Direction de recherche : Pierre SENS

Co-encadrement : SOPENA Julien

Caches collaboratifs noyau adaptés aux environnements virtualisés

Avec l'avènement du cloud computing, la virtualisation est devenue aujourd'hui incontournable. Elle offre isolation et flexibilité, en revanche elle implique une fragmentation des ressources, et notamment de la mémoire. Les performances des applications qui effectuent beaucoup d'entrées/sorties (E/S) en sont particulièrement impactées. En effet, celles-ci reposent en grande partie sur la présence de mémoire libre, utilisée par le système pour faire du cache et ainsi accélérer les E/S. Ajuster dynamiquement les ressources d'une machine virtuelle devient donc un enjeu majeur.
Dans cette thèse nous nous intéressons à ce problème, et nous proposons Puma, un cache réparti permettant de mutualiser la mémoire inutilisée des machines virtuelles pour améliorer les performances des applications qui effectuent beaucoup d'E/S. Contrairement aux solutions existantes, notre approche noyau permet à Puma de fonctionner avec les applications sans adaptation ni système de fichiers spécifique. Nous proposons plusieurs métriques, reposant sur des mécanismes existants du noyau Linux, qui permettent de définir le niveau d'activité « cache » du système. Ces métriques sont utilisées par Puma pour automatiser le niveau de contribution d'un noeud au cache réparti. Nos évaluations de Puma montrent qu'il est capable d'améliorer significativement les performances d'applications qui effectuent beaucoup d'E/S et de s'adapter dynamiquement afin de ne pas dégrader leurs performances.

Publications 2012-2016

• 2016
  • M. Lorrillere : “Caches collaboratifs noyau adaptés aux environnements virtualisés”, thèse, soutenance 04/02/2016, direction de recherche Sens, Pierre, co-encadrement : Sopena, Julien (2016)
• 2015
  • M. Lorrillere, J. Poudroux, J. Sopena, S. Monnet : “Gestion dynamique du cache entre machines virtuelles”, Conférence d'Informatique en Parallélisme, Architecture et Système, Compas'2015, Lille, France, pp. 1-10 (2015)
  • M. Lorrillere, J. Sopena, S. Monnet, P. Sens : “Puma: pooling unused memory in virtual machines for I/O intensive applications”, SYSTOR'15 - 8^th ACM International Systems and Storage Conference, Haifa, Israel, pp. 1:1-1:11, (ACM) (2015)
  • M. Lorrillere, J. Sopena, S. Monnet, P. Sens : “Conception et évaluation d’un système de cache réparti adapté aux environnements virtualisés”, Revue des Sciences et Technologies de l'Information - Série TSI : Technique et Science Informatiques, vol. 34 (1-2), pp. 22, (Lavoisier) (2015)
• 2014
  • M. Lorrillere, J. Sopena, S. Monnet, P. Sens : “PUMA: Un cache distant pour mutualiser la mémoire inutilisée des machines virtuelles”, ComPAS'2014 : Conférence d'informatique en Parallélisme, Architecture et Système, Neuchâtel, Switzerland, pp. 1-12 (2014)
• 2013
  • M. Lorrillere, J. Sopena, S. Monnet, P. Sens : “Vers un cache réparti adapté au cloud computing”, Conférence d'informatique en Parallélisme, Architecture et Système (ComPAS'2013) - 9^e Conférence Française sur les Systèmes d'Exploitation (CFSE'13), Grenoble, France, pp. 1-12 (2013)
• 2012
  • L. Millet, M. Lorrillere, L. Arantes, S. Gançarski, H. Naacke, J. Sopena : “Facing peak loads in a P2P transaction system”, Proceedings of the First Workshop on P2P and Dependability (P2PDEP'12), P2P-Dep '12, Sibiu, Romania, pp. 1-7, (ACM) (2012)