Ecole d'ingénieur et centre de recherche en télécommunications

Bilel BEN ROMDHANNE

Bilel BEN ROMDHANNE
Bilel BEN ROMDHANNE
Eurecom - Communications Mobiles 
Doctorant ( 2010 - 2013)
Alumni EURECOM

Thèse

Simulation des Réseaux à Grande Échelle sur les Architectures de Calcules Hétérogènes

Responsable(s)

 

La simulation est une étape primordiale dans l'évolution des systèmes en réseaux. L’évolutivité et l’efficacité des outils  de simulation est une clef principale de l’objectivité des résultats obtenue, étant donné la complexité croissante des nouveaux des réseaux sans-fils. La simulation a évènement discret est parfaitement adéquate au passage à l'échelle, cependant les architectures logiciel existantes ne profitent pas des avancées récente du matériel informatique comme les processeurs parallèle et les coprocesseurs graphique.

Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est de proposer des mécanismes d'optimisation qui permettent de surpasser les limitations des approches actuelles en combinant l’utilisation des ressources de calcules hétérogène. Pour répondre à la problématique de l’efficacité,  nous proposons de changer la représentation d'événement, d'une représentation bijective (évènement-descripteur) à une représentation injective (groupe d'évènements-descripteur). Cette approche permet de réduire la complexité de l'ordonnancement d'une part et de maximiser la capacité d'exécuter massivement des évènements en parallèle d'autre part.  Dans ce sens, nous proposons une approche d'ordonnancement d'évènements hybride qui se base sur un enrichissement du descripteur pour maximiser le degré de parallélisme en combinons la capacité de calcule du CPU et du GPU dans une même simulation. Les résultats comparatives montre un gain en terme de temps de simulation de l’ordre de 100x en comparaison avec une exécution équivalente sur CPU uniquement.

Pour répondre à la problématique d’évolutivité du système, nous proposons une nouvelle architecture distribuée basée sur trois acteurs logiciels :  Un coordonnateur, un master et un worker. Cette architecture réponde simultanément aux limitations des architectures parallèles et distribuées. Nous proposons aussi une version optimisée de l’architecture qui maximise la stabilité et réduit la latence de la communication. . Les expérimentations de validation ont était sur le supercalculateur hybride TGCC Curie avec 1024 instance, chacune simule un million de nœuds.

Pour proposer une valider grand-publique de notre approche, nous avons apportés des modifications au simulateur de réseaux NS-3, les modifications portent sur le générateur, l'ordonnanceur et l'exécuteur des évènements. Les résultats comparatifs apportent la preuve que l'approche proposée ouvre des nouveaux horizons de passage à l'échelle. Nous avons pu atteindre un gain de 25x en combinant le groupement des évènements avec l’ordonnancement hybride.