RISE: Robust Wireless Sensing Using Probabilistic and Statistical Assessments

Peer reviewe

Atomic Broadcast in Heterogeneous Distributed Systems

Communication services have long been recognized as possessing a dominant effect on both performance and robustness of distributed systems. Distributed applications rely on a multitude of protocols for the support of these services. Of crucial importance are multicast protocols. Reliable multicast protocols enhance the efficiency and robustness of distributed systems. Numerous reliable multicast protocols have been proposed, each differing in the set of assumptions adopted, especially for the communication network. These assumptions make each protocol suitable for a specific environment. The presence of different distributed applications that run on different LANs and single distributed applications that span different LANs mandate interaction between protocols on these LANs. This interaction is driven by the necessity of cooperation between individual applications. The state of the art in reliable multicast protocols renders itself inadequate for multicasting in interconnected LANs. The progress in development methodology for efficient and robust LAN software has not been matched by similar advances for WANs. A high-latency, a lower bandwidth, a higher probability of partitions, and a frequent loss of messages are the main restrictive barriers. In our work, we propose a global standard protocol that orchestrates cooperation between the different reliable broadcast protocols that run on different LANs. Our objective is to support a reliable ordered delivery service for inter-LAN messages and achieve the utmost utilization of the underlying local communication services. Our protocol suite accommodates the existence of LANs managed by autonomous authorities. To uphold this autonomy (as a defacto condition), LANs under different authorities must be able to adopt different ordering criteria for group multicasting. The developed suite assumes an environment in which multicasting groups can have members that belong to different LANs; each group can adopt either total or causal order for message delivery to its members. We also recognize the need for interaction between different reliable multicasting protocols. This interaction is a necessity in an autonomous environment in which each local authority selects a protocol that is suitable to its individual needs. Our protocols are capable of interacting with any reliable protocol that achieves a causal order as well as with all timestamp-based total-order protocols. Our protocols can also be used as a medium for interaction between existing reliable multicasting protocols. This feature opens new avenues in interactability between reliable multicasting protocols. Finally, our protocol suite enjoys a communication structure that can be aligned with the actual routing topology, which largely minimizes the necessary protocol messages

Contributions aux systèmes répartis en environnements ubiquitaires : adaptation, sensibilité au contexte et tolérance aux fautes

D'années en années, nous observons l'arrivée sur le marche d'ordinateurs personnels de plus en plus petits pour des utilisateurs de plus en plus nombreux, ainsi des assistants personnels numériques et des objets dits connectés, en passant par les téléphones mobiles. Tous ces dispositifs tendent à être interchangeables du point de vue des ressources en mémoire, en calcul et en connectivité : par exemple, les téléphones mobiles sont devenus des équipements informatiques de moins en moins spécialisés ou de plus en plus universels et font dorénavant office en la matière de portails d'accès aux capteurs présents dans l'environnement immédiat de l'utilisateur. L'enjeu abordé dans nos travaux est la construction de systèmes répartis incluant ces nouveaux dispositifs matériels. L'objectif de mes recherches est la conception des paradigmes d'intermédiation génériques sous-jacents aux applications réparties de plus en plus ubiquitaires. Plus particulièrement, la problématique générale de mes travaux est la définition du rôle des intergiciels dans l'intégration des dispositifs mobiles et des objets connectés dans les architectures logicielles réparties. Ces architectures logicielles reposaient très majoritairement sur des infrastructures logicielles fixes au début des travaux présentés dans ce manuscrit. Dans ce manuscrit, je décris mes travaux sur trois sujets : 1) l'adaptation des applications réparties pour la continuité de service pendant les déconnexions, 2) la gestion des informations du contexte d'exécution des applications réparties pour leur sensibilité au contexte, et 3) les mécanismes de détection des entraves dans les environnements fortement dynamiques tels que ceux construits avec des réseaux mobiles spontanés. Sur le premier sujet, nous fournissons une couche intergicielle générique pour la gestion des aspects répartis de la gestion des déconnexions en utilisant une stratégie d'adaptation collaborative dans les architectures à base d'objets et de composants. Sur le deuxième sujet, nous étudions les paradigmes architecturaux pour la construction d'un service de gestion de contexte générique, afin d'adresser la diversité des traitements (fusion et agrégation, corrélation, détection de situation par apprentissage, etc.), puis nous adressons le problème de la distribution des informations de contexte aux différentes échelles de l'Internet des objets. Enfin, sur le troisième sujet, nous commençons par la détection des modes de fonctionnement pour l'adaptation aux déconnexions afin de faire la différence, lorsque cela est possible, entre une déconnexion et une défaillance, et ensuite nous spécifions et construisons un service de gestion de groupe partitionnable. Ce service est assez fort pour interdire la construction de partitions ne correspondant pas à la réalité de l'environnement à un instant donné et est assez faible pour être mis en oeuvre algorithmiquemen