Ces dernières années ont vu le développement du cloud computing. Le principe fondateur est de déporter la gestion des services informatique des entreprises dans des centres d'hébergement gérés par des entreprise tiers. Ce déport a pour principal avantage une réduction des coûts pour l'entreprise cliente, les moyens nécessaires à la gestion de ces services étant mutualisés entre clients et gérés par l'entreprise hébergeant ces services. Cette évolution implique la gestion de structures d'hébergement à grande échelle, que la dimension et la complexité rendent difficiles à administrer. Avec le développement des infrastructures de calcul de type cluster ou grille ont émergé des système fournissant un support pour l'administration automatisée de ces environnements. Ces systèmes sont désignés sous le terme Systèmes d'Administration Autonomes (SAA). Ils visent à fournir des services permettant d'automatiser les tâches d'administration comme le déploiement des logiciels, la réparation en cas de panne ou leur dimensionnement dynamique en fonction de la charge. Ainsi, il est naturel d'envisager l'utilisation des SAA pour l'administration d'une infrastructure d'hébergement de type clouds. Cependant, nous remarquons que les SAA disponibles à l'heure actuelle ont été pour la plupart conçus pour répondre aux besoins d'un domaine applicatif particulier. Un SAA doit pouvoir être adapté en fonction du domaine considéré, en particulier celui de l'administration d'un cloud. De plus, dans le domaine du cloud, différents besoins doivent être pris en compte : ceux de l'administrateur du centre d'hébergement et ceux de l'utilisateur du centre d'hébergement qui déploie ses applications dans le cloud. Ceci implique qu'un SAA doit pouvoir être adapté pour répondre à ces besoins divers. Dans cette thèse, nous étudions la conception et l'implantation d'un SAA adaptable. Un tel SAA doit permettre d'adapter les services qu'il offre aux besoins des domaines dans lesquels il est utilisé. Nous montrons ensuite comment ce SAA adaptable peut être utilisé pour l'administration autonome d'un environnement de cloud. / Last years have seen the development of cloud computing. The main underlying principle of to externalize the management of companies' IT services in hosting centers which are managed by third party companies. This externalization allows saving costs for the client company, since the resources required to manage these services are mutualized between clients and managed by the hosting company. This orientation implies the management of large scale hosting centers, whose dimension and complexity make them difficult to manage. With the developement of computing infrastructures such as clusters or grids, researchers investigated the design of systems which provides support of an automatized management of these environments. We refer to these system as Autonomic Management Systems (AMS). They aim at providing services which automate administration tasks such as software deployment, fault repair or dynamic dimensioning according to a load. Therefore, in this context, it is natural to consider the use of AMS for the administration of a cloud infrastructure. However, we observe that currently available AMS have been designed to address the requirements of a particular application domain. It should be possible to adapt an AMS according to the considered domain, in particular that of the cloud. Moreover, in the cloud computing area, different requirements have to be accounted : those of the administrator of the hosting center and those of the user of the hosting center (who deploys his application in the cloud). Therefore, an AMS should be adaptable to fulfill such various needs. In this thesis, we investigate the design and implementation of an adaptable AMS. Such an AMS must allow adaptation of all the services it provides, according to the domains where it is used. We next describe the application of this adaptable AMS for the autonomic management of a cloud environment.

Ces dernières années ont vu le développement du cloud computing. Le principe fondateur est de déporter la gestion des services informatiques des entreprises dans des centres d'hébergement gérés par des entreprises tiers. Ce déport a pour principal avantage une réduction des coûts pour l'entreprise cliente, les moyens nécessaires à la gestion de ces services étant mutualisés entre clients et gérés par l'entreprise hébergeant ces services. Cette évolution implique la gestion de structures d'hébergement à grande échelle, que la dimension et la complexité rendent difficiles à administrer. Avec le développement des infrastructures de calcul de type cluster ou grilles ont émergé des systèmes fournissant un support pour l'administration automatisée de ces environnements. Ces systèmes sont désignés sous le terme Systèmes d'Administration Autonome (SAA). Ils visent à fournir des services permettant d'automatiser les tâches d'administration comme le déploiement des logiciels, la réparation en cas de panne ou leur dimensionnement dynamique en fonction de la charge. Ainsi, il est naturel d'envisager l'utilisation des SAA pour l'administration d'une infrastructure d'hébergement de type cloud. Cependant, nous remarquons que les SAA disponibles à l'heure actuelle ont été pour la plupart conçus pour répondre aux besoins d'un domaine applicatif particulier. Un SAA doit pouvoir être adapté en fonction du domaine considéré, en particulier celui de l'administration d'un cloud. De plus, dans le domaine du cloud, différents besoins doivent être pris en compte : ceux de l'administrateur du centre d'hébergement et ceux de l'utilisateur du centre d'hébergement qui déploie ses applications dans le cloud. Ceci implique qu'un SAA doit pouvoir être adapté pour répondre à ces besoins divers. Dans cette thèse, nous étudions la conception et l'implantation d'un SAA adaptable. Un tel SAA doit permettre d'adapter les services qu'il offre aux besoins des domaines dans lesquels il est utilisé. Nous montrons ensuite comment ce SAA adaptable peut être utilisé pour l'administration autonome d'un environnement de cloud.

L'ingénierie logicielle doit faire face à un besoin toujours croissant en évolutivité des systèmes informatiques pour faciliter leur maintenance et de manière générale leur administration. Cependant, l'évolution d'un système, et plus spécifiquement l'évolution dynamique, ne doit pas se faire au dépend de sa fiabilité, c'est à dire de sa capacité à délivrer correctement les fonctionnalités attendues au cours de sa vie. En effet, des modifications dans un système peuvent laisser ce dernier dans un état incohérent et donc remettre en cause son caractère fiable. L'objectif de cette thèse est de garantir la fiabilité des reconfigurations dynamiques utilisées pour faire évoluer les systèmes pendant leur exécution tout en préservant leur disponibilité, c'est à dire leur continuité de service. Nous nous intéressons plus particulièrement aux systèmes à base de composants logiciels, potentiellement distribués, dont l'architecture peut être le support de reconfigurations dynamiques non anticipées et concurrentes. Nous proposons une définition de la cohérence des configurations et des reconfigurations dans le modèle de composants Fractal à travers une modélisation basée sur des contraintes d'intégrité tels que des invariants structurels. La fiabilité des reconfigurations est garantie par une approche transactionnelle permettant à la fois de réaliser du recouvrement d'erreurs et de gérer la concurrence des reconfigurations dans les applications. Nous proposons enfin une architecture à composants modulaire pour mettre en oeuvre nos mécanismes transactionnels adaptés aux reconfigurations dynamiques dans des applications à base de composants Fractal.

Les systèmes informatiques sont devenus de plus en plus distribués et hétérogènes, ce qui rend leur administration manuelle difficile et source d'erreurs. L'administration autonome a été proposée comme solution à ce problème. Elle consiste à automatiser l'administration des systèmes informatiques à l'aide de boucles de contrôle appelées gestionnaires autonomes. De nombreux travaux de recherche se sont intéressés à l'automatisation des fonctions d'administration de systèmes informatiques et aujourd'hui, beaucoup de gestionnaires autonomes sont disponibles. Toutefois, les gestionnaires autonomes existants sont, la plupart, spécialisés dans la gestion de quelques aspects d'administration. Cela rend nécessaire la coexistence de plusieurs gestionnaires autonomes pour atteindre une gestion globale des systèmes. La coexistence de plusieurs gestionnaires permet la gestion de plusieurs aspects, mais nécessite des mécanismes de coordination afin d'éviter des décisions incohérentes. Nous étudions l'utilisation de techniques de contrôle pour la conception de contrôleurs de coordination, nous utilisons la programmation synchrone qui fournit des méthodes formelles, et la synthèse de contrôleur discret pour automatiser la construction de contrôleur. Nous suivons une approche à base de composants, et utilisons le contrôle discret modulaire qui permet de décomposer la complexité combinatoire inhérente à la technique d'exploration d'espace d'états. Cela améliore le passage à l'échelle de notre approche et permet la construction d'un contrôle hiérarchique. Notre approche permet la réutilisation de gestionnaires complexes dans des contextes différents, sans modifier leurs spécifications de contrôle. Nous construisons une coordination de gestionnaires basée sur le modèle à composants offrant introspection, adaptabilité et reconfiguration. Cette thèse présente notre méthodologie et des études de cas. Nous évaluons et démontrons les avantages de notre approche par la coordination de gestionnaires autonomes dédiés à la gestion de la disponibilité, et à la gestion de la performance et l'optimisation de ressources. / Computing systems have become more and more distributed and heterogeneous, making their manual administration difficult and error-prone. The Autonomic Computing approach has been proposed to overcome this issue, by automating the administration of computing systems with the help of control loops called autonomic managers. Many research works have investigated the automation of the administration functions of computing systems and today many autonomic managers are available. However the existing autonomic managers are mostly specialized in the management of few administration concerns. This makes necessary the coexistence of multiple autonomic managers for achieving a global system management. The coexistence of several managers make possible to address multiple concerns, yet requires coordination mechanisms to avoid incoherent management decisions. We investigate the use of control techniques for the design of coordination controllers, for which we exercise synchronous programming that provide formal semantics, and discrete controller synthesis to automate the construction of the controller. We follow a component-based approach, and explore modular discrete control allowing to break down the combinatorial complexity inherent to the state-space exploration technique. This improves scalability of the approach and allows constructing a hierarchical control. It also allows re-using complex managers in different contexts without modifying their control specifications. We build a component-based coordination of managers, with introspection, adaptivity and reconfiguration. This thesis details our methodology and presents case-studies. We evaluate and demonstrate the benefits of our approach by coordinating autonomic managers which addresse the management of availability, and the management of performance and resources optimization.