Anti load-balancing for energy-aware distributed scheduling of virtual machines

La multiplication de l'informatique en nuage (Cloud) a abouti a la creation de centres de donnees dans le monde entier. Le Cloud contient des milliers de nœuds de calcul. Cependant, les centres de donnees consomment d'enorme quantites d'energie a travers le monde estimees a plus de 1,5 % de la consommation mondiale d'electricite et devrait continuer a croitre. Une problematique habituellement etudiee dans les systemes distribues est de repartir equitablement la charge. Mais lorsque l'objectif est de reduire la consommation electrique, ce type d'algorithmes peut mener a avoir des serveurs fortement sous charges et donc a consommer de l'energie inutilement. Cette these presente de nouvelles techniques, des algorithmes et des logiciels pour la consolidation dynamique et distribuee de machines virtuelles (VM) dans le Cloud. L'objectif principal de cette these est de proposer des strategies d'ordonnancement tenant compte de l'energie dans le Cloud pour les economies d'energie. Pour atteindre cet objectif, nous utilisons des approches centralisees et decentralisees. Les contributions a ce niveau methodologique sont presentees sur ces deux axes. L'objectif de notre demarche est de reduire la consommation de l'energie totale du centre de donnees en controlant la consommation globale d'energie des applications tout en assurant les contrats de service pour l'execution des applications. La consommation d'energie est reduite en desactivant et reactivant dynamiquement les nœuds physiques pour repondre a la demande des ressources. Les principales contributions sont les suivantes: - Ici on s'interessera a la problematique contraire de l'equilibrage de charge. Il s'agit d'une technique appelee Anti Load-Balancing pour concentrer la charge sur un nombre minimal de nœuds. Le but est de pouvoir eteindre les nœuds liberes et donc de minimiser la consommation energetique du systeme. - Ensuite une approche centralisee a ete proposee et fonctionne en associant une valeur de credit a chaque nœud. Le credit d'un nœud depend de son affinite pour ses tâches, sa charge de travail actuelle et sa facon d'effectuer ses communications. Les economies d'energie sont atteintes par la consolidation continue des machines virtuelles en fonction de l'utilisation actuelle des ressources, les topologies de reseaux virtuels etablis entre les machines virtuelles et l'etat thermique de nœuds de calcul. Les resultats de l'experience sur une extension de CloudSim (EnerSim) montrent que l'energie consommee par les applications du Cloud et l'efficacite energetique ont ete ameliorees. - Le troisieme axe est consacre a l'examen d'une approche appelee "Cooperative scheduling Anti load-balancing Algorithm for cloud". Il s'agit d'une approche decentralisee permettant la cooperation entre les differents sites. Pour valider cet algorithme, nous avons etendu le simulateur MaGateSim. Avec une large evaluation experimentale d'un ensemble de donnees reelles, nous sommes arrives a la conclusion que l'approche a la fois en utilisant des algorithmes centralises et decentralises peut reduire l'energie consommee des centres de donnees.