Resource allocation algorithms for virtual networks within cloud backbone network

• Auteur / Autrice : Ilhem Fajjari
• Direction : Guy Pujolle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Heuristique

Systèmes virtuels (informatique)

Informatique dans les nuages

Résumé

In Cloud computing, Cloud providers must possess efficient techniques to supply clients with computational resources over scalable network. Optimal and speed provisioning algorithm is fundamental to achieve this goal. In this thesis, we address the problematic of resource provisioning within Cloud backbone network infrastructure. Our research aims to optimise the allocation of virtual networks over a physical network while meeting the end user' requirements and maximising the Cloud provider revenue. The problem of virtual network provisioning is NP-hard. To overcome the great complexity involved, we propose several heuristic provisioning strategies and we tackle the problem in three stages. In the first stage, we consider a static embedding where peak demand is considered and no reconfiguration mechanisms are allowed. We propound a new scalable embedding strategy named VNE-AC based on the Ant Colony metaheuristic. In the second stage, we build on the work carried out in the first stage by integrating reconfiguration mechanisms in order to improve resource usage and enhance Cloud provider profitability. This lead us to propose a new greedy Virtual Network Reconfiguration algorithm VNR. Finally, in the third stage, we consider an adaptive embedding taking into consideration circulating traffic in order to avoid resource over-provisioning led by peak-demand allocation. We propose an adaptive virtual network resource allocation strategy named Adaptive-VNE to deal with the complexity and the inefficiency of resource allocation. Obtained results prove the efficiency of proposed strategies.

Le « Cloud computing » est un nouveau paradigme attirant un nombre croissant de clients grâce aux avantages offerts tels que l'économie, sécurité, facilité de déploiement, meilleure gestion des ressources, etc. Dans ce contexte, les fournisseurs de services dans le Cloud doivent fournir les techniques nécessaires afin de garantir aux clients un accès aux ressources physique et de satisfaire la QoS demandée. Les travaux entrepris dans cette thèse portent sur le problème de provisionnement des réseaux virtuels dans le réseau cœur du Cloud. Nous proposons différentes stratégies de provisionnement de ressources virtuelles dans le réseau cœur du Cloud. Nous traitons le problème en trois parties. D’abord, nous considérons un provisionnement statique en allouant la demande maximale des ressources lors de la prise décision. Nous proposons une nouvelle méthode de mapping des réseaux virtuels nommée « VNE-AC ». Elle est basée sur la meta-heuristique des colonies de fourmis. Dans une deuxième partie, nous intégrons des mécanismes de reconfiguration afin d’améliorer l’utilisation des ressources. Un algorithme de reconfiguration des réseaux virtuels appelé « VNR » a été proposé. Il est basé sur une approche « greedy ». Enfin, dans une dernière partie, nous considérons un provisionnement adaptif de la bande passante. En effet, le volume du trafic circulant dans les réseaux virtuels est pris en compte. Un nouvel algorithme de mapping est proposé nommé « Adaptive-VNE ». Il permet d’éviter le gaspillage des ressources physique en autorisant la re-exploitation des ressources allouées mais non utilisées. « Adaptive-VNE » est basée sur l’approche « Diviser pour Régner ».