. (regular paper ~20%) . Part d’écriture 60%

• Andre Bottaro, Johann Bourcier, Clement Escoffier, Philippe Lalanda, "Context -Aware Service Composition in a Home Control Gateway ", 4th IEEE International Conference on Pervasive Services (ICPS'07) , Istanbul, Turkey, July 2007.(regular paper 22.5%). Part d’écriture 60%

• Johann Bourcier, Clement Escoffier, Philippe Lalanda, "Implementing home-control applications on service platform ", 4th IEEE Consumer Communications and Networking Conference (CCNC’07) , Las Vegas, January 2007. (regular paper ~20%). Part d’écriture 60%

• Johann Bourcier, Antonin Chazalet, Mikaël Desertot, Clément Escoffier, Cristina Marin, "A Dynamic-SOA Home Control Gateway ", in proceedings of the IEEE Service Computing Conference (SCC 2006), Chicago, September 2006. Part d’écriture 30%

• Philippe Lalanda and Johann Bourcier, "Towards Autonomic Residential Gateways ", 3rd IEEE International Conference on Pervasive Services (ICPS'06), Lyon, France, June 2006 (short paper 45%). Part d’écriture 15%

BIBLIOGRAPHIE 2/2


• Workshops internationaux:

• Ada Diaconescu, Johann Bourcier, Clement Escoffier, "Autonomic iPOJO: Towards Self -Managing Middleware for Ubiquitous Systems", 1st IEEE Social Aspect on Ubiquitous Computing Environment (SAUCE 2008) , Avignon, October 2008. (regular paper ~50%)

• Clement Escoffier, Jonathan Bardin, Johann Bourcier, Philippe Lalanda, "Developing User -Centric Applications with H-Omega", in Mobile Wireless Middleware, Operating Systems, and Applications - Workshops, Mobilware 2009 Workshops, Berlin, Germany, April 2009

• Présentations invitées:

• Johann Bourcier, "Building Pervasive Applications: Research Challenges and Envisioned Solutions", Invited talk to the 3rd Workshop on Software Engineering of Pervasive Services (SEPS 2008), Sorrento, Italy, July 2008.

• Démonstrations:

• André Bottaro, Johann Bourcier, Clément Escoffier, Didier Donsez, Philippe Lalanda, "A Multi-Protocol Service-Oriented Platform for Home Control Applications" at the IEEE Consumer Communications and Networking Conference (CCNC’07) , Las Vegas, January 2007.

• Johann Bourcier, Antonin Chazalet, Mikaël Desertot, Clément Escoffier, Cristina Marin, "A Dynamic-SOA Home Control Gateway", 2nd place among 31 teams in the IEEE Service Computing Contest (joint event of IEEE SCC) , Chicago, September 2006

• Demonstration for the Eurepean ITEA ANSO project review. ANSO stands for: Autonomic Network for SOho users. (win the ITEA symposium silver award in October 2007)

• Récompense:

• 2ème parmi 31 équipes lors du concours SCC Contest 2006. Démonstration intitulée "A Dynamic-SOA Home Control Gateway »

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