Brice EKANE

Résumé de la thèse

La gestion et l'économie des ressources est un objectif important pour les opérateurs de centres de données et a fait l'objet de nombreux travaux de recherche. La plupart de ces travaux se sont concentrés sur la gestion des CPU et de la mémoire (par exemple, la consolidation des serveurs dans les centres de données virtualisés), mais très peu ont abordé la question de la gestion et de l'économie des OI. Notre objectif est d'améliorer la gestion des ressources du point de vue des IOs.

Nous considérons des services en ligne hébergés dans des centres de données. Pour des raisons de modularité et d'évolutivité, la plupart des services en ligne déployés dans les centres de données reposent sur une architecture multi-tiers où plusieurs composants logiciels sont déployés sur différentes machines. Les interactions entre les différents niveaux suivent le modèle classique client-serveur. Les sites Web en grappe (HTTP) ou les plateformes d'hébergement de courrier (IMAP) en sont des exemples. Dans ces applications, un client (externe au centre de données) peut se connecter par TCP à un niveau frontal (le point d'entrée) et soumettre une requête, déclenchant une exécution distribuée qui circule entre les niveaux.

Nous observons que dans de tels services, une quantité importante de données retournées au client sont émises par les niveaux de cette architecture, sans aucune manipulation par les autres niveaux qui se trouvent entre le niveau émetteur et le niveau frontal (qui héberge la connexion avec le client). Les niveaux qui précèdent le niveau d'émission ne font que transmettre ces données jusqu'au niveau frontal qui les renvoie au client. Par conséquent, les communications réseau utilisées pour transférer ces données à travers l'architecture multi-niveaux jusqu'au niveau frontal sont inutiles et constituent une source importante de gaspillage dans le centre de données (en termes de CPU, de mémoire et d'IOs). Nous proposons l'introduction d'un mécanisme de raccourci, qui équivaut à rendre la connexion TCP avec le client accessible à distance depuis n'importe quel niveau de l'architecture.

Deux problèmes rendent difficile l'implémentation de tels raccourcis. Premièrement, les niveaux d'émission doivent être coordonnés afin de faire respecter la cohérence interne de TCP (numéros de séquence). Deuxièmement, les raccourcis compromettent la cohérence interne des applications (puisqu'elles ne reçoivent plus de données comme prévu) qui doivent être modifiées en conséquence.

Nous montrons que les modifications des applications peuvent être minimes et qu'il est même possible d'implémenter les raccourcis sans aucune modification des applications. Enfin, nous avons réalisé une évaluation de performance qui montre que les raccourcis permettent une économie significative de ressources dans le centre de données, sans dégrader les performances de communication en termes de latence et de débit.