Gestion des déconnexions pour applications réparties à base de composants en environnements mobiles

Informatique mobile

Depuis le début des années 90, la forte évolution réalisée dans les réseaux sans fil et les terminaux mobiles suscite un intérêt croissant pour l’informatique [49]. En outre, l’être humain se caractérise par son nomadisme : il semble avoir été le premier à avoir quitté sa terre d’origine et peuplé progressivement les différents continents. Nous ne voulons pas rentrer dans l’histoire de l’humanité, mais juste souligner que l’être humain est par nature nomade. Aujourd’hui, cette ambition de nomadisme n’est pas uniquement liée à un désir ardent de promotion sociale mais aussi à une vision professionnelle [100]. En effet, dans son entourage professionnel, l’être humain utilise quotidiennement différentes sortes d’ordinateurs, au travail, à la maison ou même lorsqu’il voyage [145, 116, 157]. Ainsi, un nouveau paradigme est apparu, connu sous le nom d’informatique mobile. L’informatique mobile offre un mécanisme de communication flexible entre les utilisateurs et un accès à l’ensemble des services normalement disponibles dans un environnement classique (fixe), à travers un réseau, indépendamment de la localisation physique (géographique) et des déplacements de l’utilisateur.

Introduction à l’informatique mobile

Les premières machines informatiques étaient équipées d’un système d’exploitation mono-utilisateur et obligeaient l’utilisateur à être physiquement présent à côté de l’ordinateur. La deuxième étape de l’évolution est l’introduction du système d’exploitation multitâche qui permet de partager les ressources de l’unité de calcul centrale entre plusieurs programmes. Cependant, bien que l’utilisateur ne soit pas obligé d’exécuter ces tâches séquentiellement, sa présence physique est toujours exigée. L’étape suivante est l’apparition du système d’exploitation multiutilisateur. À cette époque, la machine est située dans une salle informatique, les utilisateurs y étant connectés au moyen d’un terminal ou d’un émulateur de terminal. Ceci permet de partager les ressources de l’ordinateur et d’être physiquement un peu plus éloigné de l’ordinateur. Ensuite, avec l’évolution des réseaux informatiques et des postes de travail, plusieurs limitations ont été résolues. Les utilisateurs disposent de leurs propres ressources, comme les postes de travail personnels dédiés, et de ressources partagées, comme les serveurs et les imprimantes qui sont accessibles à travers le réseau. Les systèmes répartis ont donc été l’étape suivante de l’évolution en offrant un éloignement géographique de grande envergure à travers des réseaux informatiques terrestres.

L’étape suivante de l’évolution avait comme objectif d’offrir à l’utilisateur plus d’indépendance envers son emplacement géographique. Les utilisateurs peuvent accéder aux ressources du système n’importe quand et n’importe où. Ainsi, l’informatique mobile vient répondre à ces objectifs. Enfin, l’étape la plus récente de l’évolution est l’informatique ambiante (en anglais, pervasive computing). Tout en incluant les domaines de recherche de l’informatique mobile, l’informatique ambiante ajoute d’autres domaines de recherche tels que la gestion efficace du contexte comme la localisation géographique [145].

Les environnements d’exécution des applications réparties classiques se basent sur plusieurs hypothèses [72]. Dans ces environnements, les ordinateurs sont connectés une fois pour toute à un réseau filaire et se caractérisent aussi par leurs puissances en termes de capacité de traitement et de stockage. En outre, les réseaux filaires offrent une bande passante stable, de bonne qualité et peu coûteuse voire même gratuite. Ces hypothèses sont différentes de celles de l’informatique mobile mettant en œuvre des réseaux sans fil et des terminaux mobiles. Dans un réseau sans fil, les utilisateurs sont mobiles et peuvent accéder à leurs applications depuis n’importe quelle localisation géographique. Cependant, la communication sans fil est moins fiable que dans les réseaux filaires. Le signal propagé sur le réseau sans fil subit des perturbations dues à l’environnement. Dans les cas extrêmes, ces perturbations conduisent à des déconnexions du terminal mobile.

Mobilité du terminal

Aussi désignée par mobilité des unités, elle définit la capacité d’un terminal à changer sa localisation physique, en permettant à ce terminal d’accéder aux services à partir de n’importe quelle localisation. Cette mobilité est en effet le résultat du déplacement de l’utilisateur du terminal. L’utilisateur et le terminal forment alors une seule entité logique que nous appelons unité mobile. Ainsi, la relation qui existe entre le terminal et l’utilisateur est statique. Le réseau doit localiser et identifier l’unité mobile en déplacement tout en permettant l’accès aux services répartis de n’importe quel endroit. La relation entre le terminal mobile et le réseau est donc dynamique, tandis que la relation entre le réseau et les services est statique.

La mobilité du terminal peut être classée suivant la disponibilité des services en deux catégories [70] : discrète ou continue. Dans la mobilité discrète du terminal, le déplacement de l’unité mobile est contrôlée seulement quand l’utilisateur n’est pas en communication. En d’autres termes, l’environnement mobile doit offrir la continuité de service à partir d’endroits fixes (maison, bureau. . . ) mais pas lorsque l’unité mobile se déplace d’un endroit à un autre. Par contre, la mobilité continue du terminal exige le maintien de la communication même lorsque l’unité mobile se déplace.

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Table des matières

I État de l’art
1 Introduction à l’informatique mobile
1.1 Informatique mobile
1.1.1 Introduction à l’informatique mobile
1.1.2 Problèmes de l’informatique mobile
1.2 Typologie de la mobilité
1.2.1 Mobilité du terminal
1.2.2 Mobilité de l’utilisateur
1.2.3 Mobilité de la session
1.3 Technologies liées à l’informatique mobile
1.3.1 Réseaux sans fil avec infrastructure et ad hoc
1.3.2 Terminaux mobiles
1.4 Synthèse
2 Intergiciel et séparation des préoccupations
2.1 Principes des intergiciels
2.1.1 Systèmes répartis à base d’intergiciel
2.1.2 Interactions entre services d’intergiciel
2.2 Types d’intergiciels
2.2.1 Intergiciels synchrones
2.2.2 Intergiciels asynchrones
2.2.3 Limitations des intergiciels
2.3 Séparation des préoccupations
2.3.1 Architecture basée sur les modèles
2.3.2 Paradigme composant/conteneur
2.3.3 Réflexivité
2.3.4 Programmation orientée aspects
2.3.5 Mécanisme d’interception
2.4 Synthèse
3 Gestion de déconnexions
3.1 Besoins et modes de fonctionnement
3.1.1 Besoins d’adaptation
3.1.2 Modes de fonctionnement
3.2 Opération déconnectée
3.3 Gestion de cache pour la déconnexion
3.3.1 Critères d’étude
3.3.2 Système orienté fichier
3.3.3 Système orienté base de données
3.3.4 Système orienté page web
3.3.5 Système orienté objet
3.3.6 Système orienté composant
3.4 Synthèse
II Contribution
4 MADA
4.1 Motivations et objectifs
4.2 Présentation générale de MADA
4.2.1 Présentation de l’application exemple
4.2.2 Modèle « 4+1 » vues de l’architecture
4.2.3 Patron de conception Façade
4.2.4 Présentation générale de MADA
4.3 Méta-modèle de MADA
4.4 Modélisation de l’architecture logicielle
4.4.1 Notion de service
4.4.2 Méta-données pour la gestion du cache
4.4.3 Profil UML pour la déconnexion
4.4.4 Développement des vues de l’architecture logicielle
4.5 Graphe de dépendances
4.5.1 Construction du graphe de dépendances
4.5.2 Propagation des méta-données
4.5.3 Représentation du graphe de dépendances
4.6 Discussion
4.7 Synthèse
5 Gestionnaire du cache de DOMINT
5.1 Introduction
5.2 Canevas logiciel DOMINT
5.3 Service de gestion du cache
5.3.1 Stratégie de déploiement
5.3.2 Stratégie de remplacement
5.3.3 Architecture
5.3.4 Caractéristiques des prototypes réalisés
5.4 Conteneur du composant
5.4.1 Modèle statique
5.4.2 Modèle dynamique
5.4.3 Implantation avec ECM
5.5 Discussion
5.6 Synthèse
6 Étude de performances
III Conclusions

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