Mise en oeuvre de la synchronisation dans les systèmes distribués hypermédias.

Directeur de recherche
Michel DIAZ  - LAAS/CNRS
Co-encadrement
Patrick SÉNAC  - ENSICA, LAAS/CNRS


Présentation du problème

Le développement d'applications hypermédias distribuées sur un réseau de communication tel que l'Internet pose un double problème. D'une part la composante temporelle de la sémantique de certains médias doit être prise en compte par une telle application afin de ne pas dénaturer ces médias ; d'autre part, les systèmes actuellement en cours d'utilisation ont un comportement temporel non déterministe. Il appartient donc au concepteur d'une telle application de proposer des solutions à cette double contrainte contradictoire qu'est l'implémentation d'applications à caractère temps-réel sur des systèmes asynchrones.

Objectifs

Cette étude se propose d'apporter des solutions aux problèmes de synchronisation hypermédia sur des systèmes répartis asynchrones. Elle se base sur une spécification de la sémantique de synchronisation en environnement asynchrone reposant sur le modèle formel HTSPN. Les mécanismes proposés pour renforcer la qualité de service offerte à l'utilisateur sont mis en oeuvre à l'aide d'une application distribuée hypermédia exploitant le paradigme client-serveur.

La problématique scientifique

Le modèle formel HTSPN permet la spécification de scénarios de synchronisation hypermédia répartis grâce à sa capacité à formaliser des contraintes temps-réel ``lâches'' et à prendre en compte l'asynchronisme des systèmes de communication mis en oeuvre. Le formalisme HTSPN permet de décrire une qualité de service (QdS) de niveau applicatif devant être assurée pour satisfaire l'utilisateur. Les travaux préalablement réalisés ont montré que, dans le cadre d'applications traitant des flux vivants en communication point à point tels que la visioconférence, le formalisme HTSPN permettait de dériver des paramètres de qualité de service de niveau système et de niveau transport qui induisent des mécanismes et une architecture système garantissant une QdS de niveau applicatif. Plus précisément, une application hypermédia distribuée doit garantir le respect de 4 niveaux de synchronisation :
Se pose alors le problème de dériver, à partir d'une spécification HTSPN validée modélisant une application hypermédia distribuée, des mécanismes et une architecture systèmes permettant de garantir la QdS ainsi exprimée. L'intégration de ces mécanismes et de cette architecture avec les protocoles de transport de nouvelle génération tels que les protocoles d'ordre partiels doit également être considérée.

Développement et résultat

Un mécanisme de contrôle et de régulation de la qualité de service offerte à l'utilisateur à été défini et implanté pour le niveau de synchronisation intra-flux. Ce mécanisme repose sur deux niveaux de contrôle :
Les mécanismes proposés ont été implantés sous la forme d'une architecture client-serveur permettant à un site client de présenter une vidéo stockée sur un site serveur. Cette architecture à été implantée en s'appuyant notamment sur les processus légers du système Solaris. Il convient de noter que la solution proposée permet de prendre en compte les interactions del'utilisateur afin d'accélérer ou de ralentir la présentation du flux vidéo.
L'évolution naturelle de ces travaux nous a conduit à étendre à la synchronisation inter-flux continue les mécanismes proposés pour la synchronisation intra-flux. Il convient de noter que le formalisme HTSPN offre une solution simple à ce problème, solution n'induisant qu'un niveau de contrôle temporel sur le système client et ne nécessitant pas ainsi de mettre en oeuvre une horloge globale au système distribué multimédia.
Au niveau de la synchronisation inter-flux discrète, il a été également démontré qu'un scénario HTSPN permettait de générer un ordonnancement d'accès aux données multimédias réparties sur le réseau tout en tenant compte de l'asynchronisme introduit par le système de communication et par les sites clients. La génération de cet ordonnancement permet ensuite de l'intégrer de façon naturelle et homogène à l'ordonnancement de présentation des médias, et donc, une fois encore, de s'appuyer naturellement sur les travaux précédemment réalisés.

Validation

Les solutions proposées ont été validées selon une triple approche :

Perspectives

L'évolution naturelle de ces travaux conduira à l'approfondissement de l'étude de mécanismes de contrôle adaptatifs plus élaborés et intégrant par exemple des techniques de régulation de type PID issues de l'automatique. De même, le développement des mécanismes temps-réel fournis par les systèmes d'exploitation incite à étudier les possibilités offerte par leur mise en oeuvre. Enfin, une partie significative de l'ensemble des techniques proposées peut être intégrée dans une architecture de transport de nouvelle génération.
De plus, parallèlement à ces travaux nous sommes également impliqués dans un projet de recherche visant à définir et à concevoir en collaboration avec Airbus Training et le LAAS du CNRS un environnement multimédia et coopératif de Téléformation. (Ce projet de recherche, ayant reçu le label ``Autoroutes de l'Information'', permettra de tester la contribution des nouvelles technologies de l'information sur les méthodes éducatives. Une plate-forme expérimentale intégrant des outils de base tels que visioconférence, espace de travail partagé, tableau de dialogue, prise de commande à distance a déjà été développée et permet de mettre en oeuvre sur réseau haut débit un environnement coopératif de téléformation qui évoluera en fonction des expérimentations réalisées).

Publications