Skip to Main content Skip to Navigation
Theses

Resource management in computer clusters : algorithm design and performance analysis

Résumé : La demande croissante pour les services de cloud computing encourage les opérateurs à optimiser l’utilisation des ressources dans les grappes d’ordinateurs. Cela motive le développement de nouvelles technologies qui rendent plus flexible la gestion des ressources. Cependant, exploiter cette flexibilité pour réduire le nombre d’ordinateurs nécessite aussi des algorithmes de gestion des ressources efficaces et dont la performance est prédictible sous une demande stochastique. Dans cette thèse, nous concevons et analysons de tels algorithmes en utilisant le formalisme de la théorie des files d’attente.Notre abstraction du problème est une file multi-serveur avec plusieurs classes de clients. Les capacités des serveurs sont hétérogènes et les clients de chaque classe entrent dans la file selon un processus de Poisson indépendant. Chaque client peut être traité en parallèle par plusieurs serveurs, selon des contraintes de compatibilité décrites par un graphe biparti entre les classes et les serveurs, et chaque serveur applique la politique premier arrivé, premier servi aux clients qui lui sont affectés. Nous prouvons que, si la demande de service de chaque client suit une loi exponentielle indépendante de moyenne unitaire, alors la performance moyenne sous cette politique simple est la même que sous l’équité équilibrée, une extension de processor-sharing connue pour son insensibilité à la loi de la demande de service. Une forme plus générale de ce résultat, reliant les files order-independent aux réseaux de Whittle, est aussi prouvée. Enfin, nous développons de nouvelles formules pour calculer des métriques de performance.Ces résultats théoriques sont ensuite mis en pratique. Nous commençons par proposer un algorithme d’ordonnancement qui étend le principe de round-robin à une grappe où chaque requête est affectée à un groupe d’ordinateurs par lesquels elle peut ensuite être traitée en parallèle. Notre seconde proposition est un algorithme de répartition de charge à base de jetons pour des grappes où les requêtes ont des contraintes d’affectation. Ces deux algorithmes sont approximativement insensibles à la loi de la taille des requêtes et s’adaptent dynamiquement à la demande. Leur performance peut être prédite en appliquant les formules obtenues pour la file multi-serveur.
Complete list of metadatas

Cited literature [125 references]  Display  Hide  Download

https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-02413496
Contributor : Abes Star :  Contact
Submitted on : Monday, December 16, 2019 - 11:22:07 AM
Last modification on : Tuesday, August 4, 2020 - 9:02:50 AM
Document(s) archivé(s) le : Tuesday, March 17, 2020 - 8:39:09 PM

File

83571_COMTE_2019_archivage.pdf
Version validated by the jury (STAR)

Identifiers

  • HAL Id : tel-02413496, version 1

Citation

Céline Comte. Resource management in computer clusters : algorithm design and performance analysis. Networking and Internet Architecture [cs.NI]. Institut Polytechnique de Paris, 2019. English. ⟨NNT : 2019IPPAT001⟩. ⟨tel-02413496⟩

Share

Metrics

Record views

433

Files downloads

228