Contributions à l'expérimentation sur les systèmes distribués de grande taille

This work was done within the field of experimentation on distributed systems, more specifically test and validation of such systems. Next to classical experimentation methods (modelisation, simulation, testbeds like PlanetLab or Grid'5000), methods based on emulation and virtualisation provide a promising alternative. They allow to execute the real application to study inside a synthetic environment, with caracteristics defined for the experiment. But such tools cannot be used without answering some questions, on their accuracy and their scalability. In this work, we use an incremental approach to build an emulation platform. We start by comparing software network emulators, then give examples of their use, including to study a complex network application: TUNS, an IP over DNS tunnel. We then focus on building a platform targeted at the study of peer-to-peer systems, P2PLab. It uses use one of the network emulators we studied, as well as a lightweight virtualisation solution to provide good scalability features. After validating this platform, we use it to study the BitTorrent file sharing protocol, with experiments using up to 150000 participating nodes.Cette thèse s'inscrit dans le domaine de l'expérimentation sur les systèmes distribués, et en particulier de leur test ou de leur validation. À côté des méthodes d'évaluation classiques (modélisation, simulation, plates-formes d'expérimentation comme PlanetLab ou Grid'5000) les méthodes basées sur l'émulation et la virtualisation proposent une alternative prometteuse. Elles permettent d'exécuter l'application réelle à étudier, en lui présentant un environnement synthétique, correspondant aux conditions d'expérience souhaitées : il est ainsi possible, à moindre coût, de réaliser des expériences dans des conditions expérimentales différentes, éventuellement impossibles à reproduire dans un environnement réel. Mais l'utilisation de tels outils d'émulation ne peut se faire sans répondre à des questions sur leur réalisme et leur passage à l'échelle. Dans ce travail, nous utilisons une démarche incrémentale pour construire une plate-forme d'émulation destinée à l'étude des systèmes pair-à-pair à grande échelle. Nous commençons par comparer les différentes solutions d'émulation logicielle de liens réseaux, puis illustrons leur utilisation, notamment en étudiant une application réseau complexe : TUNS, un tunnel IP sur DNS. Nous construisons ensuite notre plate-forme d'émulation, P2PLab, en utilisant l'un des émulateurs réseaux précédemment étudiés, ainsi qu'un modèle de topologies réseaux adapté à l'étude des systèmes pair-à-pair. Nous y proposons une solution légère de virtualisation, permettant un bon rapport de repliement (grand nombre de noeuds émulés sur chaque machine physique). Après avoir validé cette plate-forme, nous l'utilisons pour étudier le protocole de diffusion de fichiers pair-à-pair BitTorrent à l'aide d'expériences mettant en jeu près de 15000 noeuds participants