Modélisation et implémentation dun système distribué de pages blanches au sein d’une plateforme multi agent

Institut de la Francophonie pour Centre de Recherche Informatique de l'Informatique Montréal RAPPORT DE STAGE MODÉLISATION ET IMPLÉMENTATION D'UN SYSTÈME DISTRIBUÉ DE PAGES BLANCHES AU SEIN D’UNE PLATEFORME MULTI-AGENT Réalisée par : NGUYEN Thi Truc Vien Promotion - IFI Sous la responsabilité de : M Arnaud DURY Chercheur au CRIM Montréal, décembre 2003 MODÉLISATION ET IMPLÉMENTATION D'UN SYSTÈME DISTRIBUÉ DE PAGES BLANCHES AU SEIN D’UNE PLATEFORME MULTI-AGENT MODÉLISATION ET IMPLÉMENTATION D'UN SYSTÈME DISTRIBUÉ DE PAGES BLANCHES AU SEIN D’UNE PLATEFORME MULTI-AGENT Réalisée par : NGUYEN Thi Truc Vien Promotion - IFI Sous la responsabilité de : M Arnaud DURY Chercheur au CRIM Centre de Recherche Informatique de Montréal Décembre, 2003 Table des matières Table des matières Remerciements _ Résumé _ Abstract Plan du rapport _ 10 Chapitre Systèmes multi-agents et systèmes peer-to-peer 11 I Principes de base 11 I.1 Introduction des systèmes multi-agents _ 11 I.2 Systèmes multi-agents : Principes généraux et applications _ 11 I.2.1 Définition générale _ 11 I.2.1.1 Qu’est-ce qu’un agent ? _ 12 I.2.1.2 Agent mobile _ 13 I.2.1.3 Système multi-agent 13 I.2.2 Caractéristiques principales 13 I.2.3 Problèmes inhérents 13 I.3 Les plates-formes d'agents mobiles : Aglets, Jade, Voyager _ 14 I.3.1 Aglets _ 15 I.3.2 Jade _ 16 I.3.3 Voyager 16 I.3.4 Notre plate-forme multi-agent : Présentation de Guest _ 17 I.4 Les systèmes P2P 18 I.4.1 Qu’est-ce qu’un système peer-to-peer ? _ 18 I.4.2 Les services des systèmes P2P 18 I.4.3 Exemples _ 19 Chapitre État de l'art _ 21 Modélisation et implémentation d’un système distribué de pages blanches au sein d’une plate-forme multi-agent II Problèmes _ 21 II.1 Les limitations des SMA disponibles : Aglet, Jade, Voyager, … _ 21 II.1.1 Rappel de service de Pages blanches (AMS – Agent Management System) 21 II.1.2 II.2 III Problème de l'agent "PagesBlanches" 21 L’inconvénient des systèmes P2P : Gnutella, Chord _ 22 Solution _ 23 III.1 Mes travaux 23 III.2 But principal : Service de pages blanches + Peer-to-peer _ 23 III.2.1 Nouveau modèle de pages blanches 23 III.2.2 Peer-to-peer _ 23 Chapitre Analyse du système _ 24 IV Aperỗu du systốme 24 IV.1 Principes de fonctionnement du Chord 24 IV.1.1 Problèmes 24 IV.1.2 Hachage consistant _ 25 IV.1.3 Localisation par hachage – Table d’index _ 25 IV.1.4 Tolérance aux fautes – Listes de successeurs _ 26 IV.1.5 Mise l’échelle de la localisation des nœuds - Protocole de stabilisation 27 IV.1.6 Performance 27 IV.2 Principes de fonctionnement du notre Système _ 28 IV.3 Service de nomage _ 30 IV.4 Architecture du Système _ 31 IV.4.1 Agents _ 31 IV.4.2 Protocoles 31 IV.4.2.1 ProtocoleAttenteConnexionDHT _ 31 IV.4.2.2 ProtocoleConnexionDHT _ 32 IV.4.2.3 ProtocoleEnrichirDHT _ 34 IV.5 L'organisation du code 36 IV.5.1 massip _ 36 Table des matières Modélisation et implémentation d’un système distribué de pages blanches au sein d’une plate-forme multi-agent IV.5.2 SimP2P 37 Chapitre Résultats atteints _ 38 V Résultats _ 38 V.1 Système réalisé 38 V.1.1 SMA+P2P 38 V.1.2 Techniques inspirées du Chord 38 V.2 Performance 39 V.2.1 V.2.1.1 Statistiques _ 39 V.2.1.2 Évaluation 39 V.2.2 Avec de migration – techniques du Chord pas encore implémentées 39 V.2.2.1 Statistiques _ 40 V.2.2.2 Évaluation 41 V.2.3 V.3 Pas de migration et de mort 39 Avec les techniques d'optimisation du Chord _ 41 V.2.3.1 Statistiques _ 41 V.2.3.2 Évaluation 42 Évaluation globale _ 43 Chapitre Conclusions 44 VI Conclusions 44 VI.1 Avantages 44 VI.2 Inconvénients _ 44 VI.3 Développements dans l'avenir 45 Annexes _ 46 Systèmes multi-agents : Principes généraux et applications _ 46 whatis.com _ 51 Interface graphique du Système _ 52 Références _ 57 Table des matières Modélisation et implémentation d’un système distribué de pages blanches au sein d’une plate-forme multi-agent Remerciements Ce travail de stage a pu voir le jour avec énormément d'aide et encouragement des personnes autour de moi Ce court remerciement ne sera pas suffisant pour récompenser leurs efforts mais tout de même J’adresse tout d'abord mes grands remerciements M Arnaud Dury – chercheur du CRIM -pour avoir dirigé ce stage avec passion et avec patience Son aide précieuse m'a fait enfin arriver la finition de ce travail Je souhaite remercier M Thang Viet Pham – doctorant du CRIM pour son intérêt mes travaux pendant la période de mon stage, ainsi pour ses conseils scientifiques et pratiques qu'il m'a prodigué au cours de cette recherche Je tiens exprimer mes remerciements, M Laurent Magnin – responsable de l’ancienne équipe GLIC (Génie logicielle et ingénierie de la connaissance) du CRIM et professeur associé l’Université de Montréal qui m'a accueillie gentiment au sein de l'équipe GLIC qu’il a animé Sa gentillesse et sa sympathie ont accompagné la réalisation de la partie de ce travail Je remercie sincèrement tous les membres du CRIM Depuis le début de mon stage au sein de l'équipe, leurs aides et leurs encouragements m'ont permis d’avancer pendant cette période difficile Je suis profondément reconnaissante tous mes amis pour leur aide et leurs encouragements, notamment les étudiants vietnamiens Montréal pour leurs collaborations Je tiens remercier tous les membres de l'ancienne équipe GLIC que je ne les pas encore cités – Nicolas Besson, Kaddour Boukerche, El-Hachemi Alikacem, Nazim Bougherara -pour leurs encouragements et gentillesse ! Je les remercie de m'avoir encouragé Enfin, je tiens adresser mes grands remerciements aux membres de ma famille pour la patience qu'ils m'ont montrée pendant cette longue période de travail Remerciements Modélisation et implémentation d’un système distribué de pages blanches au sein d’une plate-forme multi-agent Résumé Le thème des systèmes multi-agents (SMA) est actuellement un champ de recherche très actif C’est une discipline qui s’intéresse aux comportements collectifs produits par les interactions de plusieurs entités autonomes et flexibles appelées agents, que ces interactions tournent autour de la coopération, de la concurrence ou de la coexistence entre ces agents Il existe plusieurs plate-formes d'agents mobiles : Jade, Aglet, Voyager, Dans ces systèmes aujourd’hui, le fonctionnement des services de pages blanches et jaunes est centralisé En raison de cela, il faut un serveur central qui sert gérer les localisations des agents À côté des SMA existent les systèmes peer-to-peer : un ensemble de clients informatique partageant leurs données ou leurs ressources travers un réseau de communications où les ordinateurs sont la fois clients et serveurs Cela donne des avantages : facilité de mise l’échelle, robustesse, coopération, partage, Il y a de nombreux exemples : Gnutella, Chord (partager des fichiers), Mais, dans ces systèmes, le code reste toujours immobile, non migrant Au sein des systèmes distribués, deux grandes tendances convergent D'un côté, nous voyons appartre des environnements d'exécution de systèmes d'agents mobiles où il faut un serveur central pour gérer la communication entre agents De l'autre cơté, nous voyons appartre des systèmes peer-to-peer où tout est égal Nous proposons de développer un nouveau modèle de pages blanches pour les applications multi-agents C’est une plate-forme multi-agents intégrant les concepts des systèmes distribués, des services d’infrastructure des plates-formes d’agents – savoir les services de pages blanches et enrichis par les techniques du Chord – un protocole de peer-to-peer du MIT pour les applications sur Internet Notre rédaction a pour ambition de présenter les principes fondamentaux, problèmes, solution et techniques utilisées pour la réalisation du projet Mots clés : systèmes multi-agents, systèmes peer-to-peer, service de pages blanches, techniques du Chord Résumé Modélisation et implémentation d’un système distribué de pages blanches au sein d’une plate-forme multi-agent Abstract Multi-agent system is not a new subject It is an active research field at present, a subject about collective behaviours generated by interactions of several autonomous, flexible entities called agents These interactions turn around the cooperation, competition or coexistence among the agents There are several mobile agents platforms : Jade, Aglet, Voyager, … The problem is that, AMS – Agent Management System and DF – Directory Facilitator services of actual multi-agents platforms have been still centralized Therefore, a central server is necessary for agent management Besides multi-agents systems, there are peer-to-peer systems – a set of computer clients sharing their data and resources through a communication network where each one is both client and server That provides many advantages : scalability, without centralized authority, robustness, cooperation, sharing, … There are various examples : Gnutella, Chord (file sharing), … But, the code of those systems is still immobile, without migration So, in the distributed systems world, the two tendencies tend to meet to each other On one side, we see appearing mobile agent system execution environments, which need a central server for agent management On the other side, we see appearing peer-to-peer systems where all is equal Beyond the two ones, we propose to develop a new model of AMS for multiagents applications That is a multi-agents platform integrated distributed systems concepts, infrastructure services of multi-agents platforms like AMS (white pages) services and enriched of Chord techniques – a peer-to-peer protocol of MIT for Internet applications Our composition is for the purpose of presenting the fundamental principles, problems, solution and techniques used to carry out this project Key words : multi-agents systems, peer-to-peer systems, AMS (white pages) service, and Chord techniques Abstract Modélisation et implémentation d’un système distribué de pages blanches au sein d’une plate-forme multi-agent Figure Formation de la chne continue Figure Une bonne chne est formée Annexes 54 Modélisation et implémentation d’un système distribué de pages blanches au sein d’une plate-forme multi-agent Figure Un agent migre – prévenir de sa migration vers les deux voisins Figure Envoi de message tourné Annexes 55 Modélisation et implémentation d’un système distribué de pages blanches au sein d’une plate-forme multi-agent Figure Quelques agents meurent – Reconstruction de la chne Figure La chne est réformée après les morts Annexes 56 Modélisation et implémentation d’un système distribué de pages blanches au sein d’une plate-forme multi-agent Références [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] A H Bond and L Gasser, editors Readings in Distributed Artificial Intelligence Morgan Kaufmann Publishers : San Mateo, CA, 1988 B Chaib-draa and P Levesque Hierarchical models and communication in multi-agent environments In Proceedings of the Sixth European Workshop on Modelling Autonomous Agents and Multi-Agent Worlds (MAAMAW-94), pages 119-134, Odense, Denmark, August 1994 B Chaib-draa and P Levesque Hierarchical model and communication by signs, signals and symbols in multi-agent environments Journal of Experimental and Theoretical AI (JETAI), :7-20, 1996 J Ferber Les systèmes multi-agents, vers une intelligence collective InterEditions, 1995 N R Jennings, M Wooldridge, and K Sycara A roadmap of agent research and development Int Journal of Autonomous Agents and Multi-Agent Systems, 1(1) :7- 38, 1998 B Moulin and B Chaib-draa An overview of distributed artificial intelligence In G M P O'Hare and N R Jennings, editors, Foundations of Distributed AI, pages 3-54 John Wiley & Sons : Chichester, England, 1996 J.P Briot et Y Demazeau Principes et architecture des systèmes multi-agents Hermès Science Publications, 2001 FIPA – The Foundation for Intelligent Physical Agents www.fipa.org Aglets Workbench – laboratoire IBM Tokyo Research Laboratory – open source http://www.trl.ibm.com/aglets/ Jade - Java Agent DEvelopment Framework http://sharon.cselt.it/projects/jade/home.htm Voyager – Voyager by Object Space http://www.objectspace.com/products/voyager1.htm Terminologies de l’IBM : http://www-3.ibm.com/ibm/terminology/ Encyclopédie de termes TI (Technologie d’informations) spécifiques : http://www.whatis.com Chord – Protocole pour les systèmes peer-to-peer - MIT http://www.pdos.lcs.mit.edu/chord/ FIPS 180-1 Secure Hash Standard U.S Department of Commerce/NIST, National Technical Information Service, Springfield, VA, Apr 1995 Références 57 ...MODÉLISATION ET IMPLÉMENTATION D'UN SYSTÈME DISTRIBUÉ DE PAGES BLANCHES AU SEIN D’UNE PLATEFORME MULTI- AGENT MODÉLISATION ET IMPLÉMENTATION D'UN SYSTÈME DISTRIBUÉ DE PAGES BLANCHES AU SEIN D’UNE. .. développement de systèmes multi- agents adaptatifs ; Systèmes multi- agents et systèmes peer-to-peer 17 Modélisation et implémentation d’un système distribué de pages blanches au sein d’une plate-forme multi- agent. .. 52 Modélisation et implémentation d’un système distribué de pages blanches au sein d’une plate-forme multi- agent Figure Des agents commencent demander de connexion Figure Réception des demandes,