Design de l'expérience utilisateur dans les machines virtuelles : l'approche de l'allocation de ressources prédictive pour les infrastructures cloud

Virtual machine experience design : a predictive resource allocation approach for cloud infrastructures

• Auteur / Autrice : Loïc Pérennou
• Direction : Eric Gressier-Soudan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 23/10/2019
• Etablissement(s) : Paris, CNAM
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris (1992-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'études et de recherche en informatique et communications (Paris) - Laboratoire d’Informatique, Signal et Image, Électronique et Télécommunication (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : 3DS Outscale
• Jury : Président / Présidente : Daniel Hagimont
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sara Bouchenak, Walid Gaaloul, Sylvain Lefebvre
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Daniel Hagimont, Adrien Lebre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Architecture des réseaux d'ordinateurs

Apprentissage automatique

Qualité de Service (télécommunications)

Allocation de ressources (radiotéléphonie)

Systèmes virtuels (informatique)

Informatique dans les nuages

Mots clés libres

Apprentissage automatique

Orchestrateur

Qualité de service

Placement de machine virtuelle

Infrastructure à la demande (IaaS)

Plateforme cloud

Machine learning

Orchestrator

Quality of service

Virtual machine placement

Infrastructure as a Service (IaaS)

Cloud platform

Résumé

L’un des principaux défis des fournisseurs de services cloud est d’offrir aux utilisateurs une performance acceptable, tout en minimisant les besoins en matériel et énergie. Dans cette thèse CIFRE menée avec Outscale, un fournisseur de cloud, nous visons à optimiser l’allocation des ressources en utilisant de nouvelles sources d’information. Nous caractérisons la charge de travail pour comprendre le stress résultant sur l’orchestrateur, et la compétition pour les ressources disponibles qui dégrade la qualité de service. Nous proposons un modèle pour prédire la durée d’exécution des VMs à partir de caractéristiques prédictives disponibles au démarrage. Enfin, nous évaluons la sensibilité aux erreurs d’un algorithme de placement des VMs de la littérature qui se base sur ces prédictions. Nous ne trouvons pas d’intérêt à coupler note système prédictif avec cet algorithme, mais nous proposons d’autres façons d’utiliser les prédictions pour optimiser le placement des VMs.

One of the main challenges for cloud computing providers remains to offer trustable performance for all users, while maintaining an efficient use of hardware and energy resources. In the context of this CIFRE thesis lead with Outscale, apublic cloud provider, we perform an in-depth study aimed at making management algorithms use new sources of information. We characterize Outscale’s workload to understand the resulting stress for the orchestrator, and the contention for hardware resources. We propose models to predict the runtime of VMs based on features which are available when they start. We evaluate the sensitivity with respect to prediction error of a VM placement algorithm from the literature that requires such predictions. We do not find any advantage in coupling our prediction model and the selected algorithm, but we propose alternative ways to use predictions to optimize the placement of VMs.