Dénomination Technique Respect de la performance
Disponibilité Facilité à implémenter
Efficacité
L4Linux Modification des privilèges
✔ ✗ ✗ ✔
XOK Modification des
privilèges
✗ ✗ ✗ ✔
Devil Langages
spécifiques
✔ ✔ ✗ ✔
Driver Verifier Recouvrement du noyau
✔ ✔ ✗ ✗
Palladium Protection matérielle ✔ ✔ ✔ ✗
Vino Isolation des fautes par logiciel
✔ ✔ ✗ ✔
Nooks Isolation des fautes par logiciel
✔ ✔ ✔ ✔
Tableau 1-1 Approches liées à la prévention et la tolérance aux fautes liées aux extensions La disponibilité d’un système évalue sa mise en opération dans les domaines modernes à forts besoins en sûreté de fonctionnement. La disponibilité d’une technique dépend de sa portabilité aux systèmes les plus répandus actuellement. Nous évaluons également les possibilités que la méthode soit reprise par ces systèmes. Le projet Palladium est applicable sur toutes les plates- formes matérielles et la technique présentée dans Nooks peut être adaptée à de nombreux systèmes d’exploitation du marché.
La facilité de mise en œuvre évalue l’investissement nécessaire pour l’application de ces techniques à un système. Elle dépend entre autres de la disponibilité.
Enfin, l’efficacité représente le gain par rapport aux besoins actuels en sûreté de fonctionnement des systèmes d’exploitation. En effet, les implémentations ayant pour objectifs la tolérance et la prévention des fautes matérielles sont, pour le moment, jugées moins en adéquation avec les fautes réellement observées en opération. Les techniques portant sur la prévention de fautes logicielles seront donc considérées comme plus efficace par rapport aux besoins actuels. C’est le cas du produit de la firme Microsoft, Driver verifier.
pilotant des périphériques. Cela fait des pilotes l’enjeu actuel le plus important de la sûreté de fonctionnement des systèmes d’exploitation.
En effet, l’amélioration des systèmes d’exploitation dépend aujourd’hui des logiciels de gestion des périphériques du système. Le noyau n’est plus la source principale des bogues. Les différentes techniques qui ont été mises en œuvre durant les dernières années ont permis de nets progrès en termes de compréhension et lutte contre les problèmes de sûreté de fonctionnement liés aux pilotes. Elles doivent permettre de tolérer et éviter certaines fautes provenant des extensions.
Les travaux pour résoudre les problèmes de sûreté de fonctionnement liés aux pilotes de périphériques dans les systèmes d’exploitation commerciaux exigent souvent de profondes modifications et un fort investissement (humain et financier). De telles approches sont aujourd’hui économiquement impossibles sur les pilotes de périphérique, qui sont les extensions les plus communes de logiciels d’exploitation et représentent un investissement énorme en temps d’élaboration. Refaire le développement de l’ensemble des pilotes de périphériques d’un système représenterait un travail et des coûts colossaux. La modification structurelle d’un système entraînerait aussi des effets de bords inacceptables (perte de compatibilité ...) ; par conséquent aucune de ces approches n’a été réussie à ce jour dans un système commercial. Cependant, les prochains systèmes pourraient intégrer de telles technologies. Cela supposerait des contraintes fortes en terme de développement de pilotes de périphériques et freinerait certainement l’installation du nouveau système dans le marché. Un système d’exploitation est en effet plus attractif lorsque la plupart des pilotes « du marché » sont disponibles. À l’avenir, il est clair que l’amélioration de la sûreté de fonctionnement des logiciels d’exploitation dépendra des modules de gestion de périphérique.
Dans ce contexte, la nécessité d’évaluer un système, en prenant en compte ses efforts vis-à-vis de la sûreté de fonctionnement du point de vue de ses extensions, est une des principales motivations de nos travaux car les concepteurs de systèmes cherchent actuellement des solutions pour :
- L’évaluation des solutions possibles pour résoudre les problèmes de sûreté de fonctionnement du point de vue des pilotes.
- L’évaluation globale des systèmes d’exploitation pour, par exemple, valider l’intégration d’un COTS dans un système informatique plus important.
- L’évaluation de COTS candidats à une intégration en vue d’une comparaison des alternatives possibles.
Des travaux ont été réalisés dans le cadre de la sûreté de fonctionnement pour définir un cadre pour l’évaluation de la sûreté de fonctionnement des systèmes d’exploitation. Nous les présenterons dans le prochain chapitre.
Pour des raisons essentiellement économiques, la tendance actuelle est à la réutilisation des composants logiciels (commerciaux ou non) au sein des systèmes d’exploitation. En effet, lors du développement d’un système, la possibilité d’intégrer des fonctionnalités « clefs en main » (COTS) permet de mieux maîtriser les coûts de développement. De plus, cela permet de choisir le composant le plus adapté afin de répondre au mieux aux besoins du système. Pour choisir et comparer des solutions, le concepteur de systèmes doit disposer de données évaluant chacune d’elles, faisant de l’évaluation une étape cruciale dans le processus d’intégration des composants. Pour cela, chaque composant doit être « étalonné » grâce à des mesures correspondant aux critères recherchés.
Aujourd’hui, la performance n’est plus le seul critère de sélection, la sûreté de fonctionnement l’est tout autant. En nous basant sur les étalons de performance existants, nous essayons d’apporter une solution pour évaluer la sûreté de fonctionnement des systèmes d’exploitation.
Dans ce contexte, nos travaux ciblent plus particulièrement le point de vue des extensions et des pilotes de périphériques. Les étalons actuels permettent de comparer les performances des différents systèmes grâce à des mesures comme la vitesse d’exécution ou les délais de réponse.
D’une manière similaire, les étalons de sûreté de fonctionnement fournissent des mesures spécifiques afin de pouvoir choisir des systèmes ou composants candidats en fonction des critères de sûreté de fonctionnement. Cette thèse s’intègre dans le projet DBench présenté dans [Kanoun et al. 2002] et [Madeira et al. 2002a], dont l’objectif est de fournir un cadre conceptuel et un environnement expérimental pour l’étalonnage de sûreté de fonctionnement de COTS ou de systèmes à base de COTS.
Le but de ce chapitre est d’établir le cadre d’évaluation de la sûreté de fonctionnement de COTS et de systèmes informatiques à base de ces composants. Dans un premier temps, nous établissons les concepts généraux concernant les systèmes d’exploitation pour l’élaboration d’un cadre pour leur étalonnage. En effet, un étalon est avant tout un standard portable; Son objectif est de permettre de comparer les résultats obtenus avec différentes solutions (différents systèmes d’exploitation ou différents composants). Nous présentons les similarités et les différences des architectures les plus courantes puis nous présentons les étalons de performance, qui ont servi de base au cadre conceptuel des étalons de sûreté de fonctionnement. Nous abordons ensuite la définition d’un étalon de sûreté de fonctionnement par ses dimensions de catégorisation et ses mesures, sa mise en œuvre est ensuite discutée une fois ces caractéristiques définies. Nous poursuivons par une présentation des différents travaux sur la caractérisation de systèmes d’exploitation par rapport à un critère d’importance : l’origine, externe ou interne au système, des fautes que l’on désire étudier. Nous présentons les travaux déjà réalisés touchant à la caractérisation des systèmes d’exploitation vis-à-vis du
noyau ou de ses extensions. Nous aborderons plusieurs approches parmi lesquelles l’injection de fautes, la méthode analytique et une technique liée au contrôle de flux.