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Theses Year : 2020

MemOpLight : toward memory consolidation for containers thanks to application feedback

MemOpLight : vers une consolidation mémoire pour les conteneurs grâce à un retour applicatif

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Abstract

Nowadays, deploying and executing applications in the cloud is a reality. The cloud can not exist without virtualization. This concept consists of slicing physical machines into several sub-machines, isolated from one another, known as virtual machines. Recently, containers emerged as a viable alternative to virtual machines. Containers are lighter than virtual machines and bring the same isolation and security guarantees. Nonetheless, the isolation they offer is maybe too important. Indeed, existing mechanisms enforce memory isolation by ensuring that no container starves the others; however, they do not adapt to changes in workload. Thus, it is impossible to consolidate memory, i.e. to reclaim memory unused by some containers to make a better use of it. To answer this problem and ensure both isolation and consolidation, we introduce MemOpLight. This mechanism adapts to workload changes thanks to application feedback. Each container tells the kernel whether it has good or bad performance to guide memory reclaim. Memory is first reclaimed from containers with good performance in the hope that the others can improve their own performance. The idea is to find a balance where all containers have satisfying performance. MemOpLight increases container satisfactions by 13% compared to existing mechanisms.
Le déploiement et l'exécution d'applications dans le cloud sont aujourd'hui une réalité. L'existence de celui-ci est intrinsèquement liée à celle de la virtualisation. Ce concept consiste à découper une machine physique en plusieurs sous-machines, dites machines virtuelles, isolées les unes des autres. Plus récemment, les conteneurs se sont posés comme une alternative viable aux machines virtuelles. Les conteneurs sont plus légers que ces dernières et apportent les mêmes garanties d'isolation et de sécurité. Néanmoins, l'isolation, un conteneur ne peut affamer ses congénères, proposée est peut-être trop poussée. En effet, les mécanismes existants permettant l'isolation mémoire ne s'adaptent pas aux changements de charge de travail. Il n'est donc pas possible de consolider la mémoire, c'est-à-dire récupérer la mémoire inutilisée d'un conteneur pour en faire un meilleur usage. Pour répondre à ce problème et garantir, à la fois, l'isolation et la consolidation mémoire, nous proposons MemOpLight. Ce mécanisme s'adapte aux changements de charge de travail grâce à un retour applicatif. Chaque conteneur indique donc s'il a de bonnes performances pour guider la répartition de la mémoire. Celle-ci est récupérée aux conteneurs ayant de bonnes performances pour que les autres conteneurs puissent augmenter celles-ci. L'idée étant de trouver un équilibre mémoire où tous les conteneurs ont des performances satisfaisantes. MemOpLight permet d'augmenter la satisfaction des conteneurs de 13% comparé aux mécanismes existants.
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Origin : Version validated by the jury (STAR)

Dates and versions

tel-03406101 , version 1 (17-02-2021)
tel-03406101 , version 2 (27-10-2021)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03406101 , version 2

Cite

Francis Laniel. MemOpLight : vers une consolidation mémoire pour les conteneurs grâce à un retour applicatif. Système d'exploitation [cs.OS]. Sorbonne Université, 2020. Français. ⟨NNT : 2020SORUS372⟩. ⟨tel-03406101v2⟩
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