Dissertations / Theses on the topic 'Distributed router'

Thesis (M. Eng.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Electrical Engineering and Computer Science, 1998.
Includes bibliographical references (p. 58-60).
by Rena Whei-Ming Yang.
M.Eng.

Recently, we have seen routers' life expectancy dramatically shortened as a result of Internet Service Providers (ISPs) and enterprise companies equipment replacement patterns: new, high performance routers are usually introduced in the core of their network, pushing existing routers towards the network edge, with routers already at the edge being often decomissioned before the end of their hardware life cycle. Furthermore, ISPs' customers interconnection demands have become more difficult to meet considering that they might change in time and that ISPs not only need to provide an inteconnection link but also a whole network solution. For solving the previous problems, this thesis focuses to explore alternative ways to utilise routers which can further extend their serviceability life cycle while providing a flexible platform that can facilitate ISPs to meet customers interconnection demands. We investigate new methods that could allow us to decouple routers logical routing and forwarding functionalities from the hardware that implements them. In contrast with the traditional and well-known techniques for achieving the lat- ter, we employ an automatic configuration management approach that modifies dynamically the configurations of a set of routers which can further exploit their usefulness by using them in conjuncture. The previous approach relies on the flexibility that routers offer through their configuration interface, hence including most routers regardless its type and make. Our proposed approach is based on a routers management architecture, namely RoMa, aimed at hosting multiple and various routers through a set of interconnected routers. Such architecture not only considers to host routers using a single but multiple hardware chassis. To demonstrate the feasability of providing the means for building a logical router using multiple hardware routers represents the core of this thesis. For this, we have designed a logical entity called distributed IP router. We focus on two key issues for building this type of logical routers. First, supporting the intra-domain routing function in these logical entities. Second, provisioning such logicial entities with aggregated links. Our findings suggest that such logical routers are feasible and can provide new highly desirable features in comparison with standard routers, as it is the case of the aggregated links.

International Telemetering Conference Proceedings / October 18-21, 2004 / Town & Country Resort, San Diego, California
This paper evaluates the performance as well as effectiveness of the High Speed Ethernet LANBased Distributed Telemetry Data Network Architecture. It also attempts to obtain a feasible solution for the Extension of LAN over High Performance Digital Modem via Routers and Bridges. With the advent of highly efficient broadband TCP/IP network and rapid growth of data traffic demand in the area of Telemetry Data Acquisition and Processing, one has to adopt a high bit rate PCM Telemetry Data Stream with the strategy of distributed task scheduling in multiprocessor environment. The proposed Telemetry System Architecture is adopted as a milestone to Modern Telemetry system. It incorporates various value added services for the performance evaluation of various flight vehicles providing authenticated data. This paper shows that by configuring the IP addresses of various nodes and router / bridges with V.35 interfaces, it is possible to extend the Telemetry Data on a local LAN to the remote LAN for display and high speed processing in real time. Necessary comparisons of performance of the existing to the proposed systems are presented.

Computing with mobile agents is rapidly becoming a topic of mainstream research in the theory of distributed computing. The main research questions undertaken in this study concern the feasibility of solving fundamental tasks in an anonymous network, subject to limitations on the resources available to the agent. The considered challenges include: exploring a graph by means of an agent with limited memory, discovery of the network topology, and attempting to meet with another agent in another network (rendezvous). The constraints imposed on the agent include the number of moves which the agent is allowed to perform in the network, the amount of state memory available to the agent, the ability of the agent to communicate with other agents, as well as its a priori knowledge of the network topology or of global parameters.

Nous étudions dans cette thèse le problème de l'exploration parallèle d'un graphe à l'aide des multiples, synchronisés et mobiles agents. Chaque agent est une entité individuelle qui peut, indépendamment des autres agents, visitez les sommets du graphe ou parcourir ses arêtes. Le but de ensemble des agents est de visiter tous les sommets de graphe. Nous étudions d'abord l'exploration du graphe dans un modèle où chaque agent est équipé de mémoire interne, mais les nœuds n'ont pas de mémoire. Dans ce modèle les agents sont autorisés à communiquer entre eux en échangeant des messages. Nous présentons des algorithmes qui s'exécutent dans un minimum de temps possible pour polynomiale nombre d'agents (polynomiale en nombre de sommets du graphe). Nous étudions aussi quelle est l'impacte de différent méthodes des communications. Nous étudions des algorithmes où les agents peuvent se communiquer à distance arbitraire, mais aussi où communication est possible seulement entre les agents situés dans le même sommet. Dans les deux cas nous présentons des algorithmes efficaces. Nous avons aussi obtenu des limites inférieures qui correspondent bien à la performance des algorithmes. Nous considérons également l'exploration de graphe en supposant que les mouvements des agents sont déterminés par le soi-disant rotor-router mécanisme. Du point de vue d'un sommet fixé, le rotor- router envoie des agents qui visitent les sommet voisins dans un mode round-robin. Nous étudions l'accélération défini comme la proportion entre le pire des cas de l'exploration d'un agent unique et des plusieurs agents. Pour générales graphes, nous montrerons que le gain de vitesse en cas de multi-agent rotor-router est toujours entre fonction logarithmique et linéaire du nombre d'agents. Nous présentons également des résultats optimaux sur l'accélération de multi-agent rotor-router pour cycles, expanseurs, graphes aléatoires, cliques, tores de dimension fixé et une analyse presque optimale pour hypercubes. Finalement nous considérons l'exploration sans collision, où chaque agent doit explorer le graphe de manière indépendante avec la contrainte supplémentaire que deux agents ne peuvent pas occuper le même sommet. Dans le cas où les agents sont donnés le plan de graphe, on présente un algorithme optimal pour les arbres et un algorithme asymptotiquement optimal pour générales graphes. Nous présentons aussi des algorithmes dans le cas de l'exploration sans collision des arbres et des générales graphes dans la situation où les agents ne connaissent pas le graphe. Nous fermons la thèse par des observations finales et une discussion de problèmes ouverts liés dans le domaine de l'exploration des graphes.

Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons à la coordination et l'optimisation du trafic aux intersections des réseaux routiers, avec la particularité de considérer des véhicules autonomes intelligents. Cette thèse est organisée en deux grandes parties. La première se concentre sur le problème du partage d'un espace de voie par deux files de véhicules évoluant en sens opposés. L'état de l'art montre le peu de travaux abordant cette question. Nous explorons deux approches par coordination réactive, en relation avec un critère de minimisation des retards. Les performances de ces approches ont été mesurées statistiquement en simulation. La deuxième partie de la thèse s'attaque au problème générique de la gestion du trafic au sein d'un réseau routier. Nous développons une approche originale à deux égards: d'une part elle explore un principe de passage en alternance des flux permettant de ne pas arrêter les véhicules aux intersections, et d'autre part, elle propose des algorithmes d'optimisationdistribuée de ce passage alterné au niveau de chaque intersection et au niveau du réseau global. La thèse présente successivement les choix de modélisation, les algorithmes et l'étude en simulation de leurs performances comparées à desapproches existantes
In this thesis, we focus on traffic coordination and optimization in road intersections, while accounting for intelligent autonomous vehicles. This thesis is organized in two parts. The first part focuses on the problem of sharing a one-lane road between two opposite flows of vehicles. The state of the art shows few studies addressing this issue. We propose two reactive coordination approaches that minimize vehicle delays and measure their performances statistically through simulations. The second part of the thesis addresses the problem of generic traffic management in a traffic network. We develop a stop-free approach that explores a principle alternating vehicles between flows at intersections, and it provides distributed algorithms optimizing this alternation at each intersection and in the overall network. We present the modeling choices, the algorithms and the simulation study of our approach and we compare its performances with existing approaches

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri-Columbia, 2007.
The entire dissertation/thesis text is included in the research.pdf file; the official abstract appears in the short.pdf file (which also appears in the research.pdf); a non-technical general description, or public abstract, appears in the public.pdf file. Title from title screen of research.pdf file (viewed Mar. 3, 2008). Vita. Includes bibliographical references.

Avec le développement des mesures de pluie à hautes résolutions spatiale et temporelle, l'utilisation de modèles hydrométéorologiques distribués est désormais envisagée pour anticiper les conséquences locales des événements pluvieux à l'échelle de vastes régions. Cependant, une estimation des conséquences locales à travers une prévision distribuée des débits reste délicate à mettre en œuvre : les incertitudes autour des valeurs de débits peuvent être importantes dans des conditions non jaugées et les conséquences de la crue sont très dépendantes de la configuration du terrain. C'est dans ce contexte que des tests préliminaires ont été conduits par l'Ifsttar afin de développer un système d'alerte capable d'évaluer, en temps réel, un risque de submersion des routes. Initialement testé sur des fenêtres de dimensions limitées, le système à été étendu au département du Gard soit une zone d'étude de 5000 km² comprenant environ 2000 points cibles pour lesquelles des niveaux de risque de coupure sont évalués. L'approche proposée combine un modèle pluie-débit distribué, adapté aux crues éclair, et un modèle d’évaluation de la vulnérabilité des routes. Le système, dont la validation a été effectuée à l'aide d'inventaires de routes submergées, a montré des résultats satisfaisants même si le nombre important de fausses alarmes qu'il génère limite son utilisation à l'échelle locale. Cette application particulière a également été utilisée pour évaluer l'apport des lames d'eau radar pour des applications hydrologiques distribuées. Au final, cette thèse a permis de mettre en avant le potentiel du système à devenir un outil innovant et performant de prévision distribuée des crues
Abstract With the development of high spatial and temporal resolution rainfall measurements, distributed hydro-meteorological models can provide useful information to anticipate the local consequences of storm events over a region. Nevertheless, the estimation of local consequences through distributed discharge forecasting is not a straightforward purpose: the uncertainties associated to discharge forecasts may be very important, especially in ungauged areas and the consequences highly depend on the local susceptibility to flooding. In this context, a prototype of road inundation warning system, providing a rating of road submersion risk every 15 minutes during a flood event, has been developed. Initially tested in limited areas, the system has been extended to the entire Gard department which represents an application area of 5000 km² including 2000 target points for which warnings are computed. The system combines a distributed rainfall-runoff model and a susceptibility rating model. The system has been validated against reported road inundations. It appeared to perform well, even if the number of generated false alarms is important. The road inundation warning system has been then used to evaluate the usefulness of radar quantitative precipitation estimates for hydrological distributed applications. In order to improve the results, data assimilation techniques have been implemented to correct the susceptibility rating of the road sections as well as the rainfall-runoff model. Finally, this work demonstrated the potential of highly distributed rainfall-runoff model in combination with local exposure models as an innovating and efficient flood forecasting tool

Les transports terrestres occupent une place majeure dans notre société, notamment en ville où les ralentissements aux heures de pointe peuvent avoir un impact notable sur l'organisation des activités, l'économie ou encore l'écologie. Les infrastructures routières sont généralement coordonnées par un centre de contrôle, responsable du maintien des équipements, de leurs réglages initiaux et de la gestion des incidents (matériels ou humains). Les nouvelles technologies de l'information et de la communication ont permis, en l'espace de quelques années, de mettre en œuvre des systèmes de transport intelligents. À l'aide de multiples points de mesures répartis sur le territoire, un opérateur peut dénombrer les usagers et en déduire la charge du réseau. Toutefois, centraliser les informations présente de nombreuses limites. Cette thèse vise à étudier l'emploi de systèmes distribués afin de mettre en œuvre des systèmes de transport intelligents grâce à un réseau de capteurs sans fil. Couplés à une unité de détection (p. ex., un magnétomètre), les capteurs communicants peuvent réagir au passage d'un véhicule en étant déployés, par exemple, sur les voies. Ils sont également capables de coopérer et de s'affranchir d'une entité centrale, rendant tout ou partie d'une zone urbaine totalement indépendante. D'autre part, ces réseaux peuvent fonctionner de manière autonome et tolèrent mieux les pannes, car aucun élément n'est indispensable au fonctionnement global du système. Enfin, les éléments de ces réseaux sont petits, peu coûteux, et communiquent en sans fil, ce qui leur permet d'être déployés et redéployés rapidement et de manière dense
Road traffic has a significant effect on metropolitan activities, especially during peak hours when it impacts on areas such as the economy and the environment. Road infrastructure is typically coordinated from a control centre that is responsible for maintaining not only its equipment but also their initial settings and incident management (both material and human). During the past few years, new technologies in the fields of information and communication have led to the introduction of intelligent transportation systems. Using multiple measurement points distributed across a country, an operator can count road users and calculate the network load. However, the centralization of information has a number of drawbacks. The aim of this thesis is to study the use of distributed systems in order to implement intelligent transportation systems via a wireless sensor network. Coupled to a detection unit (e.g., a magnetometer), the interconnected sensors can respond to the passage of a vehicle when deployed, for example, along the road. They can also work together without recourse to a central entity - rendering all or part of an urban area totally independent. Furthermore, these networks can operate autonomously and are less susceptible to breadown, because the overall running of the system is not affected by the failure of individual components. Finally, components are small and cheap, and they operate wirelessly, which means they can be deployed and redeployed both rapidly and densely

Le développement des réseaux séparatifs entraîne le transfert fréquent de polluants urbains vers les milieux récepteurs (plans d’eau, rivières, etc.). La compréhension des processus de production et de lessivage des polluants dans le milieu urbain est pourtant incomplète à l’heure actuelle. Afin de répondre aux questions liées à la gestion des eaux urbaines, l’amélioration des connaissances des processus physiques est nécessaire, tant au niveau des surfaces urbaines que les réseaux d'assainissement. Pour cela, la modélisation du transfert hydrologique des polluants en milieu urbain peut être un outil précieux.Cette thèse a pour objectif de développer et d'analyser des modèles distribués à base physique pour simuler les flux de polluants routiers (Matières En Suspension (MES), Hydrocarbures, Métaux) dans un environnement urbain. Elle s'inscrit dans le cadre du projet ANR "Trafipollu" et bénéficie des résultats expérimentaux mis en œuvre dans ce projet pour la calibration et validation des modèles utilisés. Le travail de thèse s’articule autour de deux échelles de modélisation : l’échelle locale et l’échelle du quartier.A l'échelle locale, le code FullSWOF (volumes finis, schéma numérique d'ordre 2) couplé au modèle d’érosion d'Hairsine and Rose (1992a; 1992b) et des données géographiques très détaillées (résolution spatiale centimétrique) ont été utilisés et adaptés afin d'améliorer nos connaissances des processus physiques du lessivage des polluants sur les surfaces urbaines. La comparaison aux mesures en continu permet d’évaluer la performance d’une modélisation physique pour représenter les variations spatiales et temporelles des processus de transferts des polluants sur les surfaces urbaines. Les analyses des résultats obtenus permettent de constater la prédominance des effets d'arrachement liés à la pluie sur les processus d'entrainement par l'advection sur la majeure partie du bassin versant routier. L’utilisation d’un modèle d’érosion pour modéliser le transport particulaire en zone urbaine est une innovation importante de cette thèse.A l’échelle du quartier, la deuxième étape du travail consiste à coupler séquentiellement le modèle TREX (Velleux, England, et al., 2008) avec le modèle CANOE (Alison, 2005), nommé "TRENOE" plateforme. En changeant différentes options de mise en œuvre et de configurations du modèle, l’adaptation de la précision numérique et l’utilisation de données détaillées d’occupation du sol semblent être les facteurs clés pour une telle modélisation. Par ailleurs, ce couplage a montré des problèmes de fond tels que la modélisation du schéma numérique des flux en surface (seulement dans 4 directions), ainsi que l'utilisation de l'équation USLE pour simuler l'érosion en milieu urbain, ne comprenant pas d’impact des gouttes de pluie pour la modélisation.Pour remédier à ces défauts, la plateforme opensource LISEM-SWMM est développée en couplant le modèle LISEM (De Roo, Wesseling, et al., 1996), modèle d’érosion développé initialement pour le milieu naturel, et le modèle SWMM (Rossman, 2010). Pour la première fois, la modélisation hydrologique s’appuie aussi sur l’utilisation de sorties de modèles atmosphériques pour les dépôts des particules fines (PM10), hydrocarbures et métaux. Les résultats montrent que l’emploi de modèles totalement distribués peut arriver à reproduire de manière très fine les dynamiques des particules, des hydrocarbures et des métaux. Même si à ce stade la plateforme développée nécessite des améliorations pour adapter aux utilisations dans le champ opérationnel, ceci constitue une avancée pour le domaine de modélisation du transfert hydrologique des polluants routiers en milieu urbain
Nowadays, the increasing use of separate stormwater systems causes a frequent transport of urban pollutants into receiving water bodies (lakes, rivers). However, current studies still lack of the knowledge of urban build-up and wash-off processes. In order to address urban management issues, better understanding of physical mechanism is required not only for the urban surfaces, but also for the sewer systems. In this context, the modelling of hydrological transfer of urban pollutants can be a valuable tool.This thesis aims to develop and assess the physically-based and distributed models to simulate the transport of traffic-related pollutants (suspended solids, hydrocarbons, heavy metals) in urban stormwater runoffs. This work is part of the ANR "Trafipollu" project, and benefit from the experimental results for model calibration and validation. The modelling is performed at two scales of the urban environment: at the local scale and at the city district scale.At the local scale of urban environment, the code FullSWOF (second-order finite volume scheme) coupled with Hairsine and Rose model (1992a; 1992b) and detailed monitoring surveys is used to evaluate urban wash-off process. Simulations over different rainfall events represent promising results in reproducing the various dynamics of water flows and particle transfer on the urban surfaces. Spatial analysis of wash-off process reveals that the rainfall-driven impacts are two orders of magnitude higher than flow-drive effects. These findings contribute to a significant improvement in the field of urban wash-off modelling. The application of soil erosion model to the urban context is also an important innovation.At the city district scale, the second step consists of coupling the TREX model (Velleux, England, et al., 2008) and the CANOE model, named "TRENOE" platform. By altering different options of model configurations, the adequate numerical precision and the detailed information of landuse data are identified as the crucial elements for achieving acceptable simulations. Contrarily, the high-resolution topographic data and the common variations of the water flow parameters are not equally significant at the scale of a small urban catchment. Moreover, this coupling showed fundamental problems of the model structure such as the numerical scheme of the overland flow (only 4 directions), and the empirical USLE equations need to be completed by raindrop detachment process.To address these shortcomings, the LISEM - SWMM platform is developed by coupling the open-source LISEM model (De Roo, Wesseling, et al., 1996), which is initially developed for soil erosion simulations, and the SWMM model (Rossman, 2010). For the first time, the hydrological model is also supported by the simulations of atmospheric dry deposits of fine particles (PM10), hydrocarbons and heavy metals. The performance of water flow and TSS simulations are satisfying with the calibrated parameters. Considering the hydrocarbons and heavy metals contents of different particle size classes, simulated event mean concentration of each pollutant is comparable to local in-situ measurements. Although the platform at current stage still needs improvements in order to adapt to the operational applications, the present modelling approach contributes to an innovative technology in the field of modelling of hydrological transfer of the traffic-related pollutants in urban environment

Dans cette thèse nous nous intéressons à l’étude et la résolution de problèmes d’optimisation dans le domaine du transport. Le problème fondamental est de déterminer le plus court chemin à effectuer à travers un ou plusieurs modes de transport d’un point A vers un point B. Au cours des deux dernières décennies, les chaines logistiques soulèvent un grand nombre de problèmes combinatoires avec des enjeux économiques et environnementaux importants à résoudre: problèmes d’ordonnancement, problèmes de tournées de véhicules, problème de routage de véhicules... Ce travail de recherche a pour objectif d’identifier et de lever certains verrous scientifiques sur la modélisation et l’optimisation de ces problèmes. Deux méthodes originales sont présentées dans ce manuscrit. Dans un premier temps, nous proposons un algorithme d’optimisation par méta-heuristiques, pour orienter les véhicules à prendre la bonne décision de choisir le parcours optimal et de favoriser la fluidité du trafic. La modélisation de notre système est basée sur une nouvelle architecture distribuée des systèmes multi-agents et un nouveau protocole de communication. Notre système se base sur une fonction multi-objective avec plusieurs paramètres (i.e. densité, vitesse, nombre de voiture, ...).Le recueil de ces données joue un rôle important afin de s’assurer de l’applicabilité et de l’efficacité de notre solution. Nous proposons un algorithme de réseaux de neurones convolutionels profonds afin d’obtenir l’état du trafic en temps réel. La deuxième partie de notre thèse s’intéresse à une nouvelle politique de mobilité exigée par la croissance de la taille des réseaux et les évolutions technologiques en transport: la plannification des chaînes d’activité quotidiennes dans un contexte multimodal. Le choix modal du transport consiste à utiliser successivement un ou plusieurs modes de transport. Nous proposons un algorithme de colonies de fourmis avec les fenêtres temporelles tout en adoptant un nouveau concept de flexibilité. L’introduction de cet aspect induit de nouveaux défis et de nouvelles contraintes auxquelles il faut répondre.Pour chaque problématique, des expériences sont réalisées afin d’évaluer la performance de nos approches de résolution sur des instances de littérature
In this thesis we present some models of optimization problems in transportation field; The fundamental problem is to define the shortest path bewteen two points through one or many modes of transport. Over the past two decades, logistics chains have raised a large number of combinatorial problems with important economic and environmental issues to be solved: scheduling problems, rooting vehicles, monitoring trafic ... Two original methods are presented in this thesis. First, we propose a meta-heuristic optimization algorithm, to guide the vehicles to make the right decision to choose the optimal route and to promote traffic fluidity. The modeling of our system is based on a new distributed architecture of multi-agent systems and a new communication protocol. Our system is based on a multi-objective function with several parameters (i.e. density, speed, number of cars, ...). The collection of this data plays an important role in ensuring the applicability and effectiveness of our solution.We propose a deep convolutional neural network algorithm to obtain real-time traffic status. The second part of our thesis focuses on a new policy of mobility required by the growth of network size and new high technological developments in transport : the planning of daily activity chains in a multimodal context. The modal choice of transport consists in successively using one or more modes of transport. We propose the ant colony algorithm with time windows involving a new concept of flexibility. The introduction of this aspect introduces new challenges and new constraints that must be resolved.For each problem, experiments are carried out in order to evaluate the performance of our approaches on literature instances. In particular, our algorithms have improved the results obtained by the best existing approaches

Dans cette thèse sont étudiées des méthodes pour gérer des systèmes urbains de taxis électriques autonomes partagés dans un contexte en ligne dans lequel les requêtes des clients se produisent au fil du temps, et où les véhicules sont disponibles pour le partage de trajet et nécessitent une gestion de la recharge électrique. Nous proposons des heuristiques basées sur la décomposition de ce problème qui incluent la répartition du réseau routier et la mise en évidence de sous-problèmes tels que la gestion de la charge, la redistribution des véhicules vides et le partage de trajet dynamique. L'ensemble des nouvelles méthodes de redistribution des véhicules vides est proposée, dont proactives, c'est-à-dire qui prennent en compte à la fois la demande actuelle et la demande future anticipée, contrairement aux méthodes réactives, qui agissent uniquement sur la demande actuelle. Nous fournissons l'apprentissage par renforcement à différents niveaux en fonction de la granularité du système. Nous proposons un modèle RL basé sur les stations pour les petits réseaux et un modèle RL basé sur les zones, où les agents sont des zones de la ville obtenues par partitionnement, pour les plus grands. L'optimisation sous l'information complète est fournie afin d'analyser les performances du système a-posteriori en contexte hors ligne.L'évaluation des performances des méthodes proposées est accomplie dans un ensemble de réseaux routiers de nature et de taille différentes. La méthode proposée fournit des résultats prometteurs surpassant les autres méthodes testées et les données réelles sur les performances du système de taxi en termes de nombre de passagers satisfaits sous une flotte de taxi fixe
In this thesis are investigated methods to manage shared electric autonomous taxi urban systems under online context in which customer demands occur over time, and where vehicles are available for ride-sharing and require electric recharging management. We propose the heuristics based on problem decomposition which include road network repartition and highlighting of subproblems such as charging management, empty vehicle redistribution and dynamic ride-sharing.The set of new methods for empty vehicle redistribution is proposed, such as proactive, meaning to take into account both current demand and anticipated future demand, in contrast to reactive methods, which act based on current demand only.We provide the reinforcement learning in different levels depending on granularity of the system.We propose station-based RL model for small networks and zone-based RL model, where the agents are zones of the city obtained by partitioning, for huge ones. The complete information optimisation is provided in order to analyse the system performance a-posteriori in offline context.The evaluation of the performance of proposed methods is provided in set of road networks of different nature and size. The proposed method provides promising results outperforming the other tested methods and the real data on the taxi system performance in terms of number of satisfied passengers under fixed fleet size

Tout phénomène, qu'il soit biologique, géologique ou mécanique peut être décrit à l'aide de lois de la physique en termes d'équations différentielles, algébriques ou intégrales, mettant en relation différentes variables physiques. Les objectifs de la thèse sont de montrer comment les systèmes à paramètres distribués peuvent être modélisés par un modèle bond graph, qui est par nature un modèle à paramètres localisés. Deux approches sont possibles : - utiliser une technique d'approximation qui discrétise le modèle initialement sous forme d'équations aux dérivées partielles (EDP) dans le domaine spatial, en supposant que les phénomènes physiques distribués peuvent être considérés comme homogènes dans certaines parties de l'espace, donc localisés. - déterminer la solution des EDP qui dépend du temps et de l'espace, puis à approximer cette solution avec différents outils numériques. Le premier chapitre rappelle quelques méthodes classiques utilisées pour l'approximation des EDP et les modèles bond graphs correspondants.Dans le deuxième chapitre, l'approche port-Hamiltonienne est présentée et son extension aux systèmes à paramètres distribués est proposée. Dans le troisième chapitre, les principaux modèles utilisés pour la représentation des flux de trafic routier sont rappelés et mis en œuvre en simulation. Ceci conduit à des comparaisons, d'une part entre différentes méthodes de résolution numérique et d'autre part entre différents modèles. Dans le quatrième chapitre, une approche originale propose d'étendre la représentation bond graph issue de la méthodologie Computational Fluid Dynamics au flux de trafic, en utilisant un modèle EDP à deux équations proposé par Jiang

Les travaux de recherche présentés dans cette thèse s'intègrent dans le cadre du projet national VIATIC.MOBILITE du pôle de compétitivité I-TRANS « Le ferroviaire au cœur des systèmes de transports innovants » (http://www.i-trans.org/index.htm). De nos jours, les informations liées au déplacement et à la mobilité dans un réseau de transport représentent sans aucun doute un potentiel important. En effet, on peut imaginer une infinité de services innovants liés à la mobilité, non seulement à destination du grand public, mais également à des entreprises, dans le conseil en mobilité pour leurs plans de déplacement. Le but de cette thèse est donc de fournir un système d'aide à la mobilité qui s'articule autour des motifs de déplacements quotidiens, occasionnels, de tourisme, de culture, etc. avec la possibilité de pouvoir bénéficier d'une information pertinente et exploitable.
Ces travaux de recherche visent à mettre en œuvre un Système d'Information de Transport Multimodal (SITM) pour optimiser la gestion de flux des requêtes utilisateurs qui peuvent être nombreuses et simultanées. Dans ce cas, le SITM doit pouvoir procéder par des processus de décomposition des requêtes simultanées en un ensemble de tâches indépendantes. Chaque tâche correspond à un service qui peut être proposé par plusieurs fournisseurs d'information, en concurrence, avec différents couts, formats et temps de réponse. Un fournisseur d'information voulant proposer ses services via le SITM, doit d'abord y enregistrer son système d'information, en assumant la responsabilité des aspects juridiques et qualitatifs de ses données. Le SITM est donc lié à un Réseau informatique Etendu et distribué de Transport Multimodal (RETM) qui comporte plusieurs sources d'information hétérogènes des différents services proposés aux utilisateurs de transport.
L'aspect dynamique, distribué et ouvert du problème, nous a conduits à adopter une modélisation multi-agent pour assurer au système une évolution continue et une flexibilité pragmatique. Le système multi-agent proposé s'appuie sur les métaheuristiques pour la recherche et la composition des services; la recherche des services se base sur le paradigme Agent Mobile (AM) utilisant un algorithme d'optimisation dynamique de construction des Plans De Routes (PDR). Cette première étape d'optimisation prépare les parcours des AMs en prenant en considération l'état du RETM. La composition des services utilise les algorithmes évolutionnistes pour optimiser les réponses en termes de coût et de temps, sachant qu'une réponse à une requête utilisateur ne doit pas dépasser un temps maximum autorisé et qu'un utilisateur cherche toujours à avoir le meilleur rapport qualité prix pour les services qu'il demande.
Enfin, le SITM prend en considération les éventuelles perturbations sur le RETM (pannes, goulets d'étranglements, etc.) pour satisfaire les requêtes utilisateurs dans tous les cas de figure. Dans ce contexte, nous avons créé un protocole de négociation entre les agents mobiles et les agents responsables des choix des fournisseurs d'information pour les services demandés, ces agents sont appelés agents Ordonnanceurs. Le protocole proposé dépasse les limites d'une communication agent traditionnelle, ce qui nous a incités à associer au système une ontologie flexible qui permet d'automatiser les différents types d'échanges entre les agents grâce à un vocabulaire approprié.
Les résultats expérimentaux présentés dans cette thèse justifient l'utilisation du paradigme agent mobile dans notre système qui remplace parfaitement bien les paradigmes classiques telle que l'architecture client/serveur. Les simulations présentées montrent différents scénarios de gestion d'un nombre des requêtes simultanées plus ou moins important. En effet, quelque soit le nombre de requêtes utilisateurs formulées pendant un court laps de temps , le système se charge de leur décomposition, de l'identification des services demandés et des fournisseurs d'information susceptibles d'y répondre.

La politique des transports dans le monde et en Europe évolue vers une vision co-modale. Cette nouvelle politique n'oppose plus la voiture au transport public mais encourage une combinaison de tous les modes de transport en espérant ainsi assurer un développement rentable et durable.Nous focalisons notre étude sur le service transport de personnes qui s'inscrit au cœur des politiques co-modales en combinant tous les modes de transport en commun (métro, bus..) et promeut de nouveaux modes d'utilisation de la voiture particulière comme le covoiturage (partage d'un véhicule personnel) ou l'AutoPartage (voiture en libre-service).Toutefois, pour générer un itinéraire exploitant les services de plusieurs opérateurs de transport, il faut consulter plusieurs sites internet. Selon le déplacement à réaliser, cette tâche de planification complexe peut être très difficile à réaliser et ne garantit pas l'optimalité de l'itinéraire sélectionné.Nous nous sommes donc intéressés à la conception d'un système d'aide au déplacement capable de fournir une information voyageur (co-modale) en mettant en relation plusieurs opérateurs de transport (en commun et individuel). Le système en question doit être capable d'assister l'utilisateur dans la phase de planification par la constitution d'un carnet de voyage proposant plusieurs itinéraires multi-opérateurs. De plus, il assiste l'utilisateur en cas de perturbation en l'informant et en lui proposant des itinéraires de secours. Ce travail est basé sur des avancées technologiques qui facilitent l'optimisation dans un environnement distribué (Multi-agent - SOA) et rendent l'information accessible grâce à un grand nombre de médias (téléphone, PDA..)

L'analyse et la prévision du comportement des réseaux de transport sont aujourd'hui des éléments cruciaux pour la mise en place de politiques de gestion territoriale. La simulation informatique du trafic routier est un outil puissant permettant de tester des stratégies de gestion avant de les déployer dans un contexte opérationnel. La simulation du trafic à l'échelle d'un ville requiert cependant une puissance de calcul très importante, dépassant les capacité d'un seul ordinateur.Dans cette thèse, nous étudions des méthodes permettant d'effectuer des simulations de trafic multi-agent à large échelle. Nous proposons des solutions permettant de distribuer l'exécution de telles simulations sur un grand nombre de coe urs de calcul. L'une d'elle distribue directement les agents sur les coeurs disponibles, tandis que la seconde découpe l'environnement sur lequel les agents évoluent. Les méthodes de partitionnement de graphes sont étudiées à cet effet, et nous proposons une procédure de partitionnement spécialement adaptée à la simulation de trafic multi-agent. Un algorithme d'équilibrage de charge dynamique est également développé, afin d'optimiser les performances de la distribution de la simulation microscopique.Les solutions proposées ont été éprouvées sur un réseau réel représentant la zone de Paris-Saclay.Ces solutions sont génériques et peuvent être appliquées sur la plupart des simulateurs existants.Les résultats montrent que la distribution des agents améliore grandement les performances de la simulation macroscopique, tandis que le découpage de l'environnement est plus adapté à la simulation microscopique. Notre algorithme d'équilibrage de charge améliore en outre significativement l'efficacité de la distribution de l'environnement
Nowadays, analysis and prediction of transport network behavior are crucial elements for the implementation of territorial management policies. Computer simulation of road traffic is a powerful tool for testing management strategies before deploying them in an operational context. Simulation of city-wide traffic requires significant computing power exceeding the capacity of a single computer.This thesis studies the methods to perform large-scale multi-agent traffic simulations. We propose solutions allowing the distribution of such simulations on a large amount of computing cores.One of them distributes the agents directly on the available cores, while the second splits the environment on which the agents evolve. Graph partitioning methods are studied for this purpose, and we propose a partitioning procedure specially adapted to the multi-agent traffic simulation. A dynamic load balancing algorithm is also developed to optimize the performance of the microscopic simulation distribution.The proposed solutions have been tested on a real network representing the Paris-Saclay area.These solutions are generic and can be applied to most existing simulators.The results show that the distribution of the agents greatly improves the performance of the macroscopic simulation, whereas the environment distribution is more suited to microscopic simulation. Our load balancing algorithm also significantly improves the efficiency of the environment based distribution

Il lavoro è stato suddiviso in tre macro-aree. Una prima riguardante un'analisi teorica di come funzionano le intrusioni, di quali software vengono utilizzati per compierle, e di come proteggersi (usando i dispositivi che in termine generico si possono riconoscere come i firewall). Una seconda macro-area che analizza un'intrusione avvenuta dall'esterno verso dei server sensibili di una rete LAN. Questa analisi viene condotta sui file catturati dalle due interfacce di rete configurate in modalità promiscua su una sonda presente nella LAN. Le interfacce sono due per potersi interfacciare a due segmenti di LAN aventi due maschere di sotto-rete differenti. L'attacco viene analizzato mediante vari software. Si può infatti definire una terza parte del lavoro, la parte dove vengono analizzati i file catturati dalle due interfacce con i software che prima si occupano di analizzare i dati di contenuto completo, come Wireshark, poi dei software che si occupano di analizzare i dati di sessione che sono stati trattati con Argus, e infine i dati di tipo statistico che sono stati trattati con Ntop. Il penultimo capitolo, quello prima delle conclusioni, invece tratta l'installazione di Nagios, e la sua configurazione per il monitoraggio attraverso plugin dello spazio di disco rimanente su una macchina agent remota, e sui servizi MySql e DNS. Ovviamente Nagios può essere configurato per monitorare ogni tipo di servizio offerto sulla rete.

碩士
國立交通大學
資訊工程研究所
82
Distributed memory multicomputers have recently offered an effective approach to supercomputing by connecting a large number of low-cost processors. Processes running on these processors of distributed memory multicomputers communicate with each other through message passing to achieve the goals of synchonization and data sharing. Unfortunately, few of the contemporary processors support message transmission mechanisms, thus, the start-up delay dominates the communication latency. Moreover, in a multi-hop topology multicomputer system, the routing processes also severely affect the normal computation jobs of the intermediate processors along the routing path. In this project, we design a hardware intelligent message router which can be used to reduce the message transmission start-up delay and off-load the burden of the processors from the normal computation. Besides, the proposed processor/router interface enables this message router to accommodate to heterogeneous processors in the distributed memory multicomputer system. This intelligent message router is implemented and simulated under the environment of Verilog-XL. The simulation result shows that the message router significantly reduces the start-up delay. And we also show how to prevent the intermediate processors from being interfered by using this intelligent message router.

碩士
國立交通大學
資訊科學與工程研究所
106
In order to prevent the network node from being the bottleneck and SPOF of the OpenStack architecture, OpenStack proposed the concept of distributed virtual router(DVR). By distributing the virtual router into compute nodes, most of the network traffic no longer needs to go through the network node and thus reduces the load of the network node. However, while using the load balancing service of OpenStack, traffic cannot go directly from the Internet to the computing node where the server is located. Instead, traffic needs go through LBaaS Namespace or Octavia amphorae VM before being distributed to servers by the load balancer. DVR cannot play a part and network node (or one of the compute nodes) will still be the bottleneck of OpenStack. To solve the issue, we refer to Octavia and propose an active-active high availability load balancing architecture. The new architecture will use multiple VM-based load balancers to run simultaneously on each compute node, so traffic visiting load balancers will be distributed to load balancers without centralizing through one node. In this paper we will implement the new load balancing architecture on OpenStack with DVR play in part.

Searching for textual information has become an important activity on the web. To satisfy the rising demand and user expectations, search systems should be fast, scalable and deliver relevant results. To decide which objects should be retrieved, search systems should compare holistic meanings of queries and text document objects, as perceived by humans. Existing techniques do not enable correct comparison of composite holistic meanings like: "evidences on role of DR2 gene in development of diabetes in Caucasian population", which is composed of multiple elementary meanings: "evidence", "DR2 gene", etc. Thus these techniques can not discern objects that have a common set of keywords but convey different meanings. Hence we need new methods to compare composite meanings for superior search quality. In distributed search engines, for scalability, speed and efficiency, index entries should be systematically distributed across multiple index-server nodes based on the meaning of the objects. Furthermore, queries should be selectively sent to those index nodes which have relevant entries. This requires an overlay Semantic Routed Network which will route messages, based on meaning. This network will consist of fast response networking appliances called semantic routers. These appliances need to: (a) carry out sophisticated meaning comparison computations at high speed; and (b) have the right kind of behavior to automatically organize an optimal index system. This dissertation presents the following artifacts that enable the above requirements: (1) An algebraic theory, a design of a data structure and related techniques to efficiently compare composite meanings. (2) Algorithms and accelerator architectures for high speed meaning comparisons inside semantic routers and index-server nodes. (3) An overlay network to deliver search queries to the index nodes based on meanings. (4) Algorithms to construct a self-organizing, distributed meaning based index system. The proposed techniques can compare composite meanings ~105 times faster than an equivalent software code and existing hardware designs. Whereas, the proposed index organization approach can lead to 33% savings in number of servers and power consumption in a model search engine having 700,000 servers. Therefore, using all these techniques, it is possible to design a Semantic Routed Network which has a potential to improve search results and response time, while saving resources.

Thesis (M.S.)--University of Wisconsin--Madison, 1996.
Typescript. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references (leaves 154-159).

碩士
國立中山大學
資訊管理學系研究所
95
When a large number of base stations fail due to the breakdown of some transmission circuit in a mobile cellular network, base stations located in neighboring areas may take over those malfunctioned base stations and continue to provide the access service of mobile communications for users in surrounding areas, thereby reducing the area in which mobile communications are out of service. Therefore, if leased circuits in base stations could complete the route distribution configuration prior to the onset of malfunction, it could decrease the impact of circuit breakdown and traffic loss. Also, the efficiency would be improved if the circuit assignment personnel could complete the job when the leased lines are less, while avoiding reassignment in the future and enhancing the mobile communications operations. In this study, we use a graph structure to represent the present mobile cellular network and establish the route-selection strategies. We define the "Optimal Route Assignment" for a newly constructed base station, which refers to the route assignment that causes least impact on disconnection area when any circuit in the network is broken. We also propose to use A* algorithm for optimal route assignment. However, the computation for the optimal route is time consuming. Measures such as computation time and least hops are considered in designing other strategies for route assignment. These strategies are parametric and we carried out experiments by adjusting and controlling parameters using real routing data. The experimental results demonstrate that there is no single winner among the proposed strategies. We identify a number of best strategies for different operating regions.

碩士
國立臺灣科技大學
資訊工程系
97
Many researches on network mobility management nowadays have been done to support movement of a mobile network, including the network mobility basic support protocol (NEMO BSP) [7], the reverse routing header (RRH) [24], and the hierarchical mobile network binding (HMNB) [12]. However, NEMO BSP has many limitations, e.g., pinball routing problem, lack of intra-domain data communication, etc. As for RRH, it suffers from a binding update (BU) storm when the root mobile router (MR) handover occurs. Likewise, a lot of signaling overheads and a long handover delay occur in HMNB. To support route optimization and intra-domain data communication without a BU storm, a too long handover delay, and too many signaling overheads, a solution using subtree list and routing tables is proposed in this paper. This solution uses subtree list tables and a distributed manner to inform all home agents (HAs) associated with the care of address (CoA) of the new root-MR to avoid a BU storm with fewer signaling overheads and a shorter handover delay. Applying the derived analytical results, we demonstrate that the proposed solution can outperform NEMO BSP, RRH, and HMNB.

L’augmentation du nombre d’usagers de l’Internet a entraîné une croissance exponentielle dans les tables de routage. Cette taille prévoit l’atteinte d’un million de préfixes dans les prochaines années. De même, les routeurs au cœur de l’Internet peuvent facilement atteindre plusieurs centaines de connexions BGP simultanées avec des routeurs voisins. Dans une architecture classique des routeurs, le protocole BGP s’exécute comme une entité unique au sein du routeur. Cette architecture comporte deux inconvénients majeurs : l’extensibilité (scalabilité) et la fiabilité. D’un côté, la scalabilité de BGP est mesurable en termes de nombre de connexions et aussi par la taille maximale de la table de routage que l’interface de contrôle puisse supporter. De l’autre côté, la fiabilité est un sujet critique dans les routeurs au cœur de l’Internet. Si l’instance BGP s’arrête, toutes les connexions seront perdues et le nouvel état de la table de routage sera propagé tout au long de l’Internet dans un délai de convergence non trivial. Malgré la haute fiabilité des routeurs au cœur de l’Internet, leur résilience aux pannes est augmentée considérablement et celle-ci est implantée dans la majorité des cas via une redondance passive qui peut limiter la scalabilité du routeur. Dans cette thèse, on traite les deux inconvénients en proposant une nouvelle approche distribuée de BGP pour augmenter sa scalabilité ainsi que sa fiabilité sans changer la sémantique du protocole. L’architecture distribuée de BGP proposée dans la première contribution est faite pour satisfaire les deux contraintes : scalabilité et fiabilité. Ceci est accompli en exploitant adéquatement le parallélisme et la distribution des modules de BGP sur plusieurs cartes de contrôle. Dans cette contribution, les fonctionnalités de BGP sont divisées selon le paradigme « maître-esclave » et le RIB (Routing Information Base) est dupliqué sur plusieurs cartes de contrôle. Dans la deuxième contribution, on traite la tolérance aux pannes dans l’architecture élaborée dans la première contribution en proposant un mécanisme qui augmente la fiabilité. De plus, nous prouvons analytiquement dans cette contribution qu’en adoptant une telle architecture distribuée, la disponibilité de BGP sera augmentée considérablement versus une architecture monolithique. Dans la troisième contribution, on propose une méthode de partitionnement de la table de routage que nous avons appelé DRTP pour diviser la table de BGP sur plusieurs cartes de contrôle. Cette contribution vise à augmenter la scalabilité de la table de routage et la parallélisation de l’algorithme de recherche (Best Match Prefix) en partitionnant la table de routage sur plusieurs nœuds physiquement distribués.
The increasing number of end users has led to an exponential growth in the Internet routing table. The routing table is expected to reach a size of one million prefixes within the coming few years. Besides, current core routers may easily attain hundreds of connected BGP peers simultaneously. In classical monolithic architecture, the BGP protocol runs as a single entity inside the router. This architecture suffers from two drawbacks: scalability and reliability. BGP scalability can be measured in terms of the number of connected peers that can be handled and the size of the routing table. On the other hand, the reliability is a critical issue in core routers. If the BGP instance inside the router fails, all peers’ connections will shutdown and the new reachability state will be propagated across the Internet in a non trivial convergence delay. Although, in current core routers, the resiliency is increased considerably, it’s mainly implemented via a primary-backup redundancy scheme which limits the BGP scalability. In this thesis we address the two mentioned BGP drawbacks by proposing a novel distributed approach to increase both scalability and reliability of BGP without changing the semantic of the protocol. The BGP distributed architecture in the first paper is built to satisfy both requirements: scalability and reliability by adequately exploiting parallelism and module separation. In our model, BGP functionalities are split in a master-slave manner and the RIB (Routing Information Base) is replicated to multiple controller cards, to form a cluster of parallel computing entities. In the second paper, we address the fault tolerance of BGP within the distributed architecture presented in the first paper. We prove analytically that, by adopting the distributed architecture of BGP the availability of BGP will be increased considerably versus a monolithic architecture. In the third paper we propose a distributed parallel scheme called DRTP to partition the BGP routing table on multiple controller cards. DRTP aims at increasing the BGP scalability and the parallelization of the Best Match Prefix algorithm.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Comunicações
Existem atualmente diversas Application Programming Interfaces (APIs) que ajudam na programação de aplicações distribuídas. Na maior parte dos casos, estas utilizam de forma in exível um único tipo de protocolo aplicacional e interface, cando dependente dos protocolos de transporte já existentes e do sistema operativo. Para o programador, a stack de protocolos e o tipo de interface têm que ser decididos explicitamente antes do estabelecimento da comunicação entre os processos. Algumas APIs facilitam a programação ocultando alguns aspetos espec í cos dos mecanismos e protocolos de comunicação utilizados, disponibilizando uma interface mais homogeneizada. No entanto, a programação continua a não ser totalmente transparente e independente dos protocolos de comunicação utilizados, dos sistemas operativos e da localização relativa dos processos comunicantes. Além disso, estas APIs não tomam decisões sobre o mecanismo de comunicação a utilizar quando existem várias alternativas possíveis, sendo esta decisão da responsabilidade do programador. Num contexto de implementação de simuladores distribuídos e modulares para protocolos de redes de computadores e sistemas de comunicação, seria vantajoso poder-se utilizar uma API para comunicação dos processos de simulação que disponibilizasse apenas um único interface de programação e que decidisse de forma transparente o mecanismo ou protocolo comunicacional mais e ciente, tendo em conta a localização relativa dos processos. Nesta dissertação são abordadas as soluções semelhantes já existentes e é estudada uma API que pretende preencher estas lacunas. A arquitetura desta API será depois apresentada, assim como uma solução com base na investigação realizada. Por m, os resultados dos testes serão analizados e a conclusão apresentada. Esta dissertação foi desenvolvida no contexto do projeto RoutUM, um simulador de redes de computadores atualmente a ser desenvolvido pela Universidade do Minho.
There are several Application Programming Interfaces (APIs) available to simplify the development of distributed applications. In most cases, they invariably use one type of application protocol and interface, being dependent of the existing transport protocols and operating system. To the programmer, the protocol stack and the type of interface must be explicitly chosen before initiating communication between processes. Some APIs simplify programming by hiding some speci c aspects about the communication protocols and mechanisms, revealing a more homogenized interface. However, the programming is still not completely transparent and independent from the communication protocols, the operating system and the relative location of the communicating processes. Also, they are unable to decide which communication mechanism to be used when there are several available possibilities, leaving that responsibility to the programmer. On the context of implementation of distributed and modular simulators for network protocols and communication systems, it would be desirable to be able to use an API that would allow communication between the processes while providing only one programming interface. It would then transparently decide the most e cient mechanism or communication protocol from the relative location of the communicating processes. This dissertation will present and discuss the currently available solutions and the problems associated with the development of an API which attempts to ll the missing features indicated above. The API's architecture will then be shown and developed into a solution based on the results from the investigation. In the end, this solution will be tested and the nal results will be presented. This dissertation was developed in the context of the RoutUM project, a network simulator being currently developed in the University of Minho.

Τα δίκτυα έχουν ζήσει μια αλματώδη ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια. Ανάπτυξη που αφορά όχι μόνο το μέγεθος τους αλλά και τη λειτουργικότητά τους. Οι κόμβοι ενός δικτύου μπορούν πλέον να επιτελέσουν και λειτουργίες βασισμένες σε πολιτικές όπως το proxy-caching, το encryption, το tunneling και το firewalling. Στις μέρες μας έχει αρχίσει να εμφανίζετε η δυνατότητα προγραμματισμού στους κόμβους ενός δικτύου, επιτρέποντας έτσι τον πειραματισμό με ποιο πολύπλοκες υπηρεσίες. Η ανάγκη για πιο γρήγορη υλοποίηση νέων υπηρεσιών στα δίκτυα χρησιμοποιώντας τις ήδη υπάρχουσες πολύπλοκες δυνατότητες θέτει μια νέα, μεγάλη, πρόκληση στα ήδη υπάρχοντα εργαλεία ελέγχου των δικτύων. Η πολυπλοκότητα των υπηρεσιών, ο αριθμός των κόμβων του δικτύου, ο προγραμματισμός τέτοιων κόμβων, και η ταχύτητα απαιτούν μια πρωτοποριακή αντιμετώπιση του αντικειμένου που καλείται υλοποίηση υπηρεσιών (Service Deployment). Η παρούσα διδακτορική διατριβή παρουσιάζει μια αυτοματοποιημένη προσέγγιση σχετική με την υλοποίηση υπηρεσιών που μπορεί με ευκολία να εφαρμοστεί και σε μεγάλα ετερογενή δίκτυα. Η διατριβή επικεντρώνεται σε δυο κυρίως θέματα. Πρώτα παρουσιάζουμε ένα πλαίσιο που συνδέει τα επίπεδα του δικτύου και των κόμβων με ιεραρχικά κατανεμημένους υπολογισμούς. Και δεύτερον παρουσιάζουμε μια μέθοδο που χρησιμοποιήσαμε για να επιτύχουμε το ταίριασμα μεταξύ των προγραμματιστικών μοντέλων που χρησιμοποιούνται για τις υπηρεσίες και αυτών που χρησιμοποιούνται σαν δικτυακοί κόμβοι. Με τη βοήθεια των δυο παραπάνω προοπτικών οδηγούμαστε σε μια ολοκληρωμένη άποψη για το πώς πρέπει σε βάθος να αναλυθεί η έννοια της υλοποίησης υπηρεσιών (Service Deployment). Όταν νέες υπηρεσίες εγκαθιστούνται, το αυτοματοποιημένο σύστημα της υλοποίησης υπηρεσιών επιτρέπει στις κατανεμημένα και πολύπλοκα χαρακτηριστικά των δικτυακών στοιχείων να εντοπιστούν γρηγορότερα και να χρησιμοποιηθούν πιο αποδοτικά, σε σχέση πάντα με ένα παραδοσιακό κεντρικοποιήμενο σύστημα. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την ταχύτερη εγκατάσταση και την βέλτιστη χρησιμοποίηση των διαθέσιμων υπηρεσιών. Η δομή της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η ακόλουθη: Στο Κεφάλαιο 1 τονίζονται οι στόχοι της διδακτορικής διατριβής ενώ αναφέρονται περιληπτικά οι βασικές συνεισφορές της. Ο βασικός στόχος του Κεφαλαίου 2 είναι να εισάγει τον αναγνώστη στις αρχές της επιστήμης της XML. Αναφέρονται όλα τα βασικά στοιχεία που είναι απαραίτητα στο να διασαφηνιστούν έννοιες και αρχές σχετικά με την XML και τη χρήση της. Διευκρινίζονται θέματα όπως διαλειτουργικότητά της και η ανεξαρτησία που προσφέρει. Γίνεται μια σε βάθος περιγραφή από τα οφέλη που θα αποκομίσουμε υιοθετώντας μια τεχνολογία όπως η XML. Οφέλη που θα μας βοηθήσουν να αναπτύξουμε και να δημιουργήσουμε μια δυναμική αρχιτεκτονική που να ναι σε θέση να καλύψει τις ανάγκες μας. Στο Κεφάλαιο 3 παρουσιάζονται η μελέτη και εν συνεχεία ο σχεδιασμός του κατανεμημένου δρομολογητή (Distributed Router). Γίνεται μια παρουσίαση της προτεινόμενης λύσης. Παρουσιάζεται με έναν απλό και περιεκτικό τρόπο το FlexiNET κομμάτι του οποίου είναι ο κατανεμημένος δρομολογητής. Αναφερόμαστε στον διαχωρισμό του επιπέδου forwarding από το επίπεδο του control. Στη συνέχεια γίνεται μια λεπτομερής περιγραφή της προτεινόμενης αρχιτεκτονικής. Παρουσιάζεται μια λεπτομερής περιγραφή των επιμέρους επιπέδων του κατανεμημένου δρομολογητή. Παρουσιάζονται οι απαιτήσεις και προδιαγραφές των επιμέρους επιπέδων και γίνεται μια αντιστοίχηση με την αρχιτεκτονική του FlexiNET. Στο Κεφάλαιο 4 παρουσιάζεται μελέτη, ο σχεδιασμός και η υλοποίηση ενός ολοκληρωμένου συστήματος διαχείρισης πόρων και υλοποίησης υπηρεσιών. Αρχικά γίνεται μια παρουσίαση σχετικών εργασιών πάνω στο αντικείμενο που πραγματευόμαστε. Εντοπίζονται οι όποιες αδυναμίες και τονίζεται πως μπορούμε με τη βοήθεια του προτεινόμενου συστήματος να τις ξεπεράσουμε. Παρουσιάζουμε τις υπηρεσίες ιστού πάνω στις οποίες είναι δομημένο το σύστημά μας. Στη συνέχεια προχωράμε σε μια εις βάθος περιγραφή του συστήματος με τη χρήση εικόνων και σχεδιαγραμμάτων. Παρουσιάζουμε τον τρόπο με τον οποίο συνδέεται η προτεινόμενη αρχιτεκτονική με την αρχιτεκτονική του κατανεμημένου δρομολογητή. Χρησιμοποιούμε έναν απλό matchmaking αλγόριθμο για το τελικό τεστάρισμα του συστήματός μας. Και τέλος παρουσιάζουμε τον τρόπο με τον οποίο υλοποιείται μια υπηρεσία και καταγράφουμε τα πειραματικά αποτελέσματα. Έτσι γίνεται αναφορά στις παραμέτρους υλοποίησης του συστήματος και πως αυτές επηρεάζουν το συνολικό σύστημα. Στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζεται λεπτομερώς η διαδικασία μέσα από την οποία οδηγούμαστε από μια XML περιγραφή του κατανεμημένου μας δρομολογητή σε μια σημασιολογική περιγραφή αυτού. Αρχικά, παρουσιάζουμε με λεπτομέρεια τι είναι ο σημασιολογικός ιστός και πως δομείται. Στη συνέχεια παρουσιάζουμε τα πρότυπα και μοντέλα που χρησιμοποιεί και καταλήγουμε σε μια σημασιολογική περιγραφή του κατανεμημένου δρομολογητή. Μια βασισμένη σε οντολογίες περιγραφή του. Στο Κεφάλαιο 6 προτείνεται αρχιτεκτονική για δίκτυα σημασιολογικού Grid (Semantic Grid). Αρχικά δίνεται μια περιγραφή της τεχνολογίας Grid. Παρουσιάζονται οι στόχοι της και τα κυρία χαρακτηριστικά της συνοδευόμενα από μια γενική αρχιτεκτονική. Στη συνέχεια περνάμε στην προτεινόμενη αρχιτεκτονική. Με τη βοήθεια σχεδιαγραμμάτων και εικόνων δίνεται μια όσο το δυνατόν λεπτομερής περιγραφή του συστήματος και πως ενσωματώνει την σημασιολογική περιγραφή του κατανεμημένου δρομολογητή που παρουσιάσαμε στο προηγούμενο κεφάλαιο (Κεφάλαιο 5). Κλείνοντας το κεφάλαιο κάνουμε μια σύγκριση των αποτελεσμάτων που είχαμε πετύχει με το αρχικό μας σύστημα (Κεφάλαιο 4) σε σχέση με την υλοποίηση με τη βοήθεια του σημασιολογικού Grid. Τα αποτελέσματα και ο σχολιασμός της σύγκρισης παρουσιάζονται στο τέλος του κεφαλαίου. Συμπεράσματα και μελλοντικές προεκτάσεις της εργασίας αυτής παρουσιάζονται στο Κεφάλαιο 7.
Owing to the increase in both heterogeneity and complexity in today’s networking systems, the need arises for new network-based services architectures. They must provide flexibility and efficiency in the definition, deployment and execution of the services and, at the same time, handle the adaptability and evolution of such services. In this paper we present an approach that applies a Web-service-based resource management framework. It enables the provision of parallel applications as QoS-aware applications, whose performance characteristics may be dynamically negotiated between a client application and service providers. Our component model allows context dependencies to be explicitly expressed and dynamically managed with respect to the hosting environment, computational resources and dependencies on other components. In such a model the resource management, in terms of representation, allocation and management of the resources, plays a vital role regarding the efficiency of the entire dynamic service deployment architecture. Network and service management fields nowadays find themselves at crossroads with middleware technologies, new network architectures and emerging research directions. Middleware technologies like Web services have reached maturity and enjoy wide deployment and adoption. Network architectures and infrastructures built for different purposes are well on their way towards IP convergence, giving rise to new integrated and more complex architectures. Finally, recent ambitious research directions like autonomic computing and communications have already made a dynamic appearance in the networking community, increasing the challenges even further. This activity has coincided with the end of an era in network and service management during which vast experience has been accumulated and numerous lessons have been learned. It is based on what constitutes the past state of the art in telecommunications and in data networks, realized by many as CORBA-based distributed management platforms and SNMP-based platforms, respectively. This produces speculation and activity about redefining/reassessing the initial requirements that drove the developments in network and service management in the past and about the ‘shape’ of management when projected into the future. As network infrastructure is shifting towards service-centric networks, a number of architectural characteristics are likely to influence management operations and functionality and dictate specific choices of technologies for the realization thereof. In our opinion, three such characteristics are going to play a crucial role in the coming years: • Federated network architectures. In an effort to provide seamless end-to-end connectivity that meets customer demands, networks/service providers have started forming federations of networks wherein a number of operations, such as AAA (Authentication, Authorization, and Accounting), monitoring and SLA (Service-Level Agreement) support, are treated in a homogeneous way in a heterogeneous environment. • Network architectures with distinct separation of concerns. The most representative example is the separation of control from the forwarding plane, which allows the two to evolve separately. The binding element between the two is a set of open interfaces that abstract functionality and allow access to vendor-independent functionalities and resources. • Distributed network node architectures. Individual network nodes and other devices are clustered together to form more complex and extensible distributed architectures that operate as one integrated node. Such constellations provide the means of adding resources as needed and foster dynamic service deployment, namely the injection of new functionality into the network. In such a context, management faces a number of challenges originating from the increasing complexity and size of networks, the heterogeneity of devices and technologies that must coexist, and the high degree of flexibility required in services. The common denominator is the management functionality that injects services and components on demand and configures the network end-to-end. Unless we address these challenges with sufficient and complete technical solutions first, it is difficult to see how new research initiatives, e.g. autonomic networking, can be brought to a successful outcome. This has been the primary motivation of our research presented in this thesis, which touches upon these issues by exploring potential solutions on the service deployment and network configuration within a network architecture, called FlexiNET, that bears the aforementioned architectural characteristics. We have based our designs on Web services as the de facto standard technology in networks with high integration capability and one of the most promising approaches to future management technologies. Our research has been carried out as part of the FlexiNET European Union IST research project, and we have developed the Dynamic Service Deployment (DSD) functionality, hosted by the FlexiNET Wireless Access Node (FWAN), one of the key architectural components of the FlexiNET architecture.