Numérod’ordre:3869 THÈSE présentée devant L’UNIVERSITÉ DE RENNES 1 pourobtenir le grade de DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE RENNES 1 Mention INFORMATIQUE PAR Monsieur Loïc Cudennec Équiped’accueil : équipe PARIS, IRISA, INRIA Rennes École doctorale MATISSE Composante universitaire : IFSIC CoRDAGe : un servi e générique de o-déploiement et de redéploiement d'appli ations sur grilles. soutenue le15 janvier2009devantla commission d’Examen Composition du jury M.GabrielANTONIU,ChargédeRecherche,INRIA(Rennes) DirecteurdeThèse M.LucBOUGÉ,Professeur,ENSCachan/AntennedeBretagne DirecteurdeThèse M.YvesDENNEULIN,Professeur,INPG(Grenoble) Rapporteur M.FrédéricDESPREZ,DirecteurdeRechercheHDR,INRIA(Lyon) Rapporteur M.StéphaneGANÇARSKI,MaîtredeConférenceHDR,UniversitéParis6 Examinateur M.EmmanuelJEANNOT,ChargédeRechercheHDR,INRIA(Nancy) Examinateur M.ThierryPRIOL,DirecteurdeRechercheHDR,INRIA(Rennes) Examinateur Remerciements Une thèse de doctorat. Il y a une dizaine d’années, j’étais bien loin d’imaginer pouvoir prétendreunjourautitrededocteur.Dèslors,siilyaunremerciementaveclequeljedésire commencer,c’estbienceluiadresséausystèmeuniversitairefrançais.Lafacm’aaccueilli,àla sortiedubaccalauréat,sansjugementsurmonclassement,nirefusliéàunnumerusclausus. Je remercie les sept membres de mon jury de thèse, Gabriel Antoniu, Luc Bougé, Yves Denneulin, Frédéric Desprez, Stéphane Gançarski, Emmanuel Jeannot et Thierry Priol, d’avoir accepté d’évaluer la qualité de mes travaux et de sanctionner ces trois années de formation au métier de chercheur. Les remarques sur le manuscrit ainsi que la qualité de leursquestionslorsdelasoutenancem’ontététrèsprofitables.UngrandmerciàThierryde m’avoiraccueilliauseindel’équipePARIS. Je remercie LucBougéde m’avoir proposé,àl’issu demon projetdefin d’étudesINSA, decontinuerl’aventuredansl’équipeenqualitédedoctorant.MerciLucdem’avoiraccordé votre confiance et de m’avoir appris a respecter une certaine rigueur dans le travail. Merci aussi Gabriel pour l’encadrement exceptionnel que tu m’as offert, pour ton professionna- lisme et ta disponibilité. Plus que cela, j’ai su apprécier les nombreuses missions que nous avonspartagées,deRoscoffàTsukuba!Cesmissionsn’auraientpasétéaussienrichissantes sans les personnes avec lesquelles j’ai pu travailler. Merci à l’équipe JXTA de m’avoir ac- cueilli plusieurs mois à Santa Clara, et tout particulièrement à Mohamed Abdelaziz, Mike Duigou, Henry Jen et Bernard Traversat pour leur gentillesse. Merci aussi à Osamu Tatebe pour sa sympathie et sa disponibilité à faire découvrir la culture japonaise. Si ces missions sesontbiendérouléesc’estaussigrâceàMaryseetaupersonnelduservicemission. Les travaux de thèse ont été largement inspirés et facilités par les nombreuses discus- sions entre collègues. Je remercie notamment Landry Breuil, David Margery, Pascal Mo- rillon,Guillaume Mornet,YvonJégouetChristian Pérezpourleuraidesignificativetoutau longdecestroisannées!Audelàdel’aspectprofessionnel,jetiensàremerciertousceuxqui ontcontribuéàcequetravaillerdansl’équipePARISsoitsynonymedeconvivialité:Adrien, Boris, Hinde, Julien, Matthieu, Oscar, Raul, Thomas et les ex-PARIS: Aline, Étienne,Marin et Yann... j’en oublie certainement, désolé de ne pas pouvoir tous vous citer ici. J’offre tous mesencouragementsàceuxquisuivent,notammentàAlexandra,BogdanetDiana. Sij’aichoisidepoursuivreenthèsedanscetteéquipe,c’estengrandepartiegrâceàMa- thieuJanetSébastienMonnet.Jevousremercietouslesdeux,aussibienpourlestravauxque nousavonsmenésensembledansleE207vert,quepourlesmomentspartagésenmissionet àcoté.Trèsbonnecontinuationàvousdeux,ainsiqu’àCarolineetHélène. J’ai aussi apprécié retrouver des insaliens à l’IRISA. Merci à mes camarades de promo et compagnons de thèse : Aurélie, Fabien, Peggy, Sébastien, Stéphanie et Xavier. C’est tou- jours un plaisir de vous croiser à la cafétéria ou dans un film. Je conserve aussi une pensée particulièrepourMariequinousaquittétroptôt. J’aimeraiscitermesamisprochesetdelonguedate,quiontdûsefaireàl’idéequej’étais un éternel étudiant. Merci Antoine, Denis, Esther, Gwendal, Mathieu, Matthieu, Nathalie, Sébastien, Vongsone et Sushi. Enfin, j’aimerais remercier ma famille, mon frère Erwann et mes parents Yolande et Yannick qui m’ont encouragé à poursuivre aussi loin les études, mêmedanslebinaire,avectoutlesoutiendontonpeutrêver. iii Table des matières 1 Introduction 1 2 Contexted’étude 9 2.1 Desapplicationspourlecalculscientifiqueetdesgrillesdecalculateurs . . . 11 2.1.1 Applicationsdistribuées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.1.2 Grillesdecalculateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.2 Unegestiontransparenteetautonomedesapplications . . . . . . . . . . . . . 21 2.2.1 Externaliserlaréalisationdescalculs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2.2.2 L’informatiqueautonome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2.2.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.3 Concilierladynamicitédesapplicationsaveclesservicesdelagrille . . . . . 27 2.3.1 Interactionsaveclaplate-formed’exécution . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.3.2 Outilsdedéploiement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3 Ledéploiementd’applicationssurGRID’5000 37 3.1 L’approchedudéploiementsurlagrille GRID’5000 . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.1.1 Présentationdelaplate-formeGRID’5000 . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.1.2 Réserverdesnœudsavec OAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.1.3 DéployeruneapplicationavecADAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3.2 Étudedecas:unservicedepartagededonnéespourlagrille . . . . . . . . . 48 3.2.1 ArchitecturedeJUXMEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 3.2.2 Héritagepair-à-pair aveclaplate-formeJXTA . . . . . . . . . . . . . . . 51 3.2.3 DéploiementdeJUXMEM avec ADAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 4 Contribution: CORDAGE, unservicedeco-déploiementetredéploiement 59 4.1 Vers une gestion plus transparente des interactions entre l’application et les ressources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 4.1.1 Unscénariodedéploiementadditionnel . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 4.1.2 Unscénariodeco-déploiement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 4.1.3 Lagénéricité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 4.2 Lavision CORDAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 4.2.1 Phase1:descriptiondel’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 4.2.2 Phase2:configurationdel’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 iv Tabledesmatières 4.2.3 Phase3:constructiondelareprésentationlogiquedel’application . . 67 4.2.4 Phase4:constructiondelareprésentationdesressourcesphysiques . 69 4.2.5 Phase5:projectiondel’arbrelogiquesurl’arbrephysique . . . . . . . 70 4.3 Fonctionnementdumodèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 4.3.1 Expansionetrétraction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 4.3.2 Co-déploiement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 4.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 5 ArchitecturedétailléedeCORDAGE 77 5.1 Hypothèsessurl’environnementdedéploiement . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 5.1.1 Contraintessurl’outilderéservation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 5.1.2 Contraintessurl’outildedéploiement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 5.1.3 Contraintessurl’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 5.2 Vuedehautniveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 5.3 CommentutiliserCORDAGE :interfacefournieauxapplicationsclientes . . 81 5.3.1 Formatdesrequêtes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 5.3.2 Actionsetparamètres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 5.3.3 Interfacedeprogrammation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 5.4 MiseenœuvreduserveurCORDAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 5.4.1 Architecturelogicielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 5.4.2 Fichedesuivi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 5.4.3 Actionsetfonctionsextensibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 5.4.4 Interactionsaveclescouchesbasses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 5.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 6 Validation:unservicedepartagededonnéesetunsystèmedefichiersdistribué 109 6.1 VersunJUXMEM dynamiquegrâceàCORDAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 6.1.1 Générationdelareprésentationlogique . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 6.1.2 Définitiond’actionsspécifiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 6.1.3 IntégrationducodeCORDAGE dansJUXMEM . . . . . . . . . . . . . . 114 6.2 CouplagedeJUXMEM aveclesystèmedefichiers GFARM . . . . . . . . . . . . 115 6.2.1 GFARM :unsystèmedefichiersdistribuépourlagrille . . . . . . . . . 116 6.2.2 Co-déploiementdeJUXMEM etGFARM . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 6.2.3 VersunegestioncoordonnéegrâceàCORDAGE . . . . . . . . . . . . 119 6.3 ValorisationdanslecadreduprojetLEGO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 6.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 7 Évaluation 125 7.1 Méthodologied’expérimentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 7.2 Déploiementstatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 7.2.1 Impactdelatailledugroupelogique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 7.2.2 Impactdunombredegroupeslogiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 7.3 Déploiementdynamique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 7.3.1 Mesureavecexpansionetrétraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 7.3.2 Configurationmulti-client:impactdelaconcurrence . . . . . . . . . . 134 7.3.3 Configurationmulti-application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 7.3.4 Configurationmulti-site:impactdel’échelle . . . . . . . . . . . . . . . 137 Tabledesmatières v 7.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 8 Conclusionetperspectives 141 A Annexes 147 A.1 Représentationslogiquesdans CORDAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 A.2 Exemplesd’utilisationdeCORDAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Références 151 vi Tabledesmatières
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