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Sujet de thèse
Laboratoire de recherche :
IRIT
Equipe d'accueil : LYRE
(ingénierie des Langages pour les sYstèmes Répartis et Embarqués)
Directeur de recherche : Daniel Hagimont
TITRE :
Intergiciel d'administration autonome
DESCRIPTION :
Les environnements informatiques d’aujourd’hui sont de plus en plus sophistiqués. Ils intègrent de
nombreux logiciels complexes qui coopèrent
dans le
cadre
d’une
infrastructure
logicielle,
potentiellement à grande échelle sur des grilles. Ces logiciels se caractérisent par une grande
hétérogénéité, en particulier en ce qui concerne les modèles de programmation utilisés pour les
concevoir, les développer et surtout les administrer. La conséquence est que l’administration de ces
logiciels (installation, configuration, réglage, réparation) est une tâche très coûteuse en ressources : (i)
humaines car l’administration nécessite systématiquement une intervention humaine en réaction à des
événements (pannes par exemple), (ii) matérielles car la solution généralement adoptée pour prendre en
compte des incidents (pannes ou surcharge) est la duplication de ces logiciels sur plusieurs unités
d'exécution, conduisant à une surréservation de ressources.
En réponse à ces problèmes, nous explorons la conception et la réalisation d'un logiciel d’administration
autonome. Ce logiciel est utilisé pour installer, déployer et configurer les logiciels administrés. De plus,
il est autonome dans le sens où il peut également observer l’environnement d’exécution et les logiciels
qu’il administre, et réagir à des événements comme des pannes ou des montées de la charge, afin de
reconfigurer les logiciels administrés de façon autonome (sans intervention humaine).
Deux domaines d'application privilégiés sont actuellement étudiés:
Les serveurs J2EE en grappe, qui permettent d'implanter des serveurs Web à contenu dynamique
(généralement des sites de commerce électronique). Un serveur est construit suivant une architecture
J2EE, composée de serveurs Web, de serveurs de Servlets, de serveurs d’EJB (programmes Java) et
de serveurs de base de données, répartis sur la grappe. Chacun de ces serveurs peut être dupliqué afin
d'augmenter les capacités de traitement, et redémarré sur une machine différente en cas de panne. Ces
opérations de maintenance peuvent être effectuées dynamiquement par le logiciel d'administration
autonome.
Les bus à message répartis, permettant d'implanter des systèmes de Médiation. Ces intergiciels
fournissent des fonctions avancées de messagerie asynchrone conformes à la spécification JMS
(communication point à point ou
publish/subscribe
). Ils sont composés d’un ensemble de serveurs
installés dans une infrastructure répartie (par exemple le réseau privé d’une entreprise), ces serveurs
étant chargés de l’acheminement des messages. L'infrastructure de communication ainsi réalisée doit
être également reconfigurée en cas de panne ou de surcharge sur un de ses serveurs. Les
reconfigurations peuvent être prises en charge par le logiciel d'administration autonome.
D'autres contextes d'application sont également visés, en particulier celui des logiciels de calcul intensif
sur les grilles (Grid'Mip / Grid'5000), développés dans le cadre du projet TLSE. Ces logiciels soulèvent
les mêmes problèmes que ceux évoqués précédemment. Une infrastructure logicielle de calcul intensif
sur une grille est caractérisée par une grande complexité qui rend difficile sa configuration et son
administration. Ces tâches sont souvent réalisées par des administrateurs humains, avec une faible
réactivité, et la gestion des grilles repose souvent sur une réservation statique des machines pour installer
des applications, puis effectuer des calculs. L'utilisation d'un logiciel d'administration autonome
permettra de simplifier le déploiement et la configuration des applications sur la grille, et de faire évoluer
dynamiquement la configuration de ces applications en fonction des besoins et des disponibilités en
ressources. De même, d'autres fonctions d'administration sont étudiées comme la détection d'attaque
(intrusion par des pirates) et le traitement de ces attaques.
L'approche explorée repose principalement sur les notions de composants et d'architectures logicielles,
permettant à la fois l'observation et la reconfiguration des logiciels administrés. Mais pour fournir un
environnement pour la construction de logiciels d'administration autonome, de nombreux problèmes
restent ouverts et plus particulièrement :
interfaçage avec des logiciels patrimoniaux. Nous visons l'administration autonome de logiciels
existants. Dans ce but, il est nécessaire de fournir une interface uniforme de manipulation de ces
logiciels, en les encapsulant dans des composants. Cette encapsulation doit pouvoir s'implanter dans
différents contextes d'application. Nous explorons les outils au niveau langage permettant de décrire
l'encapsulation des logiciels patrimoniaux.
programmation de stratégies d'administration. La programmation de stratégie s'avère complexe. Il
convient de fournir un support adapté à l'expression de ces stratégies, permettant de garantir la
cohérence des applications pouvant être reconfigurées. La programmation de stratégie doit également
bénéficier d'un support langage de haut niveau.
Ce projet de recherche fait l'objet d'un projet RNTL (appel 2005) nommée SelWare, impliquant l'IRIT,
l'INRIA Rhône-Alpes, l'Ecole des Mines de Nantes, et les sociétés France Télécom, Bull et Scalagent.
Quelques articles déjà publiés dans le cadre de ces travaux :
S. Bouchenak, F. Boyer, D. Hagimont, S. Krakowiak, A. Mos, N. de Palma, V. Quema, and J.-B. Stefani. Architecture-
Based Autonomous Repair Management: An Application to J2EE Clusters.
IEEE Symposium on Reliable Distributed
Systems (SRDS)
, Orlando, FL, USA, October 2005.
C. Taton, S. Bouchenak, F. Boyer, N. de Palma, D. Hagimont, A. Mos. Self-Manageable Replicated Servers.
VLDB
Workshop on Design, Implementation, and Deployment of Database Replication, 31st International Conference on
Very Large Data Bases
, Trondheim, Norway, August 2005.
O. Layaïda, D. Hagimont. Designing Self-Adaptive Multimedia Applications through Hierarchical Reconfiguration.
5th
IFIP International Conference on Distributed Applications and Interoperable Systems (DAIS)
, Athens, Greece, June
2005.
S. Bouchenak, N. de Palma, D. Hagimont. Autonomic administration of clustered J2EE applications.
IFIP/IEEE
International Workshop on Self-Managed Systems & Services
, Nice, May 2005.