Performance, disponibilité et coût de services internet adaptatifs

par Jean Arnaud

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Sara Bouchenak et de Jean-Bernard Stefani.


  • Résumé

    La multiplication des services Internet et la hausse de leur utilisation entraînent des charges importantes sur les services Internet. Ces charges peuvent de plus varier dans le temps, souvent de manière imprévisible. Cependant la qualité de service de ces applications doit toujours rester dans des limites acceptables, les utilisateurs pouvant choisir le service utilisé en fonction de la qualité de service perçue. Par ailleurs, l'impact économique et écologique de ces services peut devenir problématique, principalement à cause de la consommation électrique des serveurs. Les fournisseurs de services Internet cherchent donc à minimiser les coûts de fonctionnement, tout en préservant la qualité de service fournie aux utilisateurs. Plusieurs approches existent pour administrer des services Internet. Cependant, la plupart ne considèrent qu'un aspect de qualité de service, ne s'adaptent pas seules à toutes les variations de charge, ou se contentent d'une approche "au mieux" (best-effort), sans garantie de la qualité de service fournie. Dans cette thèse, nous proposons un contrôle adaptatif de services Internet, fournissant à la fois des garanties de performance et de disponibilité de service, tout en minimisant le coût de fonctionnement des services. Les contributions de cette thèse sont les suivantes. Tout d'abord, un modèle analytique de prédiction des performances, de la disponibilité et du coût d'un service Internet en fonction de charges et de configurations variables du service, est proposé. Puis une quantification de l'utilité du service Internet, en termes de niveaux de performance et de disponibilité et en termes de coût, est définie. Ensuite, une méthode de planification de capacité, permettant de calculer la configuration optimale d'un service Internet pour garantir des contraintes de qualité de service et minimiser le coût du service est proposée. Enfin, un contrôle adaptatif de services Internet est fourni pour prendre en compte tout type de variation de charge des services Internet et ceci via un calibrage en ligne automatique des modèles et planification de capacité sous-jacents. L'approche proposée est implantée dans un prototype fonctionnel appelé MoKa. MoKa a été appliqué avec succès pour le contrôle d'un service Internet de vente en ligne constitué de serveurs Web et de serveurs de bases de données. Les expériences menées ont montré que le service contrôlé par MoKa était capable de s'adapter en ligne à diverses variations de charge et continuait ainsi de garantir les contraintes de qualité de service tout en effectuant des économies de ressources significatives.

  • Titre traduit

    Performance, availability and cost of adaptive Internet services


  • Résumé

    The increasing amount of Internet services and their growing usage lead to huge, changing and unpredictable workloads on these services. However, the quality of service of these applications must remain within acceptable limits and respect the service level agreement (SLA) contracted with their users. Furthermore, the economical and ecological impact of these services could become a problem, mainly due to the servers energy consumption. Thus Internet service providers aim to minimize service costs while guaranteeing the quality of service. Several existing approaches aim to manage Internet services. However, most of them are restricted to one particular aspect of quality of service, cannot adapt themselves to different types of workload variations, or are limited to a best-effort behavior, without any guaranty on provided quality of service. In this thesis, we propose an adaptive control of Internet services, providing guaranties on service performance and availability, while minimizing the service cost. The contributions are the following. First, we propose an analytic model for predicting the performance, availability and cost of an Internet service depending on varying workloads and service configurations. Second, we quantify the Internet service utility, in terms of performance and availability level, and in terms of cost. Third, a capacity planning method is proposed in order to calculate the optimal configuration of an Internet service that matches quality of service constraints while minimizing the service cost. Finally, we provide an adaptive control of Internet services to take into account all kind of workload variations, through an automatic on-line monitoring, capacity planning and reconfiguration of Internet services. The proposed approach is implented in a software prototype called MoKa. MoKa was successfully applied to the control of an e-commerce Internet service, consisting in several Web and database servers. The results of the experiments show that the MoKa controlled service is able to self-adapt when facing different workload variations, and to continue to guarantee the quality of service constraints with significant savings in terms of resource usage.

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  • Détails : 1 vol. (120 p.)
  • Annexes : Bibliographie : 60 réf.

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  • Bibliothèque : Université Grenoble Alpes (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque et Appui à la Science Ouverte. Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
  • Disponible sous forme de reproduction pour le PEB
  • Cote : TS10/GRE1/0141
  • Bibliothèque : Université Grenoble Alpes (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque et Appui à la Science Ouverte. Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS10/GRE1/0141/D

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 2010GRENM045
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