Distributed and Parallel Execution of Agent-Oriented Simulation

Distribution et Parallélisation de Simulations Orientées Agents

Nicolas Sébastien (1)

1 LIM - Laboratoire d'Informatique et de Mathématiques

Simulation of complex systems provides observation of the studied systems' dynamics in a suitable time for scientific interpretation. Agent-oriented simulation features multi-scales observation by modelling the system's granular entities and their interactions. However appealing, execution of large-scale simulations implying throngs of agents is a major issue. This work aims at executing such system on a network of simulation platforms. After having identified requirements of this approach, we propose an agent-based architecture to manage the consistency of distributed simulation on a flexible execution infrastructure. The multiagent system composed of agents distributed among the infrastructure establishes a virtual platform that executes simulation without requiring adaptation of the simulated model. In order to improve execution performances, we consider time representation and agents interactions, more precisely the perception/influence model, enabling parallel scheduling of the simulation. Along with this scheduling, we propose a dynamic load-balancing algorithm. This one is also based on simulation model's information and aims at both maximising exploitation of each platform and ensuring the flexibility of simulation regarding the flexibility of the execution infrastructure. Concepts and algorithms we propose are then implemented in our platform GEAMAS-NG.

La simulation de systèmes complexes a pour objectif d'offrir une observation de la dynamique des systèmes étudiés dans un temps adapté à une interprétation scientifique. La simulation orientée agent permet de plus une observation multi-échelle du système considéré car elle s'appuie sur la description des entités granulaires composant celui-ci et leurs interactions. Le grand nombre d'entités nécessaires à la modélisation de systèmes large-échelle grêve cependant les performances en simulation. Ces travaux de recherche visent l'exécution de telles simulations en proposant de les appuyer sur un réseau de plates-formes de simulation. Après avoir identifié les exigences d'une telle approche, nous proposons une architecture agent pour la gestion de la cohérence de la simulation distribuée sur une infrastructure d'exécution flexible. Le système multi-agent formé par les agents répartis sur les plates-formes établit une plate-forme virtuelle exécutant la simulation sans adaptation du modèle simulé. Pour optimiser les performances, nous considérons la représentation du temps dans les simulations et les mécanismes agents d'interaction, notamment le modèle perception/influence sur l'environnement, afin d'établir un ordonnancement parallèle de la simulation. Nous complétons cette exécution parallèle en considérant l'équilibrage de charges dynamique. Ce dernier s'appuie lui aussi sur les informations incluent dans le modèle simulé et vise autant à maximiser l'exploitation de chacune des plates-formes qu'à assurer la flexibilité de la simulation vis à vis de la dynamique de l'infrastructure d'exécution. Ces concepts et algorithmes sont mis en œuvre dans la plate-forme GEAMAS-NG.

Mots clés: Dynamic load-balancing; Distributed execution of simulations; Agent-Oriented Simulation : Conservative parallel scheduling

Mots clés: Simulation Orientée Agent; Ordonnancement parallèle conservatif; Equilibrage de charges dynamique; Exécution distribuée de simulations

Domaines: Autre [cs.OH]

Nicolas Sébastien. Distribution et Parallélisation de Simulations Orientées Agents. Autre [cs.OH]. Université de la Réunion, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00474213⟩