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Alessandro de Luna Almeida Encadré par : Jean-Pierre Briot Jacques Malenfant Samir Aknine Une approche de réplication fondée sur les plans pour la tolérance.

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1 Alessandro de Luna Almeida Encadré par : Jean-Pierre Briot Jacques Malenfant Samir Aknine Une approche de réplication fondée sur les plans pour la tolérance aux fautes des systèmes multi-agents Smart-s

2 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...2 Motivation: objectif Quest-ce que la fiabilité? Quest-ce que la fiabilité? –« Probabilité de fonctionnement sans défaillance dun dispositif dans des conditions spécifiées et pendant une période de temps déterminée » (Larousse) Objectif: minimiser limpact de pannes sur un système multi-agent Objectif: minimiser limpact de pannes sur un système multi-agent

3 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...3 Motivation: défi Exemples de pannes: Exemples de pannes: –Bugs de programmation –Panne de processeur –Panne de communication Effets: Effets: –Comportements non attendus –Messages perdus –Retards de transmission ou traitement

4 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...4 Motivation: domaines dapplication Gestion de crise Gestion de crise Contrôle aérien Contrôle aérien Automatisation des processus Automatisation des processus Surveillance médicale en soins intensifs Surveillance médicale en soins intensifs …

5 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...5 État de lart Brazier 02, Fedoruk 02 Brazier 02, Fedoruk 02 –Réplication statique –Réplication statique –Criticité des composants peut varier Cuckuern 98, Kalbarczyk 99, Favarim 03 Cuckuern 98, Kalbarczyk 99, Favarim 03 –Réplication dynamique –Adaptation manuelle et à la charge du concepteur –Adaptation manuelle et à la charge du concepteur

6 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...6 État de lart: Guessoum 04 Réplication dynamique et automatique Réplication dynamique et automatique Comment déterminer la criticité? Comment déterminer la criticité? –Système: CPU –Sémantique: Rôles et interdépendance entre agents Rôles et interdépendance entre agents –Les messages échangées ne suffisent pas pour déterminer limportance des agents avec précision –Les messages échangées ne suffisent pas pour déterminer limportance des agents avec précision –Estimation instantanée seulement –Estimation instantanée seulement

7 02/06/20067 Notre approche Réplication prédictive, dynamique et automatique Réplication prédictive, dynamique et automatique –Hypothèse: architecture d'agent avec plans –Utiliser les plans pour estimer un modèle de criticité dans le futur AF BC D CGH E I J Agent1Agent2 AND OR AND KL OR

8 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...8 Criticité dun agent Idée Idée –Plus ses actions sont critiques, plus lagent est critique Criticité des actions du plan de lagent Criticité des actions du plan de lagent –Criticité relative de la racine du graphe de son plan courant

9 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...9 Criticité absolue dune action Définie a priori par le concepteur: Définie a priori par le concepteur: –Nombre dagents pouvant leffectuer –Ressources nécessaires (temps, mémoire, …) –Informations sémantiques du domaine dapplication

10 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...10 Criticité relative dune action Importance de laction dans le système Importance de laction dans le système Criticité absolue + utilité de ses résultats Criticité absolue + utilité de ses résultats

11 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...11 Exemple A BC DE AND OR CA = 5 CA = 1 CR = CA = 5 CR = CA = 1 CA = 4 CR = CA + MOY(CR(D),CR(E)) = 7 CA = 8 CR = CA = 8 CA = 4 CR = CA + SUM(CR(B),CR(C)) = 16

12 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...12 Mécanisme de Réplication Minimiser les probabilités de panne des agents les plus critiques Minimiser les probabilités de panne des agents les plus critiques –Fiabilité des réplicas (p i ) –Criticité des agents (c i ) Agent i ensemble des réplicas R i = {r 1, r 2, …, r ni } P(Panne (Agent i ) = 1) = (1-p 1 ) × (1-p 2 ) × … × (1-p ni ) p 1 + p 2 + … + p ni t i t i = c i × P / C P = Somme des fiabilités de tous les réplicas C = Somme des criticités de tous les agents

13 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...13 Implémentation DARX (Dynamic Agent Replication eXtension) DARX (Dynamic Agent Replication eXtension) –Plateforme de tolérance aux fautes –Grande échelle –Dynamisme –Environnement hétérogène (JAVA) –Modèle de faute: crash

14 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...14 DARX Architecture Agent Nommage & Localisation DARX MAS Réplication Détection de Défaillances Adaptateur Contrôle de réplication adaptatif

15 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...15 Expérimentations Chaque agent doit exécuter une séquence de 5 plans Chaque agent doit exécuter une séquence de 5 plans Chaque plan avec 10 actions Chaque plan avec 10 actions La durée moyenne des actions égale à 2 secondes La durée moyenne des actions égale à 2 secondes Chaque expérimentation exécutée 10 fois Chaque expérimentation exécutée 10 fois

16 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...16 Résultats – overhead

17 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...17 Résultats – qualité

18 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...18 Conclusions et perspectives Proposition dune nouvelle approche de réplication fondée sur les plans Proposition dune nouvelle approche de réplication fondée sur les plans Les résultats préliminaires sont prometteurs, mais… Les résultats préliminaires sont prometteurs, mais… –Définir formellement le problème de la tolérance aux pannes dans les systèmes multi-agents –Modeler la criticité comme une courbe au lieu d'une valeur simple –Raffiner le mécanisme de réplication en considérant les actions jointes des agents (stratégie de réplication par groupe d'agents) –Expérimentations grande échelle + comparaison avec dautres techniques

19 02/06/2006Une approche de réplication fondée sur les plans...19 Publications J.-P. Briot, Z. Guessoum, S. Aknine, A. L. Almeida, N. Faci, J. Malenfant, O. Marin, P. Sens. Engineering Control Strategies for Replication-Based Fault- Tolerant Multi-Agent Systems. In: International Workshop on Engineering of Fault Tolerant Systems, Luxembourg, June J.-P. Briot, Z. Guessoum, S. Aknine, A. L. Almeida, N. Faci, J. Malenfant, O. Marin, P. Sens. Engineering Control Strategies for Replication-Based Fault- Tolerant Multi-Agent Systems. In: International Workshop on Engineering of Fault Tolerant Systems, Luxembourg, June J.-P. Briot, Z. Guessoum, S. Aknine, A. L. Almeida, N. Faci, M. Gatti, C. Lucena, J. Malenfant, O. Marin, P. Sens. Experience and Prospects for Various Control Strategies for Self-Replicating Multi-Agent Systems. In: Workshop on Software Engineering for Adaptive and Self-Managing Systems, ICSE 2006, Shangai, China, May J.-P. Briot, Z. Guessoum, S. Aknine, A. L. Almeida, N. Faci, M. Gatti, C. Lucena, J. Malenfant, O. Marin, P. Sens. Experience and Prospects for Various Control Strategies for Self-Replicating Multi-Agent Systems. In: Workshop on Software Engineering for Adaptive and Self-Managing Systems, ICSE 2006, Shangai, China, May A. L. Almeida, S. Aknine, J.-P. Briot, J. Malenfant. Plan-based Replication for Fault-tolerant Multi-Agent Systems. In: Proceedings of the 11th IEEE Workshop on Dependable Parallel, Distributed and Network-Centric Systems (DPDNS06), 20th International Parallel and Distributed Processing Symposium (IPDPS2006), Rhodes Island, Greece, April A. L. Almeida, S. Aknine, J.-P. Briot, J. Malenfant. Plan-based Replication for Fault-tolerant Multi-Agent Systems. In: Proceedings of the 11th IEEE Workshop on Dependable Parallel, Distributed and Network-Centric Systems (DPDNS06), 20th International Parallel and Distributed Processing Symposium (IPDPS2006), Rhodes Island, Greece, April A. L. Almeida, S. Aknine, J.-P. Briot, J. Malenfant. Une approche de réplication fondée sur les plans pour la tolérance aux fautes des systèmes multi-agents. In: Journées Francophones sur les Systèmes Multi-Agents (JFSMA), Calais, France, November A. L. Almeida, S. Aknine, J.-P. Briot, J. Malenfant. Une approche de réplication fondée sur les plans pour la tolérance aux fautes des systèmes multi-agents. In: Journées Francophones sur les Systèmes Multi-Agents (JFSMA), Calais, France, November 2005.

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