Brevet FR3042618A1 — publié le 20170421

PROCÉDÉ, DISPOSITIFS ET SYSTÈME POUR LA CONSTITUTION D'UN NUAGE INFORMATIQUE AVEC SIGNALISATION PAR DÉLAI DE RÉPONSE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE Le domaine de l'invention est celui des systèmes de communication radio cellulaire. L'invention concerne plus particulièrement un traitement distribué de tâches informatiques selon lequel l'exécution de certaines tâches est déportée d'un équipement sans fil à un nuage informatique. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les équipements sans fil, tels que par exemple des équipements mobiles d'usager ou encore des capteurs sans fil, sont de plus en plus capables d'exécuter des applications logicielles complexes qui nécessitent des capacités de traitement informatique importantes dont résultent notamment des besoins en termes de ressources mémoire et énergétiques. Ces ressources sont toutefois limitées, et venir déporter l'exécution de certaines tâches informatiques de l'équipement sans fil vers un équipement tiers distant du système de communication radio cellulaire offre la possibilité d'étendre les capacités de l'équipement sans fil ainsi que la durée de vie de sa batterie. Avec l'émergence d'équipements mobiles d'usager avancés de type « smartphone » et l'arrivée de nouvelles applications consommatrices de trafic de données, les opérateurs de réseaux de télécommunication cellulaire doivent faire face à une montée exponentielle du trafic de données. Ceci a pour conséquence une congestion de plus en plus accrue des cellules du réseau d'accès, et donc une dégradation de la qualité de service offerte aux usagers du réseau. Une évolution de ces réseaux visant à répondre à ce problème de congestion consiste à y introduire des points d'accès locaux de faible puissance offrant une couverture radio limitée, généralement dédiée pour un usage résidentiel ou en entreprise. Ainsi l'adjonction, aux côtés des stations de base classiques 3042618 2 couvrant une macro-cellule de plus de 2 km de rayon, de points d'accès locaux de faible puissance couvrant une petite cellule telle qu'une micro-cellule (rayon inférieur à 2 km), une pico-cellule (dont la portée est inférieur à 200 m), ou une femto-cellule (portée de l'ordre de 10 à 50 m) permet de répondre à cette croissance du trafic. 5 Si de tels points d'accès locaux permettent d'amener des ressources radio à proximité des usagers, ils amènent également à proximité des usagers des ressources en termes de mémoire et de capacités de traitement qui peuvent être exploitées pour déporter une partie des tâches informatiques devant être exécutées par les équipements mobiles d'usager. De la même manière, une passerelle de collecte de données de capteurs 10 sans fil dispose de ressources pouvant être exploitées par les capteurs. Il est ainsi envisagé que de tels équipements puissent former un nuage informatique en venant mettre en commun leurs ressources informatiques et les rendre disponibles à distance pour permettre le traitement déporté d'une tâche informatique dont l'exécution est requise par un appareil électronique. Se pose alors le problème de 15 déterminer combien d'équipements et lesquels doivent former le nuage informatique, et comment planifier leur coopération. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a pour objectif de proposer une solution permettant de regrouper des équipements sous la forme d'une grappe d'équipements en vue de 20 constituer un nuage informatique. Elle vise plus particulièrement à proposer une solution décentralisée dans le sens où chaque équipement décide de lui-même s'il participe ou non au nuage et de quelle manière. A cet effet, il est proposé un procédé de regroupement d'équipements en vue de former un nuage informatique pour le traitement déporté d'une tâche 25 informatique dont l'exécution est requise par un appareil électronique, le procédé comprenant : - une étape de diffusion par un équipement source vers un ou plusieurs équipements cibles d'un message de requête de participation au nuage ; 3042618 3 - lorsqu'un équipement cible offre de participer au nuage, une étape de transmission par l'équipement cible vers l'équipement source d'un message d'acceptation de participation au nuage ; le procédé étant caractérisé en ce que le message d'acceptation de participation au nuage 5 est transmis après un délai suivant la diffusion du message de requête de participation au nuage représentatif d'un niveau de participation au nuage offert par l'équipement cible. Certains aspects préférés mais non limitatifs de ce procédé sont les suivants : il comprend en outre une étape de sélection d'un équipement cible pour 10 incorporation au nuage qui exploite le délai de transmission du message d'acceptation de participation au nuage dudit équipement cible ; l'étape de sélection est mise en oeuvre par l'équipement source ; l'étape de sélection consiste à incorporer au nuage les équipements cibles suivant l'ordre d'arrivée de leurs messages d'acceptation de participation au nuage ; 15 l'étape de sélection exclut de l'incorporation au nuage le ou les équipements cibles dont le délai de transmission du message d'acceptation de participation au nuage excède un seuil ; le niveau de participation au nuage offert par un équipement cible correspond aux ressources informatiques que l'équipement cible offre à l'exécution déportée de 20 la tâche informatique dans le nuage ; le message de requête de participation au nuage est accompagné d'un paramètre indicatif d'une contrainte d'exécution de la tâche informatique ; il comprend à un équipement cible, suite à la réception du message de requête de participation au nuage, le calcul d'une métrique représentative du niveau de 25 participation au nuage offert par l'équipement cible, et la détermination du délai de transmission du message d'acceptation de participation à partir de ladite métrique ; la métrique correspond au nombre d'instructions de la tâche informatique que l'équipement cible offre d'exécuter ; 3042618 4 - la métrique correspond au ratio du nombre d'instructions de la tâche informatique que l'équipement cible offre d'exécuter avec la consommation énergétique résultant de l'exécution dudit nombre d'instructions par l'équipement cible ; - il comprend une étape préalable de transmission par l'appareil électronique à 5 destination de l'équipement source d'une requête d'exécution déportée de la tâche informatique ; l'appareil électronique est un terminal mobile et dans lequel l'équipement source est un point d'accès local au réseau cellulaire. L'invention porte également sur un dispositif de formation d'un nuage 10 informatique pour le traitement déporté d'une tâche informatique dont l'exécution est requise par un appareil électronique, ainsi que sur un dispositif de traitement déporté d'une tâche informatique dont l'exécution est requise par un appareil électronique. Elle s'étend en outre à un système de traitement déporté d'une tâche informatique dont l'exécution est requise par un appareil électronique comprenant un dispositif de formation 15 d'un nuage informatique et au moins un dispositif de traitement déporté. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation 20 préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un schéma illustrant les équipements participant à un système de traitement déporté d'une tâche informatique conforme à l'invention ; - la figure 2 est un schéma illustrant les différentes étapes d'un procédé de 25 constitution d'un nuage informatique conforme à l'invention. 3042618 5 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS En référence à la figure 1, l'invention porte sur un procédé de regroupement d'équipements 2-5 en vue de former un nuage informatique N pour le traitement déporté d'une tâche informatique dont l'exécution est requise par un appareil 5 électronique 1. L'appareil électronique 1 est typiquement un appareil sans fil, tel que par exemple un appareil mobile d'usager ou encore un capteur sans fil, relié à un réseau de communication cellulaire par l'intermédiaire d'un point d'accès local 2, en particulier un point d'accès de faible puissance couvrant une petite cellule telle qu'une micro-cellule, une 10 pico-cellule, ou une femto-cellule. Les équipements 2-6 pouvant être regroupés pour former le nuage sont typiquement des points d'accès locaux au réseau de communication cellulaire. On y retrouve un équipement source 2 qui est chargé de former le nuage et un ou plusieurs équipements cibles 3-6. 15 L'équipement source 2 correspond typiquement au point d'accès local auquel l'appareil électronique 1 est connecté, sans pour autant que cela ne soit limitatif. Les équipements cibles 3-6 peuvent être les points d'accès locaux directement dans la portée de l'équipement source, ou encore des points d'accès locaux pouvant être atteint par plusieurs sauts depuis l'équipement source. Et un équipement 20 cible peut lui-même mettre en oeuvre le procédé selon l'invention en agissant en tant qu'équipement source pour la constitution d'un nuage, par exemple un sous-nuage au sein d'un nuage formé par l'équipement source 2 servant de point d'accès local à l'appareil électronique. Dans le cadre de l'invention, le nuage N est formé dynamiquement et les 25 équipements qui le forment, ainsi que la manière dont ils y coopèrent, sont amenés à changer au cours du temps. Le procédé selon l'invention peut notamment être mis en oeuvre suite à une étape préalable de transmission par l'appareil électronique 1 à destination de l'équipement source 2 d'une requête d'exécution déportée d'une tâche informatique. Cette requête peut prendre la forme d'une description de la tâche 3042618 6 informatique, à savoir un ensemble d'instructions à exécuter avec une contrainte de latence donnée. En référence à la figure 2, le procédé comprend une étape de diffusion par l'équipement source 2 vers le ou les équipements cibles 3 d'un message RPN de requête 5 de participation au nuage. Cette diffusion peut viser tous les équipements cibles directement à portée de l'équipement source, ou encore tous les équipements cibles pouvant être atteint par un nombre de saut donné depuis l'équipement source. En variante, cette diffusion peut être réalisée vers des équipements cibles 10 spécifiquement choisis, par exemple en fonction d'un historique de participation à un nuage informatique constitué par l'équipement source. Le message RPN de requête de participation au nuage peut être accompagné d'un ou plusieurs paramètres nécessaires à la mise en oeuvre de la constitution du nuage. Il s'agit notamment de paramètre(s) indicatif(s) d'une contrainte 15 d'exécution déportée de la tâche informatique (par exemple un nombre d'instructions à exécuter, un délai de service, un niveau d'efficacité énergétique), de paramètre(s) permettant à chaque équipement cible d'identifier et de mettre en oeuvre une méthode de calcul d'une métrique représentative d'un niveau de participation au nuage que l'équipement cible est prêt à offrir, ou encore de paramètre(s) permettant d'identifier, 20 voire d'altérer, une relation entre cette métrique et un délai de réponse au message RPN. Suite à la réception du message RPN de requête de participation au nuage, chaque équipement cible décide d'y répondre ou non. Ainsi, lorsqu'un équipement cible s'offre de participer au nuage, le procédé comprend une étape de transmission par l'équipement cible 3 vers l'équipement source 2 d'un message APN d'acceptation de 25 participation au nuage. Dans une variante de réalisation, tous les équipements cibles répondent au message RPN de requête de participation au message au moyen d'un message dont le contenu indique si l'offre de participation est acceptée (le message est alors dit d'acceptation de participation au nuage) ou au contraire refusée. Dans le cadre de l'invention, un message APN d'acceptation de participation au nuage est transmis par un équipement cible après un délai suivant la 3042618 7 diffusion du message RPN de requête de participation au nuage. Le délai est représentatif d'un niveau de participation au nuage offert par l'équipement cible. Le niveau de participation au nuage offert par un équipement cible correspond aux ressources informatiques que l'équipement cible offre à l'exécution 5 déportée de la tâche informatique dans le nuage. On entend ici par ressources informatiques aussi bien des capacités de calcul que des capacités de stockage. Le délai représentatif d'un niveau de participation au nuage offert par un équipement cible peut être déterminé de la manière suivante. En référence à la figure 2, le procédé peut comprendre, suite à la réception du message RPN de requête de participation 10 au nuage, une opération de calcul « CAL » d'une métrique représentative du niveau de participation au nuage offert par l'équipement cible, et une opération de détermination « DEL » du délai de transmission du message APN d'acceptation de participation à partir de ladite métrique. A titre d'exemple de métrique, on peut citer le calcul du nombre 15 d'instructions de la tâche informatique que l'équipement cible offre d'exécuter, tout en respectant éventuellement une ou plusieurs contraintes d'exécution de la tâche (par exemple une contrainte de délai d'exécution, une contrainte d'efficacité énergétique). On peut également citer une métrique correspondant au ratio du nombre d'instructions de la tâche informatique que l'équipement cible offre d'exécuter avec la consommation 20 énergétique résultant de l'exécution dudit nombre d'instructions par l'équipement cible. L'opération de détermination « DEL » du délai de transmission du message APN d'acceptation de participation peut être réalisée au moyen d'une table de correspondance ou d'une formule de conversion (par exemple une équation polynomiale), dont l'identité peut être renseignée dans le message RPN de requête de participation au 25 nuage. La relation entre la métrique et le délai est typiquement du type qui associe les plus petits délais aux équipements cibles les plus efficaces, en particulier ceux optimisant la métrique représentative du niveau de participation au nuage offert par l'équipement cible. On a vu précédemment que le message RPN de requête de participation au nuage pouvait inclure un paramètre permettant d'altérer une relation entre la métrique 30 et le délai de réponse au message RPN. Une telle altération permet notamment de forcer 3042618 8 plus ou moins d'équipements cibles à participer au nuage. Par exemple, si on estime ou on observe qu'une certaine cible de participation n'est pas obtenue avec la métrique « classique », on peut artificiellement altérer le résultat du calcul de la métrique à la hausse ou à la baisse pour modifier le délai de transmission du message APN d'acceptation de 5 participation et ainsi forcer plus ou moins d'équipements cibles à répondre de manière favorable. Le message APN d'acception de participation au nuage peut être accompagné d'un ou plusieurs paramètres nécessaires à la mise en oeuvre de la politique de formation du nuage. A titre d'exemple un paramètre représentatif de la consommation 10 énergétique d'un équipement cible pour sa participation au nuage peut accompagner le message APN d'acception de participation au nuage. Revenant à la figure 2, le procédé comprend une étape de sélection « SLC » d'un équipement cible 3 pour incorporation au nuage N, typiquement mise en oeuvre par l'équipement source 2, qui exploite le délai de transmission du message APN 15 d'acceptation de participation au nuage dudit équipement cible. Ainsi, le délai de réponse du message APN d'acceptation est exploité comme une métrique permettant de former la grappe d'équipements constituant le nuage. L'étape de sélection « SLC » peut notamment consister à incorporer au nuage les équipements cibles suivant l'ordre d'arrivée de leurs messages APN 20 d'acceptation de participation au nuage. Elle peut être mise en oeuvre au moyen d'un algorithme plus complexe, mais toujours en exploitant le délai de réponse pour extraire l'information nécessaire à la formation du nuage. Elle peut notamment exploiter le ou les paramètres accompagnant le cas échéant les messages APN de participation au nuage, comme par exemple un paramètre permettant de réaliser une sélection basée sur un 25 critère de consommation énergétique. L'étape de sélection « SLC » peut être réalisée une fois reçu l'ensemble des messages d'acceptation ou de refus de participation au nuage. En variante, l'étape de sélection « SLC » peut exclure de l'incorporation au nuage le ou les équipements cibles dont le délai de transmission du message d'acceptation APN de participation au nuage excède 30 un seuil. Une telle variante permet de ne pas perdre de temps de calcul en venant attendre 3042618 9 les messages de l'ensemble des équipements cibles. Elle permet en outre que les équipements cibles qui ne souhaitent pas participer au nuage puissent rester silencieux en n'ayant pas à transmettre de messages de refus de participation au nuage. Il en découle une réduction du surdébit. 5 Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont les suivants. Dans un premier exemple, le message RPN de requête de participation au nuage est accompagné d'un identifiant de table de concordance entre métrique et délai, et d'un paramètre représentatif d'une contrainte de latence de l'exécution déportée de la tâche. La métrique correspond au nombre d'instructions que l'équipement cible offre 10 d'exécuter dans la contrainte de latence. Le message APN d'acceptation de participation au nuage est un simple accusé transmis après un délai calculé à partir de la métrique et de la table de correspondance correspondant à l'identifiant transmis avec le message RPN de requête de participation au nuage. Cet exemple de réalisation peut notamment être mis en oeuvre lorsque la consommation énergétique n'est pas un paramètre à optimiser pour 15 la constitution du nuage. Dans un second exemple, le message RPN de requête de participation au nuage est accompagné d'un identifiant de table de concordance entre métrique et délai, et d'un paramètre représentatif d'une contrainte de latence de l'exécution déportée de la tâche. La métrique correspond au nombre d'instructions que l'équipement cible offre 20 d'exécuter, rapporté à la consommation énergétique correspondante. Le message APN d'acceptation de participation au nuage est un accusé transmis après un délai calculé à partir de la métrique et de la table de correspondance correspondant à l'identifiant transmis avec le message RPN de requête de participation au nuage, l'accusé étant accompagné du nombre d'instructions que l'équipement cible offre d'exécuter. Cet 25 exemple de réalisation peut notamment être mis en oeuvre lorsque la consommation énergétique est un paramètre à optimiser pour la constitution du nuage. La sélection des équipements cibles à incorporer au nuage peut par ailleurs être réalisée à la volée, sans avoir à attendre une réponse de l'ensemble des équipements cibles. Dans un troisième exemple, le message RPN de requête de participation 30 au nuage est accompagné d'un identifiant de table de concordance entre métrique et délai, 3042618 10 d'un paramètre représentatif d'une contrainte de latence et d'un paramètre représentatif d'une contrainte de consommation énergétique. La métrique correspond au nombre d'instructions que l'équipement cible offre d'exécuter dans la contrainte de latence. Le message APN d'acceptation de participation au nuage est un accusé transmis après un délai 5 calculé à partir de la métrique et de la table de correspondance correspondant à l'identifiant transmis avec le message RPN de requête de participation au nuage, l'accusé étant accompagné du nombre d'instructions que l'équipement cible offre d'exécuter et de la consommation énergétique résultante. Cet exemple de réalisation peut notamment être mis en oeuvre lorsqu'une limite de consommation énergétique est imposée pour 10 l'exécution déportée de la tâche. L'invention n'est pas limitée au procédé tel que précédemment décrit, mais s'étend également à un équipement source et à un équipement cible, dit respectivement dispositif de formation d'un nuage informatique et dispositif de traitement déporté d'une tâche informatique. 15 Ainsi l'invention porte également sur un dispositif de formation d'un nuage informatique pour le traitement déporté d'une tâche informatique dont l'exécution est requise par un appareil électronique, le dispositif étant configuré : - pour diffuser vers un ou plusieurs équipements cibles un message de requête de participation au nuage ; et 20 - pour sélectionner un équipement cible pour incorporation au nuage en fonction d'un délai de transmission d'un message d'acceptation de participation au nuage reçu dudit équipement cible en réponse au message de requête de participation au nuage. L'invention porte également sur un dispositif de traitement déporté d'une tâche informatique dont l'exécution est requise par un appareil électronique, le 25 dispositif étant configuré : - pour recevoir un message de requête de participation au nuage diffusé par un équipement source; et - pour transmettre à l'équipement source un message d'acceptation de participation au nuage après un délai suivant la réception du message de requête de 3042618 11 participation au nuage représentatif d'un niveau de participation au nuage offert par le dispositif. Et l'invention porte également sur un système de traitement déporté d'une tâche informatique dont l'exécution est requise par un appareil électronique 5 comprenant un dispositif de formation d'un nuage informatique et au moins un dispositif de traitement. L'invention offre une prise de décision de participation totalement distribuée, chaque équipement cible étant chargé de décider s'il souhaite participer au nuage, et de quelle manière, selon sa propre stratégie. Cette prise de décision peut en 10 outre être modulée par un ensemble de paramètres nécessaires à la politique de formation du nuage. En outre, la sélection des équipements cibles à inclure au nuage exploite le délai de réponse des messages d'acception de participation au nuage et s'avère de ce fait peu complexe. Les échanges de données nécessaires pour constituer le nuage sont en outre peu importants puisque limités à la diffusion du message RPN de requête de participation 15 au nuage et à la transmission des différents messages APN d'acception de participation au nuage. REVENDICATIONS1. Procédé de regroupement d'équipements (2-5) en vue de former un nuage informatique (N) pour le traitement déporté d'une tâche informatique dont l'exécution est requise par un appareil électronique (1), le procédé comprenant : - une étape de diffusion par un équipement source (1) vers un ou plusieurs équipements cibles (3-6) d'un message (RPN) de requête de participation au nuage ; - lorsqu'un équipement cible (3-5) offre de participer au nuage, une étape de transmission par l'équipement cible vers l'équipement source d'un message (APN) d'acceptation de participation au nuage ; le procédé étant caractérisé en ce que le message (APN) d'acceptation de participation au nuage est transmis après un délai suivant la diffusion du message (RPN) de requête de participation au nuage représentatif d'un niveau de participation au nuage offert par l'équipement cible. 2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre une étape de sélection (SLC) d'un équipement cible pour incorporation au nuage qui exploite le délai de transmission du message d'acceptation de participation au nuage dudit équipement cible. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'étape de sélection est mise en oeuvre par l'équipement source (2). 4. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel l'étape de sélection consiste à incorporer au nuage les équipements cibles suivant l'ordre d'arrivée de leurs messages d'acceptation de participation au nuage. 5. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel l'étape de sélection exclut de l'incorporation au nuage le ou les équipements cibles dont le délai de transmission du message d'acceptation de participation au nuage excède un seuil. 3042618 13 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le niveau de participation au nuage offert par un équipement cible correspond aux ressources informatiques que l'équipement cible offre à l'exécution déportée de la tâche informatique dans le nuage. 5 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le message de requête de participation au nuage est accompagné d'un paramètre indicatif d'une contrainte d'exécution de la tâche informatique. 10 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant à un équipement cible, suite à la réception du message de requête de participation au nuage, le calcul (CAL) d'une métrique représentative du niveau de participation au nuage offert par l'équipement cible, et la détermination (DEL) du délai de transmission du message d'acceptation de participation à partir de ladite métrique. 15 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la métrique correspond au nombre d'instructions de la tâche informatique que l'équipement cible offre d'exécuter. 10. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la métrique correspond au 20 ratio du nombre d'instructions de la tâche informatique que l'équipement cible offre d'exécuter avec la consommation énergétique résultant de l'exécution dudit nombre d'instructions par l'équipement cible. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, comprenant une étape 25 préalable de transmission par l'appareil électronique à destination de l'équipement source d'une requête d'exécution déportée de la tâche informatique. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel l'appareil électronique est un terminal mobile et dans lequel l'équipement source est un point 30 d'accès local au réseau cellulaire. 3042618 14 13. Dispositif de formation d'un nuage informatique pour le traitement déporté d'une tâche informatique dont l'exécution est requise par un appareil électronique, le dispositif étant configuré : - pour diffuser vers un ou plusieurs équipements cibles un message de requête de 5 participation au nuage ; et - pour sélectionner un équipement cible pour incorporation au nuage en fonction d'un délai de transmission d'un message d'acceptation de participation au nuage reçu dudit équipement cible en réponse au message de requête de participation au nuage. 10 14. Dispositif de traitement déporté d'une tâche informatique dont l'exécution est requise par un appareil électronique, le dispositif étant configuré : - pour recevoir un message de requête de participation au nuage diffusé par un équipement source; et - pour transmettre à l'équipement source un message d'acceptation de 15 participation au nuage après un délai suivant la réception du message de requête de participation au nuage représentatif d'un niveau de participation au nuage offert par le dispositif. 15. Système de traitement déporté d'une tâche informatique dont l'exécution 20 est requise par un appareil électronique comprenant un dispositif de formation d'un nuage informatique selon la revendication 13 et au moins un dispositif de traitement déporté selon la revendication 14. 25