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Infrastructures distribuées

7/08/2017

Comprendre les infrastructures numériques de demain !

Supercalculateur © INRIA / Photo Kaksonen

Arnaud Legrand est responsable depuis quelques mois de l’équipe Polaris au centre Inria de Grenoble. Il revient sur l’activité de cette jeune équipe spécialisée dans les grandes structures informatiques. Un domaine en plein essor.

Arnaud Legrand: Au sein de Polaris, nous sommes spécialisés dans la modélisation de grandes infrastructures informatiques. Il s’agit par exemple de supercalculateurs, de cloud computing , mais aussi de réseaux 3/4/5G ou de réseaux de distribution électrique intelligents.
Toutes ces infrastructures partagent des caractéristiques communes : elles sont immenses (centaines de milliers à milliards d'entités), hétérogènes, et assez imprévisibles. Elles sont également le lieu d'interactions avec des utilisateurs humains ayant des comportements particuliers : ils vont s’adapter au système, coopérer (ou pas), entre eux, alors que l'infrastructure essaiera elle-même d'apprendre et d'anticiper ces comportements pour mieux y répondre.

Ces plates-formes sont donc extrêmement complexes et réussir à les modéliser représente un vrai challenge ! Pour cela, nous nous inspirons de techniques classiquement utilisées en économie (théorie des jeux) ou en physique statistique (processus Markoviens, champs moyens) et développons des outils de mesure, d'analyse, de simulation, et d'optimisation spécifiquement adaptés au contexte de ces grandes infrastructures.

Notre objectif final est de développer les outils et les abstractions permettant de comprendre de tels systèmes.

Nous faisons de la recherche fondamentale en relation avec de nombreux autres domaines. Notre but n’est pas de travailler sur une application en particulier, mais plutôt de voir ce que tous ces systèmes ont en commun.

Au final, cela permettra aux concepteurs d’optimiser ces plates-formes. Un des objectifs de nos travaux sur la simulation prédictive est de permettre aux concepteurs de "tester" leurs infrastructures ou leurs applications en fonction des technologies réseau ou processeur qu’ils vont utiliser. Ils pourront alors prédire l’efficacité énergétique, la performance ou les éventuels problèmes.

Un besoin d’outils mathématiques performants

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C’est un enjeu fort des prochaines années puisque ces grandes infrastructures continueront de se développer et deviendront omniprésentes : smart grid , cloud , IoT… Or, si nous ne comprenons pas comment ces systèmes fonctionnent nous ne pourrons pas les optimiser. Nous aurons des infrastructures avec des milliards d’entités qui échangeront des informations en permanence dont la majorité sont incomplètes, obsolètes… Il est nécessaire de disposer de véritables outils mathématiques pour les analyser et comprendre leur fonctionnement.

Mots-clés : Legrand Polaris Infrastructures numériques Infrastructures informatiques

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