Gestion des ressources coopérative dans les clouds

Cooperative resource management in the cloud

• Auteur / Autrice : Giang Son Tran
• Direction : Daniel Hagimont
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Réseaux, Télécommunications, Systèmes et Architecture
• Date : Soutenance le 04/06/2014
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (1995-....)

Mots clés

Mots clés libres

Coopérative

Nuage

Administration

Cooperative

Administration

Cloud

Résumé

L’évolution des infrastructures informatiques encourage la gestion séparée de l’infrastructure matérielle et de celle des logiciels. Dans cette direction, les infrastructures de cloud virtualisées sont devenues trés populaires. Parmi les différents modèles de cloud, les Infrastructures as a Service (IaaS) ont de nombreux avantages pour le fournisseur comme pour le client. Dans ce modèle de cloud, le fournisseur fournit ses ressources virtualisées et il est responsable de la gestion de son infrastructure. De son coté, le client gère son application qui est déployée dans les machines virtuelles allouées. Ces deux acteurs s’appuient généralement sur des systèmes d’administration autonomes pour automatiser les tâches d’administration. Réduire la quantité de ressources utilisées (et la consommation d’énergie) est un des principaux objectifs de ce modèle de cloud. Cette réduction peut être obtenue à l’exécution au niveau de l’application par le client (en redimensionnant l’application) ou au niveau du système virtualisé par le fournisseur (en regroupant les machines virtuelles dans l’infrastructure matérielle en fonction de leur charge). Dans les infrastructures de cloud traditionnelles, les politiques de gestion de ressources ne sont pas coopératives : le fournisseur ne possède pas d’informations détaillées sur les applications. Ce manque de coordination engendre des surcoûts et des gaspillages de ressources qui peuvent être réduits avec une politique de gestion de ressources coopérative. Dans cette thèse, nous traitons du problème de la gestion de ressources séparée dans un environnement de cloud virtualisé. Nous proposons un modèle de machines virtuelles élastiques avec une politique de gestion coopérative des ressources. Cette politique associe la connaissance des deux acteurs du cloud afin de réduire les coûts et la consommation d’énergie. Nous évaluons les bénéfices de cette approche avec plusieurs expériences dans un IaaS privé. Cette évaluation montre que notre politique est meilleure que la gestion des ressources non coordonnée dans un IaaS traditionnel, car son impact sur les performances est faible et elle permet une meilleure utilisation des ressources matérielles et logicielles.

Recent advances in computer infrastructures encourage the separation of hardware and software management tasks. Following this direction, virtualized cloud infrastructures are becoming very popular. Among various cloud models, Infrastructure as a Service (IaaS) provides many advantages to both provider and customer. In this service model, the provider offers his virtualized resource, and is responsible for managing his infrastructure, while the customer manages his application deployed in the allocated virtual machines. These two actors typically use autonomic resource management systems to automate these tasks at runtime. Minimizing the amount of resource (and power consumption) in use is one of the main services that such cloud model must ensure. This objective can be done at runtime either by the customer at the application level (by scaling the application) or by the provider at the virtualization level (by migrating virtual machines based on the infrastructure’s utilization rate). In traditional cloud infrastructures, these resource management policies work uncoordinated: knowledge about the application is not shared with the provider. This behavior faces application performance overheads and resource wasting, which can be reduced with a cooperative resource management policy. In this research work, we discuss the problem of separate resource management in the cloud. After having this analysis, we propose a direction to use elastic virtual machines with cooperative resource management. This policy combines the knowledge of the application and the infrastructure in order to reduce application performance overhead and power consumption. We evaluate the benefit of our cooperative resource management policy with a set of experiments in a private IaaS. The evaluation shows that our policy outperforms uncoordinated resource management in traditional IaaS with lower performance overhead, better virtualized and physical resource usage.