Gestion mémoire dans une infrastructure répartie

Abstract

De nos jours, de plus en plus d'organisations déploient des infrastructures matérielles telles que des clusters ou des grilles. Elles sont utilisées pour héberger des services internet communs tels que l'email, les réseaux sociaux ou le commerce électronique ou pour exécuter des applications scientifiques telles que les simulations nucléaires ou les prédictions météorologiques. La capacité de traitement et de stockage demandée pour répondre à la charge de travail de ces applications ne peut être fournie que par le biais de ces infrastructures matérielles. Ces infrastructures matérielles embarquent des systèmes d'exploitation, qui peuvent potentiellement coopérer dans le but de gérer au mieux les ressources disponibles. Ces systèmes gèrent alors l'allocation des ressources aux applications en fonction des besoins de ces dernières. Ces systèmes visent à garantir la qualité de service et en même temps à gérer de façon optimale les ressources dans le but de limiter les coûts, notamment l'énergie. La communauté scientifique s'est intéressée à la problématique de la gestion des ressources. De nombreuses approches ont été proposées et des solutions ont été mises en œuvre. En réalisant un état de l'art de ces approches, nous constatons que la plupart d'entre elles s'intéressent à la gestion des nœuds dans l'objectif de répartir les calculs d'une façon adéquate pour exploiter de manière optimale la charge processeur. La gestion globale de la mémoire dans de telles infrastructures n'a pas été suffisamment étudiée. En effet, la mémoire est souvent considérée comme une ressource avec une capacité théoriquement illimitée grâce aux mécanismes de swap, mais ces derniers ont des conséquences importantes sur les performances des applications et le coût de fonctionnement de l'infrastructure. Dans cette thèse, nous étudions la conception et l'implantation d'un service de gestion globale de la mémoire dans une infrastructure matérielle. Ce service de gestion de mémoire doit éviter le gaspillage de mémoire et ne doit pas pénaliser les performances des applications hébergées. Nous proposons un service de swap à distance permettant à une machine, plutôt que swapper sur son disque local, de swapper sur la mémoire distante d'une autre machine ayant de la mémoire disponible. Les pages distantes peuvent être déplacées dynamiquement afin d'équilibrer la charge entre les machines. Ceci permet de mutualiser la mémoire et d'économiser les ressources. Un prototype a été implémenté et évalué.