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Institut de la Francophonie pour l'Informatique Centre de Recherche Informatique de Montréal Réalisée par : NGUYEN Thi Truc Vien Promotion 7 - IFI Sous la responsabilité de : M. Arnaud DURY Chercheur au CRIM MODÉLISATION ET IMPLÉMENTATION D'UN SYSTÈME DISTRIBUÉ DE PAGES BLANCHES AU SEIN D'UNE PLATE- FORME MULTI-AGENT Montréal, décembre 2003 RAPPORT DE STAGE
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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 PLATE-
FORME MULTI-AGENT
Réalisée par :
NGUYEN Thi Truc Vien
Promotion 7 - 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 PLATE-
FORME MULTI-AGENT MODÉLISATION ET IMPLÉMENTATION
D'UN SYSTÈME DISTRIBUÉ DE PAGES
BLANCHES AU SEIN D’UNE PLATE-
FORME MULTI-AGENT
Réalisée par :
NGUYEN Thi Truc Vien
Promotion 7 - 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 __________________________________________________________ 4
Remerciements_____________________________________________________________ 7
Résumé ___________________________________________________________________ 8
Abstract __________________________________________________________________ 9
Plan du rapport ___________________________________________________________ 10
Chapitre 1. 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 2. 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 Problème de l'agent "PagesBlanches" ____________________________ 21
II.2 L’inconvénient des systèmes P2P : Gnutella, Chord _____________________ 22
III. 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 3. Analyse du système_______________________________________________ 24
IV. Aperçu du système ________________________________________________ 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 à 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 5 Modélisation et implémentation d’un système distribué de pages blanches au sein d’une plate-forme multi-agent
IV.5.2 SimP2P ____________________________________________________ 37
Chapitre 4. 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 Pas de migration et de mort ____________________________________ 39
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 Avec les techniques d'optimisation du Chord_______________________ 41
V.2.3.1 Statistiques _______________________________________________ 41
V.2.3.2 Évaluation________________________________________________ 42
V.3 Évaluation globale _______________________________________________ 43
Chapitre 5. 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 6 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 à M. Arnaud Dury – chercheur du CRIM --
pour avoir dirigé ce stage avec passion et avec patience. Son aide précieuse m'a fait enfin
arriver à la finition de ce travail.
Je souhaite remercier M. Thang Viet Pham – doctorant du CRIM -- pour son intérêt à 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 à exprimer mes remerciements, à M. Laurent Magnin – responsable de l’ancienne
équipe GLIC (Génie logicielle et ingénierie de la connaissance) du CRIM et professeur
associé à 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 à tous mes amis pour leur aide et leurs encouragements,
notamment les étudiants vietnamiens à Montréal pour leurs collaborations.
Je tiens à remercier tous les membres de l'ancienne équipe GLIC que je ne les ai 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 à adresser mes grands remerciements aux membres de ma famille pour la
patience qu'ils m'ont montrée pendant cette longue période de travail ...
Remerciements 7 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 à 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 à travers un réseau de communications où les
ordinateurs sont à la fois clients et serveurs. Cela donne des avantages : facilité de mise à
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
apparaître des environnements d'exécution de systèmes d'agents mobiles où il faut un serveur
central pour gérer la communication entre agents. De l'autre côté, nous voyons apparaître 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 – à 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 8 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 multi-
agents 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 9

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