Direction de recherche : Sébastien MONNET
Co-encadrement : Julien SOPENA

Consolidation avancée pour des conteneurs dynamiques

La virtualisation des ressources informatique a donné naissance au Cloud Computing, un modèle efficace de partage de ressources. Plus récemment, la virtualisation légère à base de conteneur est devenue de plus en plus populaire. En effet, les conteneurs offrent une isolation des performances comparable à celle des machines virtuelles, mais promettent une meilleure consolidation des ressources grâce à leur flexibilité.

Nous nous intéressons dans cette thèse à évaluer la consolidation mémoire qu'offrent les conteneurs du noyau Linux. Ainsi, nous mettons en lumière des pertes d'isolation de performance supposée garantie à un conteneur actif. Ces pertes apparaissent pendant la consolidation, c'est-à-dire, lorsque la mémoire inutilisée d'un conteneur inactif est transférée vers un nouveau conteneur qui démarre. Or, dans un environnement non virtualisé, ce scénario de consolidation mémoire n'aboutit pas à une chute de performances chez les processus les plus actifs.

L'état de l'art soutient qu'afin de garantir l'isolation de performance, les structures de donnée liées à la gestion mémoire doivent être dupliquées pour chaque conteneur. Or, lors de la consolidation, il devient difficile d'arbitrer l'utilité des pages mémoire de conteneurs différents sans structure globale.

Nous proposons donc, dans un premier temps, de mesurer l'activité mémoire des conteneurs à l'aide de métriques présente dans l'état de l'art. Puis, pour garantir l'isolation des conteneurs les plus actifs lors des consolidations mémoires, nous modifions le comportement du noyau Linux afin de récupérer en priorité la mémoire des conteneurs définis comme étant les plus inactifs par la métrique.

Dans un deuxième temps, nous proposons une autre méthode d'estimation de l'activité mémoire des conteneurs qui repose sur une horloge globale d'événements mémoires. Cette méthode est plus réactive que la précédente, car elle cherche à protéger les conteneurs dont l'activité mémoire est la plus récente.

Soutenance : 17/05/2019

Membres du jury :

M. Laurent Réveillère, Professeur à l'Université de Bordeaux [rapporteur]
M. Gilles Grimaud, Professeur à l'Université de Lille 1, [rapporteur]
M. Gilles Muller, Professeur à Sorbonne Université
M. Alain Tchana, Professeur à l'Université de Nice
Mme. Béatrice Bérard, Professeur à Sorbonne Université
M. Jean-Pierre Lozi, Maître de conférences à l'Université de Nice
M. Sébastien Monnet, Professeur à l'Université Savoie Mont Blanc
M. Julien Sopena, Maître de conférences à Sorbonne Université

Publications 2017-2020

• 2020
  • F. Laniel, D. Carver, J. Sopena, F. Wajsbürt, J. Lejeune, M. Shapiro : “MemOpLight: Leveraging application feedback to improve container memory consolidation”, NCA 2020 - 19^th IEEE International Symposium on Network Computing and Applications, Cambridge / Virtual, United States, pp. 1-10 (2020)
  • R. Gouicem, D. Carver, J.‑P. Lozi, J. Sopena, B. Lepers, W. Zwaenepoel, N. Palix, J. Lawall, G. Muller : “Fewer Cores, More Hertz: Leveraging High-Frequency Cores in the OS Scheduler for Improved Application Performance”, 2020 USENIX Annual Technical Conference, Boston / Virtual, United States (2020)
  • B. Lepers, R. Gouicem, D. Carver, J.‑P. Lozi, N. Palix, M.‑V. Aponte, W. Zwaenepoel, J. Sopena, J. Lawall, G. Muller : “Provable Multicore Schedulers with Ipanema: Application to Work Conservation”, Eurosys 2020 - European Conference on Computer Systems, Heraklion / Virtual, Greece (2020)
• 2019
  • D. Carver : “Advanced consolidation for dynamic containers”, soutenance de thèse, soutenance 17/05/2019, direction de recherche Monnet, Sébastien, co-encadrement : Julien, SOPENA (2019)
  • D. Carver, R. Gouicem, J.‑P. Lozi, J. Sopena, B. Lepers, W. Zwaenepoel, N. Palix, J. Lawall, G. Muller : “Fork/Wait and Multicore Frequency Scaling: a Generational Clash”, 10^th Workshop on Programming Languages and Operating Systems, Huntsville, Canada, pp. 53-59, (ACM Press) (2019)
  • F. Laniel, D. Carver, J. Sopena, F. Wajsbürt, J. Lejeune, M. Shapiro : “Highlighting the Container Memory Consolidation Problems in Linux”, NCA 2019 - 18^th IEEE International Symposium on Network Computing and Applications, Cambridge, United States, pp. 1-4, (IEEE) (2019)
• 2017
  • D. Carver, J. Sopena, S. Monnet : “ACDC : Advanced Consolidation for Dynamic Containers”, NCA 2017 - 16^th IEEE International Symposium on Network Computing and Applications, Cambridge, MA, United States, pp. 1-8 (2017)