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Thiam, Cheikhou. Anti load-balancing for energy-aware distributed scheduling of virtual machines

Thiam, Cheikhou (2014). Anti load-balancing for energy-aware distributed scheduling of virtual machines.

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Résumé en francais

La multiplication de l'informatique en nuage (Cloud) a abouti à la création de centres de données dans le monde entier. Le Cloud contient des milliers de nœuds de calcul. Cependant, les centres de données consomment d'énorme quantités d'énergie à travers le monde estimées à plus de 1,5 % de la consommation mondiale d'électricité et devrait continuer à croître. Une problématique habituellement étudiée dans les systèmes distribués est de répartir équitablement la charge. Mais lorsque l'objectif est de réduire la consommation électrique, ce type d'algorithmes peut mener à avoir des serveurs fortement sous chargés et donc à consommer de l'énergie inutilement. Cette thèse présente de nouvelles techniques, des algorithmes et des logiciels pour la consolidation dynamique et distribuée de machines virtuelles (VM) dans le Cloud. L'objectif principal de cette thèse est de proposer des stratégies d'ordonnancement tenant compte de l'énergie dans le Cloud pour les économies d'énergie. Pour atteindre cet objectif, nous utilisons des approches centralisées et décentralisées. Les contributions à ce niveau méthodologique sont présentées sur ces deux axes. L'objectif de notre démarche est de réduire la consommation de l'énergie totale du centre de données en contrôlant la consommation globale d'énergie des applications tout en assurant les contrats de service pour l'exécution des applications. La consommation d'énergie est réduite en désactivant et réactivant dynamiquement les nœuds physiques pour répondre à la demande des ressources. Les principales contributions sont les suivantes: - Ici on s'intéressera à la problématique contraire de l'équilibrage de charge. Il s'agit d'une technique appelée Anti Load-Balancing pour concentrer la charge sur un nombre minimal de nœuds. Le but est de pouvoir éteindre les nœuds libérés et donc de minimiser la consommation énergétique du système. - Ensuite une approche centralisée a été proposée et fonctionne en associant une valeur de crédit à chaque nœud. Le crédit d'un nœud dépend de son affinité pour ses tâches, sa charge de travail actuelle et sa façon d'effectuer ses communications. Les économies d'énergie sont atteintes par la consolidation continue des machines virtuelles en fonction de l'utilisation actuelle des ressources, les topologies de réseaux virtuels établis entre les machines virtuelles et l'état thermique de nœuds de calcul. Les résultats de l'expérience sur une extension de CloudSim (EnerSim) montrent que l'énergie consommée par les applications du Cloud et l'efficacité énergétique ont été améliorées. - Le troisième axe est consacré à l'examen d'une approche appelée "Cooperative scheduling Anti load-balancing Algorithm for cloud". Il s'agit d'une approche décentralisée permettant la coopération entre les différents sites. Pour valider cet algorithme, nous avons étendu le simulateur MaGateSim. Avec une large évaluation expérimentale d'un ensemble de données réelles, nous sommes arrivés à la conclusion que l'approche à la fois en utilisant des algorithmes centralisés et décentralisés peut réduire l'énergie consommée des centres de données.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Pierson, Jean-Marc
Da Costa, Georges
Ecole doctorale:Mathématiques, informatique, télécommunications de Toulouse (MITT)
laboratoire/Unité de recherche :Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (IRIT), UMR 5505
Mots-clés libres :Energy - Migration - Heuristic - Consolidation - Virtual Machines - Cloud
Sujets :Informatique
Déposé le :20 Apr 2015 16:40