Thesis of Pierre Jacquet

Améliorer la sur-allocation des ressources pour une meilleure consolidation des IaaS

En migrant sa charge de travail vers des centres de données plus grands, le numérique a pu améliorer son efficacité énergétique. La consommation liée à l’augmentation des usages a ainsi été atténuée par de nettes améliorations de l’infrastructure mutualisée (appelée communément Cloud Computing), ce qui est visible via des indicateurs tels que le Power Usage Efficiency (PUE). L’infrastructure n’est cependant pas le seul point à optimiser. Le serveur en lui même, et les tâches qu’il exécute, reste un axe important de la recherche. Le taux d’usage est notamment particulièrement étudié car sa valeur relativement faible représente un gain potentiel non-négligeable. Ainsi, d’un point de vue énergétique (consommation) et matériel (coût environnemental et financier), l’utilisation d’un serveur chargé à 100% est préférable à celle de 3 serveurs chargés à 30%. Je propose donc d’étudier ces taux d’usages au travers de quatre contributions complémentaires: 1. La création d’expériences contrôlées réalistes dans un contexte Infrastructure-as-a-Service (IAAS). Alors que les plateformes supportant les infrastructures Cloud sont particulièrement étudiées, la génération de charges de travail réalistes est primordiale. Chaque Cloud provider ayant ses propres caractéristiques (distribution de tailles de Virtual Machines (VMs), taux d’usage individuels), nous proposons un outil permettant de générer ces charges réalistes. 2. L’amélioration du calcul du taux de surréservation individuel des serveurs. En tenant en compte de la stabilité individuel des serveurs, il est possible d’affiner le calcul de ce taux sans causer de violations supplémentaires. 3. L’introduciton d’un nouveau paradigme de surréservation. En démontrant tout d’abord que les vCPUs des VMs ne sont pas uniformément utilisés en conditions réelles, nous exposons aux VMs des coeurs de différentes puissances (car surréservés à différents niveaux) et démontrons que ce paradigme peut améliorer les performances globales. 4. La complémentarité des taux de surréservation pour réduire les ressources non-allouées. La comparaison des VMs dites premium et des VMs surréservées permet d’identifier qu’elles tendent à saturer différemment les ressources de leur hôtes. En les hébergeant sur les mêmes serveurs, il est ainsi possible de bénéficier de synergies, et de réduire jusqu’à 9.6% la taille du parc

Jury

M. Romain ROUVOY Université de Lille Directeur de thèse, M. Thomas LEDOUX IMT Atlantique Co-directeur de thèse, M. Pascal FELBER Université de Neuchâtel Rapporteur, M. Gaël THOMAS Inria Rapporteur, Mme Anne-Cécile ORGERIE IRISA Examinatrice, M. Laurent LEFEVRE Inria Examinateur.

Thesis of the team Spirals defended on 19/07/2024