Study of the cost of measuring virtualized networks
Étude du coût de mesure des réseaux virtualisés
Résumé
The current trend in application development and deployment is to package applications within containers or virtual machines. This results in a blend of virtual and physical resources with complex network setups mixing virtual and physical switches along with specific protocols to build virtual networks spanning over several servers. While this complexity is hidden by cloud management solutions, this new environment constitutes a challenge when it comes to monitor and debug performance related issues. In this thesis, we consider the problem of measuring traffic in a virtualized environment and focus on one typical scenario, virtual machines interconnected with a virtual switch. We assess the cost of continuously measuring the network traffic of the machines. Specifically, we seek to estimate the competition that exists to access the resources (e.g., CPU) of the physical substrate between the measurement task and the application. We confirm the negative correlation of measurement within such setup and propose actions towards its minimization. Concluding on the measurement interference with virtual network, we then turn our work towards minimizing its presence in the network. We assess the capability of machine learning techniques to predict the measurement impact on the ongoing traffic between virtual machines. We propose a data-driven solution that is able to provide optimal monitoring parameters for virtual network measurements with minimum traffic interference.
La tendance actuelle dans le développement et le déploiement d’applications consiste à les embarquer dans des machines virtuelles ou des conteneurs. Il en résulte une combinaison de configurations de réseaux physiques et virtuels combinant des commutateurs virtuels et physiques avec des protocoles spécifiques pour créer des réseaux virtuels s'étendant sur plusieurs serveurs. Ce nouvel environnement constitue un défi lorsqu'il s'agit de mesurer et de debuguer les problèmes liés aux performances. Dans cette thèse, nous examinons le problème de la mesure du trafic dans un environnement virtuel et nous nous concentrons sur un scénario typique : des machines virtuelles interconnectées par un commutateur virtuel. Nous avons étudié le coût de la mesure en continu du trafic réseau des machines. Plus précisément, nous avons évalué le cout du partage du substrat physique entre la tâche de mesure et l’application. Nous avons dans un premier confirmé l'existence d'une corrélation négative entre la mesure et le trafic applicatif. Dans une seconde partie de la thèse, nous avons orienté notre travail vers une minimisation de l'impact des mesures en utilisant des techniques d'apprentissage automatiques en temps réel. Nous avons proposé une solution basée sur les données, capable de fournir des paramètres de surveillance optimaux pour les mesures de réseau virtuel avec un minimum d'interférence pour le trafic applicatif.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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