Virtualisation efficace du stockage dans les environnements cloud

Efficient Storage Virtualization in Cloud Environments

• Auteur / Autrice : Kevin Nguetchouang Ngongang
• Direction : Pascale Vicat-Blanc, Alain Bouzaïde Tchana
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 12/09/2024
• Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale InfoMaths (Lyon ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de l'informatique du parallélisme (Lyon ; 1988-....) - Holistic Wireless Networks
• Jury : Président / Présidente : Vania Marangozova
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascale Vicat-Blanc, Alain Bouzaïde Tchana, Vania Marangozova, Jean-Marc Menaud, David Bromberg, Pierre Olivier, Boris Djomgwe Teabe
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Marc Menaud, David Bromberg

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes embarqués (informatique)

Mots clés libres

Stockage virtuel

Stockage distribué

Stockage distant

Format de disque virtuel

Virtual storage

Distributed storage

Remote storage

Virtual disk format

Résumé

L’avènement du Cloud computing a révolutionné le paysage de la technologie moderne, offrant aux organisations une flexibilité, une capacité de passage à l’échelle et une accessibilité sans précédent dans l’exploitation des ressources informatiques à distance via Internet. Des innovations clés telles que le serverless, les conteneurs et les machines virtuelles ont joué des rôles cruciaux dans le remodelage de la manière dont les entreprises opèrent et fournissent des services. À notre époque de prise de décision basée sur les données, des solutions de stockage efficaces sont primordiales. La virtualisation du stockage émerge comme un facilitateur de la gestion efficace du stockage dans les environnements cloud, permettant une évolutivité et une optimisation des ressources sans faille. Cependant, la croissance rapide des données et l’évolution des besoins des utilisateurs ont amené de nouveaux défis tels que la gestion des sauvegardes, la réduction de la latence d’accès au stockage et la tolérance aux pannes dans les environnements de stockage distribué. Cette thèse présente trois contributions significatives pour relever ces défis: Un format de disque virtuel évolutif pour résoudre le problème de passage à l’échelle de disques virtuels composés de longues chaines de snapshots. Un système de mise en cache opportuniste des données pour les plateformes FaaS. Un système de stockage distribué qui tire parti de l’existence de répliques secondaires de données pour garantir l’équilibre de la charge des demandes et l’équité de la gestion des ressources. Nous avons construit un prototype de chacune de nos contributions et validé leur efficacité.

The advent of cloud computing has revolutionized the modern technology landscape, providing organizations with unprecedented flexibility, scalability and accessibility in operating computing resources remotely over the Internet. Key innovations such as serverless, containers and virtual machines have played crucial roles in reshaping the way businesses operate and deliver services.In this age of data-driven decision-making, efficient storage solutions are paramount. Storage virtualization is emerging as an enabler for efficient storage management in cloud environments, enabling seamless scalability and resource optimization. However, rapid data growth and evolving user needs have brought new challenges such as managing backups, reducing storage access latency, and fault tolerance in distributed storage environments.This thesis presents three significant contributions to address these challenges:A scalable virtual disk format to solve the problem of scaling virtual disks composed of long snapshot chains.An opportunistic data caching system for FaaS platforms.A distributed storage system that takes advantage of the existence of secondary replicas of data to ensure request load balancing and fairness of resource management.We built a prototype of each of our contributions and validated their effectiveness.