PhD defense of Fionn Mc Inerney

PhD Fionn Mc Inerney

    • Title: “Domination and Identification Games in Graphs”
    • When: July 8, 2019 — 14:00
    • Where: Inria Sophia Antipolis, Euler violet
    • Committee:
      • Steve Alpern, Warwick Business School, The University of Warwick, Coventry West Midlands, UK
      • Victor Chepoi, Laboratoire d’Informatique et Systèmes, Aix-Marseille Université, Marseille, France
      • Paul Dorbec (Rapporteur), Université de Caen Normandie, Caen, France
      • Sylvain Gravier (Rapporteur), Université Grenoble Alpes, Institut Fourier, Grenoble, France
      • Nicolas Nisse (Directeur), Université Côte d’Azur, Inria, CNRS, I3S, Sophia Antipolis, France
      • Aline Parreau, Laboratoire LIRIS, Université Claude Bernard Lyon 1, Lyon, France
    • Abstract: In this thesis, 2-player games on graphs and their algorithmic and structural aspects are studied. First, we investigate two dynamic dominating set games: the eternal domination game and its generalization, the spy game. In these two games, a team of guards pursue a fast attacker or spy in a graph with the objective of staying close to him eternally and one wants to calculate the eternal domination number (guard number in the spy game) which is the minimum number of guards needed to do this. Secondly, the metric dimension of digraphs and a sequential version of the metric dimension of graphs are then studied. These two problems are those of finding a minimum subset of vertices that uniquely identify all the vertices of the graph by their distances from the vertices in the subset. In particular, in the latter, one can probe a certain number of vertices per turn which return their distances to a hidden target and the goal is to minimize the number of turns in order to ensure locating the target. These games and problems are studied in particular graph classes and their computational complexities are also studied.

      Precisely, the NP-hardness of the spy game and the guard numbers of paths and cycles are first presented. Then, results for the spy game on trees and grids are presented. Notably, we show an equivalence between the fractional variant and the “integral” version of the spy game in trees which allowed us to use Linear Programming to come up with what we believe to be the first exact algorithm using the fractional variant of a game to solve the “integral” version. Asymptotic bounds on the eternal domination number of strong grids are then presented. This is followed by results on the NP-completeness of the Localization game under different conditions (and a variant of it) and the game in trees. Notably, we show that the problem is NP-complete in trees, but despite this, we come up with a polynomial-time (+1)-approximation algorithm in trees. We consider such an approximation to be rare as we are not aware of any other such approximation in games on graphs. Lastly, results on the metric dimension of oriented graphs are presented. In particular, the orientations which maximize the metric dimension are investigated for graphs of bounded degree, tori, and grids.

    • Titre: “Jeux de Domination et d’Identification dans les Graphes”
    • Résumé: Dans cette thèse, les jeux à 2 joueurs dans les graphes et leurs aspects algorithmiques et structurels sont étudiés. Nous explorons tout d’abord le jeu de domination éternelle ainsi que sa généralisation, le jeu de l’espion, deux jeux qui reposent sur les ensembles dominants dynamiques. Dans ces deux jeux, une équipe de gardes poursuit un attaquant ou espion rapide dans un graphe, avec l’objectif de rester près de lui éternellement. Le but est de calculer le nombre de domination éternelle (nombre de gardes pour le jeu de l’espion) qui est le nombre minimum de gardes nécessaires pour réaliser l’objectif. La dimension métrique des digraphes et une version séquentielle de la dimension métrique des graphes sont aussi étudiées. Ces deux problèmes ont pour objectif de trouver un sous-ensemble de sommets de taille minimum tel que tous les sommets du graphe sont identifiés uniquement par leurs distances aux sommets du sous-ensemble. En particulier, dans ce dernier problème, on peut “interroger” un certain nombre de sommets par tour. Les sommets interrogés retournent leurs distances à une cible cachée. Le but est de minimiser le nombre de tours nécessaires pour localiser la cible. Ces jeux et problèmes sont étudiés pour des classes de graphe particulières et leurs complexités temporelles sont aussi étudiées.

      Précisément, il est démontré que le jeu de l’espion est NP-difficile et les nombres de gardes des chemins et des cycles sont présentés. Ensuite, des résultats sur le jeu de l’espion dans les arbres et les grilles sont présentés. Notamment, nous démontrons une équivalence entre la variante fractionnaire et la variante “intégrale” du jeu de l’espion dans les arbres qui nous a permise d’utiliser la programmation linéaire pour concevoir ce que nous pensons être le premier algorithme exact qui utilise la variante fractionnaire d’un jeu pour résoudre sa variante “intégrale”. Des bornes asymptotiques sur le nombre de domination éternelle de la grille du roi sont aussi présentées. Ensuite, des résultats sur la NP-complétude du jeu de Localisation sous différentes conditions (et une variante de ce jeu) sont présentés. Notamment, nous démontrons que le problème est NP-complet dans les arbres. Malgré cela, nous concevons un (+1)-algorithme d’approximation qui résout le problème en temps polynomial. Autant que nous sachions, il n’existe pas d’autres telles approximations pour les jeux dans les graphes. Finalement, des résultats sur la dimension métrique des graphes orientés sont présentés. En particulier, les orientations qui maximisent la dimension métrique sont explorées pour les graphes de degré borné, les tores et les grilles.

PhD defense of Andrea Tomassilli

PhD Andrea Tomassilli

    • Title: “Towards Next Generation Networks with SDN and NFV”
    • When: June 24, 2019 — 14:30
    • Where: Inria Sophia Antipolis, Euler violet
    • Committee:
      • Mathieu Bouet (Referee), Thales, Paris, France
      • Stefano Secci (Referee), Cedric – CNAM, Pairs, France
      • Stéphane Pérennes (Supervisor), COATI, Université Côte d’Azur, CNRS, I3S, Inria, Sophia Antipolis, France
      • Frédéric Giroire (Supervisor), COATI, Université Côte d’Azur, CNRS, I3S, Inria, Sophia Antipolis, France
      • Michele Flammini, Dipartimento di Ingegneria e Scienze dell’Informazione e Matematica, Università degli Studi dell’Aquila, L’Aquila, Italy
      • Thierry Turletti, Inria, Sophia Antipolis, France
      • Brigitte Jaumard, Concordia University, Montréal, Québec, Canada
    • Abstract: Recent advances in networks, such as Software Defined Networking (SDN) and Network Function Virtualization (NFV), are changing the way network operators deploy and manage Internet services.
      On one hand, SDN introduces a logically centralized controller with a global view of the network state.
      On the other hand, NFV enables the complete decoupling of network functions from proprietary appliances and runs them as software applications on general–purpose servers. In such a way, network operators can dynamically deploy Virtual Network Functions (VNFs).
      SDN and NFV benefit network operators by providing new opportunities for reducing costs, enhancing network flexibility and scalability, and shortening the time-to-market of new applications and services.
      Moreover, the centralized routing model of SDN jointly with the possibility of instantiating VNFs on–demand, may open the way for an even more efficient operation and resource management of networks. For instance, an SDN/NFV-enabled network may simplify the Service Function Chain (SFC) deployment and provisioning by making the process easier and cheaper.
      In this study, we aim at investigating how to leverage both SDN and NFV in order to exploit their potential benefits.
      We took steps to address the new opportunities offered in terms of network design, network resilience, and energy savings, and the new problems that arise in this new context, such as the optimal network function placement in the network.
      We show that a symbiosis between SDN and NFV can improve network performance and significantly reduce the network’s Capital Expenditure (CapEx) and Operational Expenditure (OpEx).

    • Titre: “Vers les Réseaux de Nouvelle Génération avec SDN et NFV”
    • Résumé: Les progrès récents dans le domaine des réseaux, tels que les réseaux logiciel (SDN) et la virtualisation des fonctions réseaux (NFV), modifient la façon dont les opérateurs de réseaux déploient et gèrent les services Internet.
      D’une part, SDN introduit un contrôleur logiquement centralisé avec une vue globale de l’état du réseau. D’autre part, NFV permet le découplage complet des fonctions réseaux des appareils propriétaires et les exécute en tant qu’applications logicielles sur des serveurs génériques. De cette façon, les opérateurs de réseaux peuvent déployer dynamiquement des fonctions réseaux virtuelles (VNF).
      SDN et NFV, tous deux séparément, offrent aux opérateurs de nouvelles opportunités pour réduire les coûts, améliorer la flexibilité et le passage à l’échelle des réseaux et réduire les délais de mise sur le marché des nouveaux services et applications. De plus, le modèle de routage centralisé du SDN, associé à la possibilité d’instancier les VNF à la demande, peut ouvrir la voie à une gestion encore plus efficace des ressources réseaux. Par exemple, un réseau SDN/NFV peut simplifier le déploiement des chaînes de fonctions de services (SFC) en rendant le processus plus facile et moins coûteux.
      Dans cette thèse, notre objectif était d’examiner comment tirer parti des avantages potentiels de combiner SDN et NVF. En particulier, nous avons étudié les nouvelles possibilités offertes en matière de conception de réseau, de résilience et d’économies d’énergie, ainsi que les nouveaux problèmes qui surgissent dans ce nouveau contexte, comme l’emplacement optimal des fonctions réseaux.
      Nous montrons qu’une symbiose entre le SDN et le NFV peut améliorer la performance des réseaux et réduire considérablement les dépenses d’investissement (CapEx) et les dépenses opérationnelles (OpEx) du réseau.

Best paper award

The paper Optimal placement of drones for fast sensor energy replenishment using wireless power transfer [1] won the best paper award at Wireless Days 2019

Congratulation to the authors!

See also: Wireless Days 2019, news on Inria web site

  • C. Caillouet, T. Razafindralambo, and D. Zorbas, “Optimal placement of drones for fast sensor energy replenishment using wireless power transfer,” in WD 2019 – Wireless Days 2019, Manchester, United Kingdom, 2019.
    [BibTeX] [Download PDF]
    @inproceedings{caillouet:hal-02043123,
    TITLE = {{Optimal placement of drones for fast sensor energy replenishment using wireless power transfer}},
    AUTHOR = {Caillouet, Christelle and Razafindralambo, Tahiry and Zorbas, Dimitrios},
    URL = {https://hal.inria.fr/hal-02043123},
    NOTE = {Best Paper Award},
    BOOKTITLE = {{WD 2019 - Wireless Days 2019}},
    ADDRESS = {Manchester, United Kingdom},
    YEAR = {2019},
    MONTH = Apr,
    FILE = {https://hal.inria.fr/hal-02043123/file/cameraReady.pdf},
    PDF = {https://hal.inria.fr/hal-02043123/document},
    HAL_ID = {hal-02043123},
    HAL_VERSION = {v1},
    X-PROCEEDINGS = {yes},
    X-INTERNATIONAL-AUDIENCE = {yes},
    X-EDITORIAL-BOARD = {yes},
    X-INVITED-CONFERENCE = {no},
    X-SCIENTIFIC-POPULARIZATION = {no},
    }

New team member: Emanuele Natale

Emanuele Natale

Welcome to our new team member: Emanuele Natale.

Emanuele Natale got his B.Sc. in Mathematics in 2011 and M.Sc. in Computer Science in 2013, from University of Rome “Tor Vergata”, and his Ph.D. in Computer Science in 2017 from Sapienza University of Rome under the supervision of Andrea Clementi and Riccardo Silvestri.
During his Ph.D. he was a visiting student at IRIF (LIAFA) in Paris, hosted by Pierre Fraigniaud, and at the Simons Institute for the Theory of Computing of U.C. Berkeley, hosted by Luca Trevisan.
During his graduate studies he has been awarded the Best PhD Paper in CS at Sapienza 2015 (ex-equo), the Best Student Paper at the European Symposium of Algorithms (2016), the Outstanding PhD Student of Year 2015-2016 Award of the CS PhD School of Sapienza (ex-equo), and the Best PhD Thesis Award by the Italian Chapter of EATCS (2017).
After his Ph.D. he joined Kurt Mehlhorn’s Algorithms and Complexity Department at the Max Planck Institute for Informatics in Saarbrücken, and was again at the Simons Institute for the Theory of Computing in 2018 as a holder of Simons Fellowship.
In January 2019, he started his position as a permanent CNRS researcher joining the I3S laboratory, as a member of the COATI team jointly with INRIA.

HDR defense of Frédéric Giroire

HDR Frédéric Giroire

  • Title: “Optimisation des infrastructures réseaux. Un peu de vert dans les réseaux et autres problèmes de placement et de gestion de ressources
  • When: October 23, 2018 — 10:30
  • Where: Room Euler Violet, Inria Sophia Antipolis Méditerranée
  • Committee:
  • Abstract: In this thesis, I present a set of solutions to optimize network infrastructures. Pushed by the new sensitivity of the society, politics, and companies to energy costs and global warming, I investigated the question of how to build green networks. I first studied some practical scenarios to answer the question: how much energy could be saved for Internet Service Providers by putting into practice energy efficient protocols? It led me to study fundamental problems of graph theory.

    At the core of these energy efficient methods, there is a dynamic adaptation to the changes of demands, which is impossible to do in legacy networks which are mostly manually operated. The emergence of two new paradigms, software defined networking (SDN) and network function virtualization (NFV), leads to a finer control of networks and thus bears the promise to to put energy efficient solutions into practice. I thus studied how to use SDN to implement dynamic routing.

    My approach has been to use theoretical tools to solve problems raised by the introduction of new technologies or new applications. My tools come mainly from combinatorics and in particular from graph theory, algorithmics, optimization and probabilities. When I was able to propose new methods of resolution, I then tried to evaluate their practical impact by numerical evaluation, simulation or experimentation with realistic scenarios.

New team member: Alexandre Caminada

Alexandre Caminada

Welcome to our new team member: Alexandre Caminada.

Alexandre Caminada holds an engineering degree from ESIEA-Paris (1987), a M.Sc. in artificial intelligence from Paris XIII (1987) and a PhD in computer science from University of Montpellier (1993). He joined the National Center for Telecommunications Studies (CNET now Orange Labs) in 1993 to lead a European project and a research unit on mobile network optimization. In 2003, he joined University of Technology Belfort-Montbéliard (UTBM) as a university Professor where he held several responsibilities: head of the optimization research team, director of the training department of computer engineers, then director of the training and pedagogy of the institution. In 2017, he became the director of engineering school Polytech Nice Sophia. In September 2018 he joined Université Nice – Sophia Antipolis as a university Professor and is now a member of COATI. He has already supervised 22 PhD theses and has published numerous scientific publications (see dblp and google scholar).

PhD defense of William Lochet

PhD William Lochet

    • Title: “Sub-structures in digraphs”
    • When: July 19, 2018 — 14:00
    • Where: Inria Sophia Antipolis, Euler violet
    • Committee:
    • Abstract: The main purpose of the thesis was to exhibit sufficient conditions on digraphs to find subdivisions of complex structures. While this type of question is pretty well understood in the case of (undirected) graphs, few things are known for the case of directed graphs (also called digraphs). The most notorious conjecture is probably the one due to Mader in 1985. He asked if there exists a function f such that every digraph with minimum outdegree at least f(k) contains a subdivision of the transitive tournament on k vertices. The conjecture is still wide open as even the existence of f(5) remains open. This thesis presents some weakening ofthis conjecture. Among other results, we prove that digraphs with large minimum outdegree contain large in-arborescences. We also prove that digraphs with large minimum outdegree contain large transitive tournaments as immersions, which was conjectured by DeVos et al. in 2011. Changing the parameter, we also prove that large chromatic number can force subdivision of cycles and other structures in strongly connected digraphs.
      This thesis also presents the proof of the Erdős-Sands-Sauer-Woodrow conjecture that states that the domination number of tournaments whose arc set can be partitioned into k transitive digraphs only depends on k. The conjecture, asked in 1982, was still open for k=3.
      Finally this thesis presents proofs for two results, one about orientation of hypergraphs and the other about AVD colouring using the recently developed probabilistic technique of entropy compression.

    • Titre: “Sous-structure dans les digraphes”
    • Résumé: Le but principal de cette thèse est de présenter des conditions suffisantes pour garantir l’existence de subdivisions dans les graphes dirigés. Bien que ce genre de questions soit assez bien maitrisé dans le cas des graphes non orientés, très peu de résultats sont connus sur le sujet des graphes dirigés. La conjecture la plus célèbre du domaine est sans doute celle attribuée à Mader en 1985 qui dit qu’il existe une fonction f tel que tout graphe dirigé de degré sortant minimal supérieur à f(k) contient le tournoi transitif sur k sommets comme subdivision. Cette question est toujours ouverte pour k=5. Cette thèse présente quelques résultats intermédiaires tendant vers cette conjecture. Il y est d’abords question de montrer l’existence de subdivisions de graphes dirigés autre que les tournois, en particulier les arborescences entrantes. Il y a aussi la preuve que les graphes dirigés de grand degré sortant contiennent des immersions de grand tournois transitifs, question qui avait été posée en 2011 par DeVos et al. En regardant un autre paramètre, on montre aussi qu’un grand nombre chromatique permet de forcer des subdivisions de certains cycles orientés, ainsi que d’autre structures, pour des graphes dirigés fortement connexes.
      Cette thèse présente également la preuve de la conjecture de Erdős-Sands-Sauer-Woodrow qui dit que les tournois dont les arcs peuvent être partitionnés en k graphes dirigés transitifs peuvent être dominé par un ensemble de sommet dont la taille dépend uniquement de k.
      Pour finir, cette thèse présente la preuve de deux résultats, un sur l’orientation des hypergraphes et l’autre sur la coloration AVD, utilisant la technique de compression d’entropie.

Seminar by Robert E. Tarjan: Zip Trees

Robert E. Tarjan

  • Speaker: Robert E. Tarjan, Department of Computer Science, Princeton University and Intertrust Technologies
  • Title: Zip Trees
  • When: June 29, 2018 — 14:00
  • Where: I3S, Salle de conférence 007
  • Abstract: This talk will present the zip tree, a simple and efficient type of binary search tree. Zip trees use randomization to achieve balance. A zip tree can be viewed as a binary-tree representation of a skip list or as a variant of a treap. Insertion and deletion avoid the multiplicity of cases that arise in standard balanced trees. Zip trees can be adapted to exploit biased access distributions. Their simplicity makes them promising for concurrent use.

  • Short Bio: Since 1985, Robert E. Tarjan has been the James S. McDonnell Distinguished University Professor of Computer Science at Princeton University. He previously held academic positions at Cornell, Berkeley, Stanford, and NYU, and industrial research positions at Bell Labs, NEC, Intertrust Technologies, HP, and Microsoft. Among other honors, he received the Nevanlina Prize in Informatics, given by the International Mathematical Union, in 1982, and the A.C.M. Turing Award in 1986. He is a member of the National Academy of Sciences and the National Academy of Engineering, and a Fellow of the American Philosophical Society and the American Academy of Arts and Sciences. He has published over 250 papers, mostly in the areas of the design and analysis of data structures and graph and network algorithms.

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