ENSTA Bretagne : réseau, communication, infrastructures
© Bethany Drouin, Pixabay

Equipe Interactions logiciels, matériel et environnement (SHAKER)

L’équipe développe des méthodes et des outils d’optimisation des systèmes logiciels et matériels qui tiennent compte des contraintes et aléas liés à leur environnement.

Méthodes 

•    Modélisation (conjointe) des architectures matérielles et logicielles
•    Conception de systèmes Sw/Hw adaptables dynamiquement en fonction de l’environnement et de l’exigence des applications
•    Vérification en ligne du comportement et des propriétés temporelles du système
•    Mise en œuvre d’outils de conception, de simulation, de trace.

Utilisation 

•    système embarqué,
•    système sur puce, 
•    réseau de capteurs, 
•    Infrastructure edge/cloud.

Applications 

•    véhicules autonomes,
•    systèmes critiques, 
•    IoT, 
•    industrie du futur, 
•    spatial, 
•    milieu marin, 
•    maintien à domicile
 

Collaborations 

  • Entreprises : ATOS, Orange, Naval Group, Thalès, DDN, …
  • Institutions : CEA, IRT b<>com, NIST (US), Académie des sciences de Taiwan, …
  • Laboratoires : INRIA, IETR, LIRMM, LAMIH, …
  • GDR (groupes de recherche CNRS) : RSD, SOC2
     
exemples de projets de recherche
Optimisation de l'énergie des systèmes de stockage de données pour des applications HPC (calcul haute performance)
  • L’objectif de ce projet : développer des méthodes et outils permettant de modéliser les profils d’accès aux données de façon frugale et peu intrusive puis d’utiliser les modèles établis afin de développer des stratégies d’optimisation de la consommation énergétique des nœuds de calcul pendant la phase d’accès aux données.
  • Financement : Atos
  • pilote : Jalil BOUKHOBZA, enseignant-chercheur ENSTA Bretagne / laboratoire Lab-STICC (pôle SHARP, équipe SHAKER)

Les systèmes de stockage représentent, en termes de performance, l’un des maillons faibles les plus importants dans un système informatique, en particulier pour les applications qui traitent des quantités importantes de données comme c’est le cas dans le domaine du calcul haute performance (HPC).  

L'émergence de nouvelles technologies de stockage représente une opportunité pour réduire l’écart de performance entre stockage et mémoire de travail mais aussi la consommation énergétique. 

Ces technologies sont déployées à plusieurs niveaux :
- support de stockage (par exemple 3DxPoint),
- son interface (par exemple NVMe),
- ou sa gestion logicielle (par exemple object store).

Ces technos impliquent une croissance importante de la complexité de la gestion du stockage afin de satisfaire les contraintes de qualité de service des applications. 
 

Détection d’Intrusion et compromis Sécurité/Performance/Energie ; étude pour les meutes de drones (DISPEED)

Objectif : proposer un modèle et des stratégies pour l’exécution des systèmes de détection d’intrusion embarqués sur des drones munis d'architectures hétérogènes et qui fournissent un compromis pertinent selon la criticité de l’attaque et l’état du système et de la mission entre rapidité de détection / consommation énergétique.

  • Financement : AID
  • Partenaires : FORTH Grèce, Naval Group, UBO
  • Pilote : Jalil Boukhobza, enseignant-chercheur ENSTA Bretagne / laboratoire Lab-STICC (pôle SHARP, équipe SHAKER)

Le fonctionnement distribué des meutes de drones en mission les rend sensibles à diverses attaques qui doivent absolument être détectées. Ces drones embarquent des composants matériels (calcul et mémorisation) hétérogènes en puissance de calcul et en consommation énergétique pour exécuter les diverses tâches nécessaires à leur mission.

L’objectif du projet est de développer des modèles, des stratégies et des outils permettant d’optimiser le coût énergétique de la détection d’intrusion sur meute de drones ou tout autre système coopératif fortement contraint en énergie ou en puissance matérielle. Ces systèmes fonctionnent en coopération pour accomplir une mission commune. La charge réseau varie donc énormément en fonction du contexte de la mission. Le système de détection d’intrusion n’a donc pas besoin d’être exécuté en permanence sur un équipement nécessitant une puissance matérielle importante et qui consomme une part conséquente de l’énergie du système.

L’enjeu du projet est donc d’étudier et analyser comment il est possible d’adapter l’exécution de l’IDS en utilisant divers composants matériels en fonction de cette charge réseau et du contexte de la mission.

Il s’articule autour de 4 verrous :

  • Verrou 1 : la modélisation de l’environnement d’exécution
  • Verrou 2 : la mise en place d’une plateforme d’évaluation
  • Verrou 3 : la conception d’une stratégie de choix de configuration à base d’outillage d’optimisation multi-objectif
  • Verrou 4 : le mise en place de solution de déport/équilibrage inter-drone de calcul pour la réduction de la consommation énergétique.
Placement de données HPC sur systèmes de stockage multi niveaux et hétérogènes (DataMeSS)

Objectif :  concevoir des stratégies de placement de données efficaces sur des architectures de stockage multi-tiers dans le domaine du calcul hautes performances.

  • Financement : CEA
  • Pilote : Jalil Boukhobza enseignant-chercheur ENSTA Bretagne / laboratoire Lab-STICC (pôle SHARP, équipe SHAKER)

Les systèmes de stockage représentent, en terme de performance, l’un des maillons faibles les plus importants dans un système informatique, en particulier pour les applications qui traitent des quantités importantes de données. L'émergence de nouvelles technologies de stockage représente une opportunité pour réduire l’écart de performance entre stockage et mémoire de travail. Ces technologies, déployées tant au niveau du support de stockage (par exemple 3DxPoint), de son interface (par exemple NVMe), voire de sa gestion logicielle (par exemple object store), implique une croissance importante de la complexité de la gestion du stockage. De plus, avec l’essor du “big Data”, de plus en plus d’applications traitent des masses importantes de données. Ces applications présentent des niveaux de criticité différents.

Dans ce contexte, nous nous proposons d’étudier et de proposer de nouvelles stratégies de placement de données à niveaux de criticité différents sur des systèmes de stockage hétérogènes et géo distribués. Nous explorerons, dans le cadre de ce projet, plusieurs techniques parmi lesquelles l’apprentissage automatique, l’apprentissage par renforcement ou des méthodes d’optimisation, afin de garantir un placement efficace en-ligne des données.

contact

Jalil BOUKHOBZA
enseignant chercheur, ENSTA Bretagne, Lab-STICC (UMR ; pôle SHARP, équipe SHAKER)