Placement de tâches et équilibrage de charges au sein d’un groupe dynamique de ressources Julien Pley – Équipe ADEPT Colloque de DEA 2001/2002 Responsables: M. Hurfin et R. Andonov

Déroulement de la présentation Présentation du contexte Notion de groupe Problème de gestion de composition Problèmes de diffusion (fiable/atomique) Le Consensus Propriétés du problème Détecteurs de défaillance Utilisation du Consensus pour les problèmes de groupe Conclusion Questions

Le contexte: Système réparti Asynchrone Ensemble fini de n processus Non fiable: défaillances par panne franche Asynchrone Communication et synchronisation par messages Canaux de communication fiables

Les problèmes de groupe Gestion de composition de groupe: On veut offrir une vue cohérente du groupe à tous ses membres La diffusion: Fiable: un message doit être reçu par tous Atomique: l’ordre de réception des messages doit être le même pour tous

Le Consensus Chaque processus propose une valeur et tout le monde doit se mettre d’accord sur une des valeurs. 4 propriétés: Terminaison: Tout processus correct décide une valeur. Validité: La valeur décidée a été proposée. Intégrité: Tout processus décide au plus une fois. Accord: 2 processus corrects ne décident pas de valeurs différentes. Consensus Uniforme: Accord Uniforme : 2 processus (corrects ou non) ne décident pas de valeurs différentes.

[FLP 85]: Pas de solution déterministe Résultat dû à la difficulté de distinguer, dans le contexte asynchrone, un processus défaillant d’un message lent à arriver... Il est possible de contourner ce résultat en ajoutant des hypothèses (oracles) : On résout le Consensus binaire grâce à un générateur aléatoire de propositions : Solution non déterministe. [Ben-Or 83] On peut ensuite passer au Consensus multivalué. [MRT 00] On introduit des détecteurs de défaillance.

Détecteurs de défaillance non fiables [Chandra & Toueg 96] Donnent une liste de processus fautifs. Propriétés: Complétude Forte: Tout processus défaillant sera suspecté par tous les processus corrects. Faible : Tout processus défaillant sera suspecté par au moins un processus correct. Précision Forte: Aucun processus n’est suspecté avant de devenir défaillant. Faible: Au moins un processus correct n’est suspecté par personne.

Détecteurs de défaillance (2) Précision inéluctablement Forte: Au bout d’un certain temps, aucun processus correct n’est plus suspecté. Faible: Au bout d’un certain temps, au moins un processus correct n’est suspecté par personne.  8 classes de détecteurs: Passage de complétude faible à forte: [CT95] plus faible détecteur de défaillance [CHT96]

Protocole de consensus avec détecteurs de défaillance de classe Hypothèse : moins de n/2 processus défaillants Système de rondes : Lors de chaque ronde, un processus joue le rôle de coordinateur. Deux phases par ronde : 1: le coordinateur propose sa valeur v 2: les processus acceptent ou non v Si une majorité de processus accepte v, v est décidée. Sinon, on commence une nouvelle ronde avec un autre coordinateur.

Un protocole de consensus avec des détecteurs de défaillance de classe Phase 1: le coordinateur courant (CC) diffuse sa valeur aux autres processus. les processus attendent ce message ou bien suspectent une défaillance du CC et n’attendent plus. s’ils reçoivent le message, ils adoptent la valeur. CC

Un protocole de consensus avec des détecteurs de défaillance de classe Phase 2: Tous les processus diffusent leur valeur au CC et au prochain coordinateur (NC). Le CC et le NC attendent une majorité de messages. si le CC a reçu la valeur proposée une majorité de fois, elle est décidée. Sinon, on commence avec NC pour coordinateur. CC NC

Principe des solutions Terminaison:  un processus correct ne sera plus suspecté par personne Accord: majorité de valeurs mécanisme d’estampilles  si une valeur est décidée, ce sera toujours cette valeur qui sera proposée : vérouillage.

Application du Consensus au problème de composition de groupe [GHRT 00] Tous les processus appartenant au groupe possèdent la même vue du groupe. Certains processus peuvent: Demander à rejoindre le groupe Demander à quitter le groupe Être suspectés d’être défaillants Il faut faire évoluer la vue en fonction de ces événements.

Application du Consensus au problème de composition de groupe Les processus appartenant au groupe se mettent d’accord sur la composition de la prochaine vue en lançant 3 consensus: qui rejoint le groupe? qui quitte le groupe? qui est soupçonné d’être défaillant et est évincé? Quand le consensus est terminé, la nouvelle vue est installée.

Conclusion Consensus = base des problèmes d’accord. Gestion de composition de groupe et Consensus = outils indispensables pour la manipulation de groupes de processus. Objectif du stage: gérer le placement de tâches et l’équilibrage des charges dans une grille de calcul.