Prsentation Coordination dagent dans les rseaux MANET 3102021

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Présentation Coordination d’agent dans les réseaux MANET 3/10/2021 Pascal FAYE 1

Présentation Coordination d’agent dans les réseaux MANET 3/10/2021 Pascal FAYE 1

Sommaire • Contexte • Contraintes • Description du problème • Overview • Objectifs •

Sommaire • Contexte • Contraintes • Description du problème • Overview • Objectifs • Concepts • Nos principes et contraintes • Mécanisme 3/10/2021 Pascal FAYE 2

Contexte • MANET ü Nœuds mobiles ü Nœuds autonomes ü Disponibilités aléatoires ü Communication

Contexte • MANET ü Nœuds mobiles ü Nœuds autonomes ü Disponibilités aléatoires ü Communication avec voisinage directe ü Contraintes de bande passante ü Ressources limitées ü Etc. 3/10/2021 Pascal FAYE 3

Contexte • Déploiement des agents sur les nœuds du MANET ü Mobilité assujetti par

Contexte • Déploiement des agents sur les nœuds du MANET ü Mobilité assujetti par les nœuds ü Disponibilité dépendant de celle des nœuds ü Capacité limitée par celle des nœuds ü agent autonome ü voisinage assujetti par les nœuds 3/10/2021 Pascal FAYE 4

Contraintes des agents ü Agents compétitifs et autonomes ü Agents égoïstes ü Agents hétérogènes

Contraintes des agents ü Agents compétitifs et autonomes ü Agents égoïstes ü Agents hétérogènes ü Tâches évolutifs et critiques ü Disponibilités aléatoires 3/10/2021 Pascal FAYE 5

Exemple illustratif ? ? ? ? volontaire Médaille!!! Temps? Risques!!! ≈ 1 heure Médaille?

Exemple illustratif ? ? ? ? volontaire Médaille!!! Temps? Risques!!! ≈ 1 heure Médaille? Risques!!! 3/10/2021 Pascal FAYE 6

Description du problème Se coordonner pour exécuté des tâches collectives et dynamiques. Optimiser les

Description du problème Se coordonner pour exécuté des tâches collectives et dynamiques. Optimiser les ressources Optimiser le temps et les moyens de communication 3/10/2021 Pascal FAYE 7

Négociation: Overview Ø Chaîne de négociations de tâches en milieu semi coopératif: choix de

Négociation: Overview Ø Chaîne de négociations de tâches en milieu semi coopératif: choix de solution de la négociation; répartition optimale du temps entre négociations. [Z. Xiaoqin et al. 2007] Ø Négociation avec les voisins pour le routage efficace s’adaptant à la dynamique des réseaux MANET. [S. Shahbazi et al. ] Ø Négociation semi-compétitif, communications et données MANET entièrement distribuées. Se base sur le Contrat Net Protocol. Résultat final décidée de manière distribuée[I. Marsà et al. 2005] Ø Déploiement d’enchères dans les MANET et garantir les interactions entre participants , assurer la sécurité des échanges, calcul de la durée de round [A. Fourati et al. 2006] Ø Résolution du problème d’inaccessibilité avec des middle-agents. [D. Šišlák et al. 2005] Ø Stratégie de concession fondée sur les processus gaussien pour prédire l’offre future des autres et générer son offre en fonction du taux de concession. • Par round [Rubinstein et al. 1982] • Sans round avec délais de négociation [Colin R. Williams et al. 2011] 3/10/2021 Pascal FAYE 8

Overview Formation de coalition: ØNégocier pour planifier les activités de production des chaînes logistiques

Overview Formation de coalition: ØNégocier pour planifier les activités de production des chaînes logistiques [S. Hahndel et al. 1994], • regrouper plusieurs acheteurs afin de diminuer les coûts [B. Chaib-draa et al. 2002] • protocole d’interaction pour la coordination distribuée et utilisation de l’intégrale de Choquet pour l’aide à la décision de l’agent initiateur [A. Dhouha et al. 2009]. ØMoment opportun pour satisfaire l'urgence d’une tâche par rapport à la tâche globale et des préférences de l'utilisateur [Abramson M. 2006]. Ø Répartition optimale d’agents dans les coalitions en exécutant une tâche par coalition, réorganisable durant l'exécution; récompense et évolution stochastique de tâches suivi par les MDP [M. A. Khan et al. 2011] ØCoalition et récompense d’agent égoïste en environnement super additive. Négociation jusqu’aux premières coalitions et après négociation inter coalition (extra récompense et force) [O. Shehory et al. 1995] ØMécanismes d’incitations à former des coalitions stable à l'intérieur du MANET d’agents coopératifs modélisés sous forme de graphe. [T. Jiang et al. 2006] 3/10/2021 Pascal FAYE 9

Overview Formation de coalition: Ø Participer dans plusieurs coalition simultanément - Désengagement ayant une

Overview Formation de coalition: Ø Participer dans plusieurs coalition simultanément - Désengagement ayant une pénalité proportionnelle au dommage induites - Dissolution et reformation de coalition. [B. Wilson et al. 2007] Ø Calcul de la coalition à proposer en se basant sur les préférence, sur l’historique des propositions et du calcul de la distance de Manhattan. Les ressources de chaque agent sont publiques. [T. Génin et al. 2010] Ø Restructuration des coalitions en cas de modification topologique en identifiant plusieurs coalition possible et leur classement par préférence [P. Caillou et al. 2002] Ø Réduction du coup et accélération des formations de coalitions sans connaitre le point de compromission optimal par la construction de l'arbre des structures de coalitions et d’intentions. [S. Aknine et al. 2006] Ø Interdire ou obliger à être ensemble pour former la coalition - Eviter la vérification de toutes les coalitions possibles et leur combinaison pour générer des structures de coalition valide. [T. Rahwan et al. 2011] 3/10/2021 Pascal FAYE 10

Overview Formation de coalition: Ø Utilisation d’ontologie permettant aux agents compétitifs en environnement ouvert,

Overview Formation de coalition: Ø Utilisation d’ontologie permettant aux agents compétitifs en environnement ouvert, distribué et décentralisé de coordonner dynamiquement les interdépendances de leur interactions. [B. Lithgow. Smith et al. 2011] Ø Coalition auto-organisable de réseau structuré à visions partielles - Ajustement dynamique du degrés d'implication en payant une pénalité pour rejoindre d'autres coalitions - Accord non révocable. [Y. Dayong et al. 2012]. Ø Chevauchent de coalition pour la répartition des ressources entre plusieurs tâches - Profit réparties entre les participants grâce à un système de poids sur les agents et sur les tâches. [Y. Zick et al. 2012]. 3/10/2021 Pascal FAYE 11

Overview Coordination dans les MANET Ø Planification et "explicit anticipation" pour la résolution des

Overview Coordination dans les MANET Ø Planification et "explicit anticipation" pour la résolution des conflits. Environnement déterministe et observables avec une description parfaitement clair. [A. Doniec et al. 2008] Ø Discontinuité de service (ressources), optimisation ressources, efficacités coordination et optimisation temps de services dans les MANET. • Décentraliser [U. Mir et al. 2010], [R. Jennings et al. 2009]. • Centraliser avec possibilité d’intégrer d’autre agent en MANET P 2 P. [M. Wang et al. 2005]. Ø Répartition et ordonnancement de tâches interdépendantes - Auto réorganisation des interconnexion d’agents hiérarchisé - Résolution de contrainte distribuée. [C. Theocharopoulou et al. 2007] Ø Problème de localisation et d’adressage d’agents mobile de MANET. [V. Nagamuta et al. 1999], [J. Macker, et al. 2006 ]. Ø Etude de performance et améliorations des effets et des actions de la coordination SMA MANET. [J. Dean et al. 2008 ], [G. D. Nguyen et al. 2009]. Ø Trouver la meilleure solution en comparant les solutions des voisins - Tient compte de l’instabilité, de la croissance aléatoire de la topologie et des vitesses des liens. [R. Paul et al. 2010] 3/10/2021 Pascal FAYE 12

Overview Synthèse des insuffisances par rapport à notre contexte: • Restructuration par éclatement et

Overview Synthèse des insuffisances par rapport à notre contexte: • Restructuration par éclatement et renégociation. • Les agents sont disponible une fois la coalition formé • Les tâches sont invariantes une fois découvertes sauf dans [M. A. Khan et al. 2011] sans gère les ruptures de protocole ni la restructuration • Récompense dépendant du temps mais non utilisée pour motiver la participation • Pas de gestion de la mobilité par rapport à l’urgence et à l’évolution des tâches 3/10/2021 Pascal FAYE 13

Objectifs ü Motiver les agents à participer dans une tâche ou a devenir temporaire

Objectifs ü Motiver les agents à participer dans une tâche ou a devenir temporaire coopératif ü Former et stabiliser les coalitions suivant la dynamique des ressources disponibles ü Scalabilité des coalitions suivant l’amplification des tâches et du temps écoulée ü Gestion du temps de résolution des tâches ü Anticipation des situations critiques ü Gestion mobilité et disponibilité aléatoire des agents Tableau comparatif Tâche et environnement dynamique Restructuration sans éclatement et renégociation Etat de l’art 1 seul Non Nos travaux Oui Oui 3/10/2021 Pascal FAYE Tolérance au Récompense rupture de dynamique pour protocole l’incitation Répartition des ressources sans la notion de poids Possibilité de disparition de l’agent initiateur Non Non Oui Oui 14

Exemple illustratif Demande évacuation Support aérien 3/10/2021 Soutient Logistique Demande évacuation Demande assistance Pascal

Exemple illustratif Demande évacuation Support aérien 3/10/2021 Soutient Logistique Demande évacuation Demande assistance Pascal FAYE Manque de ressources 15

Exemple de coalitions Pascal FAYE 3/10/2021 16

Exemple de coalitions Pascal FAYE 3/10/2021 16

Concepts Tâche T: T={ӨT, ST, π} • • Une ou plusieurs sous tâches ti

Concepts Tâche T: T={ӨT, ST, π} • • Une ou plusieurs sous tâches ti inclus dans ӨT={t 1, t 2, …, tn} T a un état ST tel que ST = {st 1, st 2, … stn} Une priorité π / π={π1, π2, …, πn} avec πi priorité de la sous tâches ti. Séquence logique basé sur la priorité (probabilité ruine) • Les coûts des désastres (Xk) k ≥ 1 • Intervalle de temps entre deux désastres (τk) k ≥ 1 indépendant les unes des autres et de loi exponentiel E (μ). • Soit Nt le nombre de tâches qu’un agent à connu durant un intervalle [0, t]. (Nt) t ≥ 0 est un processus de Poisson. 3/10/2021 Pascal FAYE 17

Concepts • Contraint sur une tâche Δ=(T, D, Cons, reward) • Récompense dépendant du

Concepts • Contraint sur une tâche Δ=(T, D, Cons, reward) • Récompense dépendant du temps de participation et des contraintes de la tâche • Coalition Ci={Aci, Bci, Rmin T, D} où Aci = {a 1, a 2, . . . , ak}: Un ensemble d’agents Bci {B(ax) / x Є , ax Є A}: But de la coalition Rmin = {R 1, R 2, . . . , Rm}: Nombres de ressources minimum T : La tâche D : Temps de resolution stochastique 3/10/2021 Pascal FAYE 18

Concepts • Temps de résolution • Délais de résolution approximatif 3/10/2021 Pascal FAYE 19

Concepts • Temps de résolution • Délais de résolution approximatif 3/10/2021 Pascal FAYE 19

Principe et contraintes no-return broadcast: Si une mise à jour de synchronisation relative à

Principe et contraintes no-return broadcast: Si une mise à jour de synchronisation relative à une situation Ti arrive d’un agent ai, ses agents voisins ne seront pas en mesure de lui renvoyer la même information de synchronisation relatives à la situation Ti Cela nous permettra de contrôler la diffusion et d’éviter les messages de synchronisation ou de diffusion en boucle 3/10/2021 Pascal FAYE 20

Principe et contraintes no-return broadcast TTL=1 T 1 T 2 T T 1 1

Principe et contraintes no-return broadcast TTL=1 T 1 T 2 T T 1 1 T 2 T 1 T 2 3/10/2021 Pascal FAYE 21

Principe et contraintes • Contraint pour pouvoir participer à sa résolution Cons est évalué

Principe et contraintes • Contraint pour pouvoir participer à sa résolution Cons est évalué en fonction de l’énergie, ressources et disponibilité relative • Stab est la stabilité moyenne ceci est évalué localement par l’agent fiabilité et disponibilité fréquente. 3/10/2021 Pascal FAYE 22

Principe et contraintes • Probabilité d’instabilité (déconnexion, déplacement, …) Ps dans le prochaine dt

Principe et contraintes • Probabilité d’instabilité (déconnexion, déplacement, …) Ps dans le prochaine dt Si on considère l’arrivé des déconnexions comme une loi de Poisson, on a: Exemple λ= taux d’arrivé des déconnexion en dt K= nombre de minute de D X Alors on utilise la loi géométrique modifiée pour déterminer la probabilité Ps: q=1 -p X Plus Ps est petit plus le nœud est préféré 3/10/2021 Pascal FAYE 23

Mécanismes in, x , TTL ) ) Δ, R ( C x, fp(Δ TT

Mécanismes in, x , TTL ) ) Δ, R ( C x, fp(Δ TT , R L) m in fw( , , R ) -1) TL , T , x in (Δ fw 3/10/2021 ) m x, n, i m , R L-1 TT L-1 (Δ TT fw , x, min Cfp n mi R Δ, , x , Cfp(Δ, Rmin, x, TTL) TL T , x, fw TT (Δ, L- Rm 1) in Cfp( Δ, Rm Cfp x, T (Δ, Rm TL) in, Annonce de la tâche Pascal FAYE 24

Mécanisme Réponse à l’annonce de la tâche. Chaque agent ai vérifie Rai=? =Rmin[j] reward

Mécanisme Réponse à l’annonce de la tâche. Chaque agent ai vérifie Rai=? =Rmin[j] reward ≥? Cons? BID , tab BID , S (R ai Ps) (R , ai Sta b, Ps ) , tab ) Ps BI D , S BID (R ai , S BID 3/10/2021 s) , P b ta (R ai Pascal FAYE (R ai , BID St ab , P s) (R ai , Sta b , Ps ) 25

Mécanisme • Restructuration de coalition actuelle: • Éviter le processus fastidieux de la restructuration

Mécanisme • Restructuration de coalition actuelle: • Éviter le processus fastidieux de la restructuration des coalitions? ? ? 3/10/2021 Pascal FAYE 26

Mécanisme • Pour résoudre le problème: agents primaire. agents de secours. • backbone de

Mécanisme • Pour résoudre le problème: agents primaire. agents de secours. • backbone de la coalition: Ψ = (ap 1 ci, ap 2 ci , …. apnci ): Ensemble n fini d’agents apnci de Ci ayant permis l’obtention de Rmin et la coalition. 3/10/2021 Pascal FAYE 27

Mécanisme • Etablissement du backbone de la coalition 1 - Calcul de risque d’interruption

Mécanisme • Etablissement du backbone de la coalition 1 - Calcul de risque d’interruption (Tâche insoluble, destruction de nœuds): • Variable aléatoire représentant le temps entre deux désastres: Distribution exponentielle E (μ), • α= (λµ) est le coût moyen des tâches (ressources/unité de temps). • α inférieur à un seuil critique p partagé par tous les agents de l'environnement. En supposant que la destruction ne peut avoir lieu jusqu'à un instant Tn, la séquence de variables aléatoires représentant le temps noté: , où Xk est le coût des désastres 3/10/2021 Pascal FAYE 28

Mécanisme • Démonstration: • Si p <α , le résultat découle de la loi

Mécanisme • Démonstration: • Si p <α , le résultat découle de la loi des grands nombres. • Si p =α , on remarque est la somme des n variables aléatoires • Lorsque p > α , on a clairement et cela ce démontre par l’absurde C’est a partir d'un historique des sinistres, qu’on estime le paramètre α. Ceci fournira des informations sur la façon de choisir p. Sous cette hypothèse, on peut quantifier la probabilité de ruine. 3/10/2021 Pascal FAYE 29

Mécanisme • Etablissement du backbone de la coalition 2 -Calcul des probabilité d’états du

Mécanisme • Etablissement du backbone de la coalition 2 -Calcul des probabilité d’états du système POMDP 3/10/2021 Pascal FAYE 30

Mécanisme • Etablissement du backbone de la coalition 2 -Calcul des probabilité d’états du

Mécanisme • Etablissement du backbone de la coalition 2 -Calcul des probabilité d’états du système POMDP Résolution de où I est la matrice identité P est la matrice de transition et Notre cas: 3/10/2021 Pascal FAYE 31

Mécanisme • Etablissement du backbone de la coalition 3 - Propagation des informations a)

Mécanisme • Etablissement du backbone de la coalition 3 - Propagation des informations a) Définition du Contrat: Ti est la tâche, Rj les ressources qu’il pourra mettre à la disposition si les autres sont dans le même cas de recherche de partenaire, Rew récompense dépendant des Пi, Δt=dtn-dt 0 b) Envoi au voisinage υ(ai) des informations ( , {П 0 , П 1 , П 2 }, { , , }, Contract) c) Chaque agent intéressé peut: • Directement accepter Risque trop grand ? Contrat favorable? • cher à faire des propositions de contrat fondée sur ses objectifs et ressources 3/10/2021 Pascal FAYE 32

Mécanisme • Etablissement du backbone de la coalition 3 - Propagation des informations d)

Mécanisme • Etablissement du backbone de la coalition 3 - Propagation des informations d) Fin négociation coalitions : (1) une solution complète qui prend en charge l'ensemble de ses objectifs est trouvée; (2) un accord sur une solution partielle qui comprend une partie de ses objectifs (3) un conflit et aucune concession avec les agent n’est possible (4) le délai d'attente pour la formation de la coalition est atteint. e) Négociation terminé avec succès: • Validation négociation Ou bien • Abandon négociation. Celui-ci a lieu soit parce que l'un ou plusieurs des agents impliqués peuvent pas garder leurs accords ou parce que le délai d'attente a expiré. 3/10/2021 Pascal FAYE 33

Mécanisme • Etablissement du backbone de la coalition 4 - Validation de la coalition

Mécanisme • Etablissement du backbone de la coalition 4 - Validation de la coalition a) Pre-commitment: 1. Engagement à fournir les ressources si la coalition est acceptée par l'agent initiateur, ou payer une pénalité locale en cas de retrait. 2. l'initiateur annonce que la proposition est soumise à des contraintes et qu’ils doivent tenir compte de ces contraintes dans leur stratégie de retrait. • • En attente des réponses, les participants sont considérés comme engagé localement. L'initiateur s'engage à les rejoindre dans la coalition ou à les dédommager. b) Final commitment: • Informer participant pré-accepté qu'il est sélectionné en tant qu'agent primaire • Il doit effectuer les actions requises et trouver un agent de secours pour stabiliser le backbone. 3/10/2021 Pascal FAYE 34

Mécanisme 35 • Sélection de l’agent de secours 3/10/2021 Pascal FAYE 35

Mécanisme 35 • Sélection de l’agent de secours 3/10/2021 Pascal FAYE 35

Mécanisme • Coordination: Gestion amplification des tâches Disponibilité permanente des ressources pour une tâche

Mécanisme • Coordination: Gestion amplification des tâches Disponibilité permanente des ressources pour une tâche après la formation d'une coalition. Overload Tâche Overload 3/10/2021 Pascal FAYE 36

Mécanisme • Coordination: Gestion amplification des tâches 1. Protocole D_Extension Ressources ajoutés par: •

Mécanisme • Coordination: Gestion amplification des tâches 1. Protocole D_Extension Ressources ajoutés par: • Agent du backbone et/ou • Promotion agents secours 3/10/2021 Pascal FAYE 37

Mécanisme • Coordination: Gestion amplification des tâches 3/10/2021 Pascal FAYE Overload Tâche Overload 38

Mécanisme • Coordination: Gestion amplification des tâches 3/10/2021 Pascal FAYE Overload Tâche Overload 38

Mécanisme • Coordination: Gestion amplification des tâches 2. Protocole W_Extension Utilisé lorsque le protocole

Mécanisme • Coordination: Gestion amplification des tâches 2. Protocole W_Extension Utilisé lorsque le protocole Depth-extension échoue. Associer d’autre agent qui ne sont pas des secours sans un éclatement de la coalition 3/10/2021 Pascal FAYE 39

Mécanisme Coordination: gestion de la mobilité Activation de la Épuisement ressources, etc. recherche de

Mécanisme Coordination: gestion de la mobilité Activation de la Épuisement ressources, etc. recherche de secours Message de demande de remplacement: Help(Δ, x, Ri, ST) Tâche 3/10/2021 Pascal FAYE 40

Mécanisme Coordination: gestion de la mobilité Épuisement ressources, etc. Sans agent secours Transmission indisponibilité

Mécanisme Coordination: gestion de la mobilité Épuisement ressources, etc. Sans agent secours Transmission indisponibilité Message de demande d’aide Exécution de l’algorithme D_extension ou W_extension Tâche 3/10/2021 Pascal FAYE 41

Mécanisme • Coordination: gestion de la mobilité 1. Protocole plan_decommitment Quitter le backbone de

Mécanisme • Coordination: gestion de la mobilité 1. Protocole plan_decommitment Quitter le backbone de la coalition sans mettre en danger les autres partcipants. 3/10/2021 Pascal FAYE 42

Mécanisme Coordination: gestion de la mobilité Hors service brutal. Transmission indisponibilité Problème Exécution de

Mécanisme Coordination: gestion de la mobilité Hors service brutal. Transmission indisponibilité Problème Exécution de l’algorithme P_extension et puis L_extension Tâche 3/10/2021 Pascal FAYE 43

Mécanisme • Coordination: gestion de la mobilité 2. Protocole unplan_decommitment Réaction du backbone si

Mécanisme • Coordination: gestion de la mobilité 2. Protocole unplan_decommitment Réaction du backbone si un agent est hors couverture sans prévenir. 3/10/2021 Pascal FAYE 44

MERCI DE VOTRE ATTENTION 3/10/2021 Pascal FAYE 45

MERCI DE VOTRE ATTENTION 3/10/2021 Pascal FAYE 45