Mécanismes de coordination pour l'allocation dynamique de ressources dans des systèmes multi-agents large-échelle et ouverts
Institution:
Paris 6Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
MAS offer a paradigm that is adapted to resolve distributed constraint optimisation problemsNowadays, more application must handle such problems, and notably in domains like cloud computing or ubiquitous computing. In those domains, differents agents, that may have potentially conflicting objectives, must coordinate in order to find a common solution. The aim is to optimise agents utilities while respecting problem constraints. We are interested in large-scale open and dynamic applications. Welfare engineering has recently propose a solid theoretical and experimental analysis for those kind of problems : iterated consensual negociation. This domain studies the relations between the agent rationalities, the coordination mecanism and the social abjective. However, as far as we know, no study of this domain was about formalising and designing coordination mecanisms. This thesis is about designing operational mecanisms in the context of welfare engineering. We firstly contribute to this domain by elaborating a formal model of coordination mecanisms and then we develop an abstract architecture for agent negociation. We propose five mecanisms that are applicable to large scale dynamic and open application. Four of them consider the restricted contect of resource allocation. Finally an experimental validation has been conducted and compared the mecanisms to a parallel and a distributed approach.
Abstract FR:
Les systèmes multi-agents offrent un paradigme adapté à la résolution de problèmes distribués d'optimisation multi-objectives. De plus en plus d'applications doivent faire face à ce type de problèmes, notamment dans les domaines du \textit{cloud computing} ou de l'\textit{ubiquitous computing}. Dans ces domaines, différents agents, pouvant défendre des intérêts différents, sont en concurrence et doivent se coordonner pour déterminer une issue commune. Il s'agit alors d'optimiser l'utilité de chacun des agents tout en respectant les contraintes du problème. Les applications qui nous intéressent % exhibent des propriétés rendant plus complexe le calcul tel qu'sont large-échelle et caractérisées par des variations dynamiques de l'environnement et des objectifs des agents, ainsi qu'une topologie non statique (des composants peuvent apparaître ou disparaître). Ces propriétés rendent la résolution des problèmes sous-jacents plus complexe. Le domaine de l'ingénierie du bien-être a récemment proposé une solide analyse théorique et expérimentale d'une approche adaptée à la résolution de ce type de problèmes : la négociation consensuelle itérée. Ce domaine a notamment étudié les relations existant entre les fonctions de décision des agents, la classe de contrats négociés et l'issue de la négociation à l'échelle sociale. Néanmoins, à notre connaissance, aucune contribution de ce domaine n'a porté sur la formalisation et la conception des mécanismes de coordination. Cette thèse porte sur la conception de mécanismes de coordination opérationnels en se plaçant dans le paradigme de l'ingénierie du bien-être. Nous contribuons tout d'abord à ce domaine en élaborant un modèle formel des mécanismes de coordination puis nous concevons une architecture générique d'agent négociant. En nous appuyant sur ce modèle et cette architecture, nous proposons cinq mécanismes de coordination répondant à des contextes applicatifs différents et offrant des caractéristiques différentes en termes de qualité de convergence et de complexité en calcul et en communication. Les cinq mécanismes proposés sont applicables à des problèmes large-échelle, dynamiques et ouverts. Les premiers se concentrent sur la famille des problèmes d'allocation de ressources et exploitent des propriétés inhérentes à ceux-ci. Le dernier mécanisme, quant à lui, s'applique au cadre plus général des problèmes distribués d'optimisation de contraintes. Enfin, une évaluation expérimentale des deux premiers mécanismes a été menée dans le cadre du problème de tolérance aux fautes par réplication. Les mécanismes ont été comparés à une approche parallèle et à une approche issue du domaine des problèmes d'optimisation distribuée de contraintes. Cette thèse s'inscrit dans le domaine de l'ingénierie du bien-être. Elle vise à le compléter en fournissant un modèle et une architecture de coordination et en l'operationnalisant avec des mécnaismes. Dans un premier temps à élaborer un modèle de mécanismes de de coordination pour compléter Dans cette thèse, nous proposons tout d'abord un modèle de coordination qui s'inscrit dans la lignée des travaux effectués dans le domaine de l'ingénierie du bien-être puis une architecture générique d'agent négociant. % plus généraux, tels que ceux abordés par le modèle de coordination que nous avons proposé.