Codage pour l'optimisation de ressources dans les systèmes distribués

par Nicolas Le Scouarnec

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Anne-Marie Kermarrec.

Soutenue en 2010

à Rennes, INSA .

mots clés

• Codage -- Information, Théorie de l', en sciences sociales -- Signal, Théorie du (télécommunications) -- Ordinateurs -- Théorie de l'information

Résumé

Au sein de cette thèse, nous étudions l'utilisation de codes dans les systèmes de diffusion distribués et dans les systèmes de stockage auto-réparant. Les codes ont été largement utilisés afin de construire des systèmes fiables à partir d’éléments non fiables. A ce titre, les codes sont très utiles dans les systèmes distribués et surpassent les approches sans codes. Cependant, dans la pratique, les codes sont souvent délaissés notamment à cause de leurs coûts de décodage élevés et de leurs coûts de réparation plus élevés. Nous étudions la possibilité de réduire les coûts annexes afin de rendre les codes plus attrayants. Ainsi, nous proposons d’adapter un protocole de diffusion épidémique afin de profiter au plus des codes fontaines et nous construisons de nouveaux codes réseau basse complexité. Puis nous étudions l’utilisation de codes réseaux dans les systèmes de stockage afin d'offrir des compromis optimaux entre coûts de stockage et de réparation.

Titre traduit

Coding for resource optimization in large-scale distributed systems

Résumé

In this thesis, we consider the use of codes in both distributed dissemination systems and self-healing distributed storage systems. Codes have been widely used to build reliable systems out of unreliable and randomly behaving components. Consequently, codes are very useful in distributed systems and outperform non code-based approaches. Yet, in practice, codes are often left aside for various reasons, including because of increased side costs such as the decoding complexity in dissemination systems, and the repair cost in self-healing distributed storage. Overall, we consider the reduction of side costs as a way to make codes more appealing. We propose to adapt a push-based epidemic dissemination protocol to best leverage low complexity fountain codes. Second, we build new low complexity network codes by extending low complexity fountain codes. Finally, we consider the use of network codes as a way to achieve optimal tradeoffs between storage and repair costs.