Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Dans cette thèse, nous contribuons à la gestion orientée buts d'affaires des systèmes informatiques à différents niveaux d'abstraction des politiques. D'abord, nous proposons un cadre de gestion qui lie ensemble les buts d'affaires, les accords de niveau de service (SLAs), et l'exécution des politiques. Puis, nous étudions les formalismes existants de spécification des politiques et des SLAs et proposons une spécification orientée-politiques des SLAs qui par conséquent s'adapte bien pour une approche de raffinement basée sur les politiques. La contribution principale de la thèse se relie cependant aux mécanismes d'analyse des politiques. Nous contribuons à l'analyse off-line de la validité et l'uniformité des politiques de bas niveau en ce qui concerne les buts de haut niveau et les SLAs. D'une part, nous identifions un type de test des politiques qui aide à détecter un nouveau type de comportement anormal que nous appelons boucles de politique. Ni détecter ni résoudre ce type de comportement n'est facile à faire dans le cas général. Nous montrons cependant comment il peut être fait pour l'exemple d'application étudiée. D'autre part, nous suggérons un nouveau type d'analyse, que nous appelons analyse dynamique des politiques, et qui correspond à l'investigation de la façon à influencer l'ordonnancement de l'exécution des politiques au temps d'exécution afin de réaliser une meilleure optimisation des buts d'affaires de haut niveau. En conclusion, nous identifions le besoin critique de simuler les solutions de gestion par politiques et nous présentons PS, qui est un simulateur de politiques que nous avons développé afin de permettre l'expérimentation, l'analyse, la validation, et l'optimisation des solutions de gestion par politique avant leur déploiement dans une plateforme de gestion réelle. Le paradigme de gestion orientée buts d'affaires vise à ce que les actions de configuration de bas niveau d'un système informatique soient dérivées et actionnées d'une façon qui permet d'accomplir et optimiser les buts de haut niveau initiaux du fournisseur de service. Un ensemble de conditions est nécessaire pour permettre un tel paradigme de gestion. Celles-ci incluent la capacité de spécifier les buts d'affaire de haut niveau ainsi que des Contrats de Niveau de Service (SLAs), le raffinement de ces buts et SLAs en des actions de configuration de bas niveau, aussi bien que la validation de ces actions de bas niveau contre le comportement de haut niveau indiqué. Enfin, la boucle de surveillance aide à augmenter la performance et correction des futures exécutions du système en identifiant et en remédiant à des défauts observés lors d'exécutions antérieures. La gestion par politiques a émergé comme mécanisme de préféré pour la mise en œuvre de la gestion orientée buts d'affaires vu la promesse qu'elle offre d'alléger le coût de configuration et d'entretien de systèmes automatisés complexes en fournissant un modèle de gestion qui sépare la fonctionnalité d'exécution de la logique comportementale. Bien qu'il y ait eu des efforts considérables, à la fois dans l'industrie et le milieu universitaire, sur la spécifications et l'exécution des politiques et des SLAs, il y a eu peu d'efforts sur le raffinement des buts de haut niveau en des politiques de bas niveau. En plus, il y a besoin d'étudier le comportement d'exécution des politiques et de développer des modèles et des techniques qui emmènent plus loin le raffinement orienté-politiques des buts par la considération de la dynamique du comportement des politiques au temps d'exécution et comment ceux-ci peuvent se relier à l'optimisation des buts d'affaires de haut niveau. Dans cette thèse, nous contribuons à la gestion orientée buts d'affaires des systèmes informatiques à différents niveaux d'abstraction des politiques. D'abord, nous proposons un cadre de gestion qui lie ensemble les buts d'affaires, les accords de niveau de service (SLAs), et l'exécution des politiques. Puis, nous étudions les formalismes existants de spécification des politiques et des SLAs et proposons une spécification orientée-politiques des SLAs qui par conséquent s'adapte bien pour une approche de raffinement basée sur les politiques. La contribution principale de la thèse se relie cependant aux mécanismes d'analyse des politiques. Nous contribuons à l'analyse off-line de la validité et l'uniformité des politiques de bas niveau en ce qui concerne les buts de haut niveau et les SLAs. D'une part, nous identifions un type de test des politiques qui aide à détecter un nouveau type de comportement anormal que nous appelons boucles de politique. Ni détecter ni résoudre ce type de comportement n'est facile à faire dans le cas général. Nous montrons cependant comment il peut être fait pour l'exemple d'application étudiée. D'autre part, nous suggérons un nouveau type d'analyse, que nous appelons analyse dynamique des politiques, et qui correspond à l'investigation de la façon à influencer l'ordonnancement de l'exécution des politiques au temps d'exécution afin de réaliser une meilleure optimisation des buts d'affaires de haut niveau. En conclusion, nous identifions le besoin critique de simuler les solutions de gestion par politiques et nous présentons PS, qui est un simulateur de politiques que nous avons développé afin de permettre l'expérimentation, l'analyse, la validation, et l'optimisation des solutions de gestion par politique avant leur déploiement dans une plateforme de gestion réelle.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L’informatique en nuage révolutionne complètement la façon de gérer les ressources. Grâce à l’élasticité, les ressources peuvent être provisionnées en quelques minutes pour satisfaire un niveau de qualité de service (QdS) formalisé par un accord de niveau de service (SLA) entre les différents acteurs du nuage. Le principal défi des fournisseurs de services est de maintenir la satisfaction de leurs consommateurs tout en minimisant le coût de ces services. Du point de vue SaaS, ce défi peut être résolu d’une manière ad-hoc par l’allocation/-libération des ressources selon un ensemble de règles prédéfinies avec Amazon Auto Scaling par exemple. Cependant, implémenter finement ces règles d’élasticité n’est pas une tâche triviale. D’une part, la difficulté de profiler la performance d’un service compromet la précision de la planification des ressources. D’autre part, plusieurs paramètres doivent être pris en compte, tels que la multiplication des types de ressources, le temps non-négligeable d’initialisation de ressource et le modèle de facturation IaaS. Cette thèse propose une solution complète pour la gestion des contrats de service du nuage. Nous introduisons CSLA (Cloud ServiceLevel Agreement), un langage dédié à la définition de contrat de service en nuage. Il adresse finement les violations SLA via la dégradation fonctionnelle/QdS et des modèles de pénalité avancés. Nous proposons, ensuite, HybridScale un framework de dimensionnement automatique dirigé par les SLA. Il implémente l’élasticité de façon hybride : gestion réactive-proactive, dimensionnement vertical horizontal et multi-couches (application-infrastructure). Notre solution est validée expérimentalement sur Amazon EC2. / Cloud computing promises to completely revolutionize the way to manage resources. Thanks to elasticity, resources can be provisioning within minutes to satisfy a required level of Quality of Service(QoS) formalized by Service Level Agreements (SLAs) between different Cloud actors. The main challenge of service providers is to maintain its consumer’s satisfaction while minimizing the service costs due to resources fees. For example, from the SaaS point of view, this challenge can be achieved in ad-hoc manner by allocating/releasing resources based on a set of predefined rules as Amazon Auto Scaling implements it. However, doing it right –in a way that maintains end-users satisfaction while optimizing service cost– is not a trivial task. First, because of the difficulty to profile service performance,the accuracy of capacity planning may be compromised. Second, several parameters should be taken into account such as multiple resource types, non-ignorable resource initiation time and IaaS billing model. For that purpose, we propose a complete solution for Cloud Service Level Management. We first introduce CSLA (Cloud Service LevelAgreement), a specific language to describe SLA for Cloud services. It finely expresses SLA violations via functionality/QoS degradationand an advanced penalty model. Then, we propose HybridScale, an auto-scaling framework driven by SLA. It implements the Cloud elasticity in a triple hybrid way : reactive-proactive management, vertical horizontal scaling at cross-layer (application-infrastructure). Our solution is experimentally validated on Amazon EC2.

L'informatique en nuage révolutionne complètement la façon de gérer les ressources. Grâce à l'élasticité, les ressources peuvent être provisionnées en quelques minutes pour satisfaire un niveau de qualité de service (QdS) formalisé par un accord de niveau de service (SLA) entre les différents acteurs du nuage. Le principal défi des fournisseurs de services est de maintenir la satisfaction de leurs consommateurs tout en minimisant le coût de ces services. Du point de vue SaaS, ce défi peut être résolu d'une manière ad-hoc par l'allocation/-libération des ressources selon un ensemble de règles prédéfinies avec Amazon Auto Scaling par exemple. Cependant, implémenter finement ces règles d'élasticité n'est pas une tâche triviale. D'une part, la difficulté de profiler la performance d'un service compromet la précision de la planification des ressources. D'autre part, plusieurs paramètres doivent être pris en compte, tels que la multiplication des types de ressources, le temps non-négligeable d'initialisation de ressource et le modèle de facturation IaaS. Cette thèse propose une solution complète pour la gestion des contrats de service du nuage. Nous introduisons CSLA (Cloud ServiceLevel Agreement), un langage dédié à la définition de contrat de service en nuage. Il adresse finement les violations SLA via la dégradation fonctionnelle/QdS et des modèles de pénalité avancés. Nous proposons, ensuite, HybridScale un framework de dimensionnement automatique dirigé par les SLA. Il implémente l'élasticité de façon hybride : gestion réactive-proactive, dimensionnement vertical horizontalet multi-couches (application-infrastructure). Notre solution est validée expérimentalement sur Amazon EC2.