Modélisation des systèmes temps-réel répartis embarqués pour la ...

Modélisation des systèmes temps-réel répartis embarqués
Dans les sections suivantes, nous étudions différentes solutions pour la description d’une application
répartie. Nous montrons l’évolution de ces solutions, depuis les langages de description
d’interface, centrés sur les intergiciels, jusqu’aux langages de modélisation, centrés sur les applications.
Nous évaluons l’efficacité de chaque approches vis-à-vis des critères que nous avons
énoncés.
II-2 Approches centrées sur l’intergiciel
Pour la mise en place d’une application répartie, de nombreuses solutions consistent à accorder
à l’intergiciel une place centrale. La couche de communication influe alors sur la façon dont
l’application est construite.
II-2.1 Bibliothèque de communication
Nous pouvons considérer que l’un des intergiciels les plus simples est l’interface socket, permettant
à un programme d’utiliser une pile de protocoles de type Internet. Une bibliothèque de
sockets fournit une interface permettant d’effectuer des opérations primitives, telles que l’écoute
ou l’envoi de messages (paquets), le calcul de l’adresse IP d’un nœud à partir de son nom (DNS),
etc. Les sockets se caractérisent notamment par le fait que toutes les opérations évoluées – notamment
la transmission d’un type de donnée déterminé – sont laissées au concepteur de l’application.
L’application doit s’adapter à l’interface des sockets en ce qui concerne le format des données
à transférer ; notamment, l’utilisateur doit prendre en compte les éventuelles différences de
représentation des différents nœuds. La localisation des nœuds est également laissée à l’initiative
de l’application, même si un service d’annuaire est en général disponible (DNS, Domain Name
Service). De part son caractère minimal, une socket ne fournit aucune capacité d’adaptation ; là
encore, l’application effectue toutes les opérations de communication et d’exécution.
Bien que primitive, cette approche permet d’obtenir des très bonnes performances à l’exécution,
dans la mesure où l’utilisateur possède un contrôle quasi-total sur le déroulement des communications.
Ce principe est d’ailleurs repris dans certains intergiciels plus évolués, tels que MPI
(Message Passing Interface).
MPI [MPI, 2003] définit une interface d’intergiciel pour le calcul parallèle. Il s’agit donc d’une
spécification d’intergiciel pour un usage hautement spécialisé, où la rapidité d’exécution est primordiale
[Graham et al., 2005]. Pour cela, une implantation de MPI fournit un certain nombre de
primitives pour la transmission de types de données prédéfinis. La mise en place de mécanismes
pour la transmission de types de données personnalisés est laissée aux soin de l’application ellemême.
Du fait de son champ d’application extrêmement spécialisé, une implantation de MPI est
systématiquement optimisée pour la rapidité de transmission, et ne fournit pas de service supplémentaire
tel qu’une gestion d’ordonnancement, etc. La localisation des nœuds est prise en charge
par l’intergiciel, en général sous forme de fichier de configuration décrivant l’emplacement des
différents nœuds sur le réseau ; la bibliothèque MPI s’occupe alors de déployer les nœuds sur les
machines indiquées.
II-2.2 Adaptation de l’intergiciel aux interfaces de l’application
L’utilisation d’un intergiciel se limitant à une bibliothèque de communication figée permet
d’obtenir de très bonnes performances en terme d’exécution. Cependant, ces avantages s’accompagnent
d’un coût très important au niveau de la conception de l’application. Celle-ci doit en
8 c○ 2007 Thomas Vergnaud