Journ ées ARC/ADT, Bordeaux, 1er Octobre 2009

1. ARC BROCCOLIBuilding, instRumenting, and deplOying Component-based arChitectures fOr Large-scale applIcations Journées ARC/ADT, Bordeaux, 1er Octobre 2009

2. Plan de la présentation • Partenaires • Objectifs du projet • Résultats

3. Partenaires

4. EPI MASCOTTE, Sophia Antipolis • Olivier Dalle, MCF (Resp. ARC) • Simulation : méthodologie, performances, questions ouvertes • GL Composants : bénéfices pour simulation ? • Application aux grands systèmes : réseaux P2P (ANR SPREADS) • Judicael Ribault, Doctorant (ANR SPREADS, depuis 01/2008) • GL Composant Fractal, conception • Optimisation de code, réalisation protos, faisabilité technique, ... • Fabrice Peix, Ingénieur expert (ANR SPREADS, 01/2008-06/2009) • Développement, optimisation • Ponctuellement: J. Monteiro (Doctorant), Luc Hogié (Post-doc), ...

5. EPI ADAM, Lille • Philippe Merle, CR INRIA • middleware, composant, SOA • déploiement large échelle & hétérogène, méthodes formelles • DeployWare, Alloy, Fractal • Lionel Seinturier, Pr • middleware, composant, aspect, SOA • séparation des préoccupations, passage à l'échelle, approches multi-échelles (de l'IT à l'embarqué) • Fractal • Alban Tiberghien, Doctorant • Méthodes formelles, autonomie, approches à base de composants • Alloy, Fractal

6. Équipe ACMES/SAMOVAR,Télécom SudParis Denis Conan, MCF • Gestion de contexte et instrumentation de simulation • Répartition, ubiquité, large échelle, GL (Pôle de Compétitivité Industries du Commerce CAPPUCINO, Programme Inter Carnot-Fraunhofer TOTEM) Sébastien Leriche, MCF • Déploiement, répartition • Validation de programmes COSMOS-DSL Léon Lim, stagiaire M2 Recherche • Langage dédié à l'instrumentation de simulation et à la gestion de contexte COSMOS-DSL Mohammed El Amine Matougui, stagiaire M2 recherche • Validation de programmes COSMOS-DSL

7. Objectifs du projet

8. Objectifs du projet (1/2) • Contributions dans plusieurs domaines • Simulation à évènements discrets (Mascotte) • Application cible : Simulation de réseaux Pair-à-pair • Génie logiciel à base de composants (ADAM) • Problèmes visés : passage a l'échelle, description d'architectures de grande taille, ingénierie du contrôle • Gestion de contexte, remontée/traitement d'informations on-line, collecte d'observations (ACMES) • Application : Framework d'observation de contexte générique • Attaquer ensemble des problèmes de science et ingénierie • Challenges • Méthodologie (simulation) • Passage à l'échelle • Problèmes de conception/GL • Séparation des préoccupations • Gestion du contrôle dans les composants

9. Objectifs du projet (2/2) • Initier un nouveau partenariat • 3 compétences/équipes complémentaires • enrichissement mutuel • amélioration de nos produits respectifs • Poursuite éventuelle sur formule plus conséquente • ANR, ...

10. Challenges • Limite de la loi de Moore • Passage aux architectures multi-core • Massivement multi-thread • Optimisation de la gestion mémoire • Parallélisation massive • Impact sur les applications construites à base de composants? • Très grosses applications ( > 1 Million de composants) • Challenge pour Fractal (Leader: Partenaire 2) • Langages de description? (Leader: Partenaire 2) • Exemple concret : la simulation • 100 000 pairs => 1 millions de composants => 1 milliard d'événements • Challenge pour simulateur OSA (Leader: Partenaire 1) • Enormes quantités de données produites (traces, statistiques, ...) • Challenge pour application COSMOS (Leader: Partenaire 3)

11. Limites des Simulateurs existants • Passage à l'échelle (limite Moore) • Parallélisation intelligente (tenant compte des hiérarchies) • Méthodologie • 3 codes co-habitent : modèle, noyau, observation • Peut-on les séparer proprement ? • Collecte et analyse de données • Statistiques : calcul à la volée ou post-mortem (off-line) • Comment "instrumenter proprement" des millions de composants • Reproductibilité des expériences ? • Réutilisation effective de code existant : le projet OSA • Modèles : stack IP NS, ... • Outils Support : Composants Fractal, Stats, Visualisation, etc. http://osa.inria.fr/

12. Résultats

13. Séparation des Préoccupations (1/2):OSA : une architecture en couche/plans

14. Séparation des Préoccupations (2/2):Techniques de Programmation • Programmation par aspects • Séparation modèle / scénarios • Séparation modèle / instrumentation • ADL Fractal • Description d'une expérience à partir de multiples fichiers • Modèle • Scénario • Instrumentation • ... • Héritage/surcharge de définitions • Un scénario peut modifier une définition du modèle Ex: Man in the middle

15. Description d'Architectures de Très Grande Taille • Formalisation des approches à base de composants • But : automatiser le raisonnement sur grandes architectures logicielles • Formalisation multi-niveaux • modèle de composants, ADL, applications • Formalisation de l'auto-configuration pour les systèmes autonomes • Techniques de génération de code pour des grandes architectures avec Fractal/Juliac • Déploiement OSA/COSMOS via FDF

16. Framework d'Instrumentation Basé sur COSMOS • Orientation processus (Vs. Donnée) • Instrumentation construite comme un graphe de nœuds de traitement • Placement des processeurs de contexte sur les nœuds • Création d'outils • Vers un DSL de traitement d'informations de contexte • Réification architectural de patrons d'architectures dans un langage dédié • Utilisation du langage pour vérifier des propriétés (interblocage, vivacité, etc.) • Test d'Applicabilité • Reproduction d'expérience existante • Etude d'un système Pair-à-Pair

17. Parallélisation/Distribution/Optimisation • Optimisation de l'Outillage Fractal Existant • Instanciation • Nombre de composants x 10 • Vitesse d'exécution / 40 • Travaux en cours • Expérimentation sur GRID5k • Technique de Rendez-Vous

18. Perspectives • 2 Articles de Journaux collectifs en préparation • Dépôt d'un projet ANR Intl. France-Canada • France : ARC Broccoli + LSIS Marseille • Canada : Carleton + IBM + ... • Sujet : Simulation distribuée sur Web Services • Poursuite de la collaboration • Integration COSMOS/OSA/Fractal/FDF/... • Description de très larges architectures à base de composants • Déploiement à très grande échelle • Instanciation des modèles, configuration, ... • Orientation vers les services web • ...

19. Publications en relation avec l'ARC • A formal specification of the Fractal component model in Alloy. Philippe Merle and Jean-Bernard Stefani. Technical report RR-6721, INRIA, November 2008. • Deploying on the Grid with DeployWare. Areski Flissi, Jérémy Dubus, Nicolas Dolet and Philippe Merle. In Proceedings of the 8th International Symposium on Cluster Computing and the Grid (CCGRID'08), pages 177-184, Lyon, France, May 2008. • OSA: an Integration Platform for Component-Based Simulation. Judicael Ribault, Fabrice Peix, Julian Monteiro and Olivier Dalle. In Second Intl. Conf. on Simulation Tools and Techniques (SIMUTools09). Rome, Italy, March 2009. Poster absract. • Design considerations for M &S software. Jan Himmelspach, Olivier Dalle and Judicaël Ribault. In Proceedings of the Winter Simulation Conference (WSC’09). Austin, TX, December 2009. (D. Rossetti, R. R. Hill, B. Johansson, A. Dunkin and R. G. Ingalls, Eds.).Invited Paper. To appear. • Enabling advanced simulation scenarios with new software engineering techniques. Judicael Ribault and Olivier Dalle. In 20th European Modeling and Simulation Symposium (EMSS 2008). Briatico, Italy, September 2008. • An Instrumentation Framework for component-based simulations based on the Separation of Concerns paradigm. Olivier Dalle and Cyrine Mrabet. In Proc. of 6th EUROSIM Congress (EUROSIM’2007). Ljubljana, Slovenia, September 2007. • Software Architecture Patterns for a Context Processing Middleware Framework. R. Rouvoy, D. Conan, L. Seinturier. IEEE Distributed Systems Online, Volume 9, Number 6, June 2008. • COSMOS: composition de noeuds de contexte. D. Conan, R. Rouvoy, L. Seinturier. Technique et Science Informatiques, volume 27, numéro 9-10, pages 1189-1224, 2008.