Virtual Organization Clusters: Self-Provisioned Clouds on the Grid

Virtual Organization Clusters (VOCs) provide a novel architecture for overlaying dedicated cluster systems on existing grid infrastructures. VOCs provide customized, homogeneous execution environments on a per-Virtual Organization basis, without the cost of physical cluster construction or the overhead of per-job containers. Administrative access and overlay network capabilities are granted to Virtual Organizations (VOs) that choose to implement VOC technology, while the system remains completely transparent to end users and non-participating VOs. Unlike alternative systems that require explicit leases, VOCs are autonomically self-provisioned according to configurable usage policies. As a grid computing architecture, VOCs are designed to be technology agnostic and are implementable by any combination of software and services that follows the Virtual Organization Cluster Model. As demonstrated through simulation testing and evaluation of an implemented prototype, VOCs are a viable mechanism for increasing end-user job compatibility on grid sites. On existing production grids, where jobs are frequently submitted to a small subset of sites and thus experience high queuing delays relative to average job length, the grid-wide addition of VOCs does not adversely affect mean job sojourn time. By load-balancing jobs among grid sites, VOCs can reduce the total amount of queuing on a grid to a level sufficient to counteract the performance overhead introduced by virtualization

Towards a Next-Generation Runtime Infrastructure Engine for Configuration Management Systems

A common approach to configuration management is to couple a high-level declarative programming language with a runtime engine. The language is used to specify configurations and the engine is used to deliver and apply those configurations on a set of computing resources. The design and architecture of current runtime engines of configuration management systems lack 1) essential coordination and synchronization of actions between computing resources and 2) strong security mechanisms. This thesis examines a number of techniques that can be applied to the area of configuration management to address these limitations. In particular, the combination of these techniques leads to a new architecture for the runtime engines of modern configuration management systems, providing them with secure coordination and synchronization capabilities. A prototype of this new approach was developed and evaluated in an environment that simulates highly-demanding computing landscapes and the results show that the new architecture is able to reduce the occurrence and impacts of configuration errors in these environments

Gestion automatique des configurations réseaux : une approche déductive

La gestion des réseaux informatiques est une tâche de plus en plus complexe et sujette aux erreurs. Les recherches dans le passé ont montré qu’entre 40% et 70% des modifications apportées à la configuration d’un réseau échouent à leur première tentative d’utilisation, et la moitié de ces échecs sont motivés par un problème situé ailleurs dans le réseau. Les opérateurs de réseau sont ainsi confrontés à un problème commun : comment s’assurer qu’un service installé sur le réseau d’un client fonctionne correctement et que le réseau lui-même est exempt de défaut de toute nature ? L’ingénieur réseau a donc à chaque fois qu’un nouveau service sera ajouté au réseau, la responsabilité d’un groupe de périphériques dont les configurations sont gérées individuellement et manuellement. Cette opération vise deux objectifs : 1) Mettre en oeuvre la fonctionnalité désirée. 2) Préserver le bon fonctionnement des services existants, en évitant de mettre en conflit les nouveaux paramètres et ceux déjà configurés sur le même réseau. L’évolution fulgurante du nombre de dispositifs, la complexité des configurations, les besoins spécifiques de chaque service, le nombre même de services qu’un réseau doit être capable de supporter, et le fait que les données traversent généralement des réseaux hétérogènes appartenant à plusieurs opérateurs, rendent cette tâche de plus en plus difficile. Nous pouvons aisément comprendre la nécessité de nouvelles approches au problème de gestion de configuration réseau. Au cours de notre étude, nous avons utilisé un formalisme basé sur la logique de configurations qui offre plusieurs avantages, tel que : la vérification efficace et aisée des configurations d’équipements multiples, la séparation claire entre les spécifications de contraintes de configuration et sa validation réelle, mis en relief dans l’outil de configuration et de vérification automatique de configuration appelé ValidMaker. Nous avons aussi présenté un modèle de données génériques pour des informations de configuration des dispositifs réseaux qui prennent en compte l’hétérogénéité des fabricants et de leurs versions. Les concepts tels que Meta-CLI ont été utilisés pour représenter la configuration extraite du dispositif sous forme d’arbre dont les feuilles représentent les paramètres extraits dans le but de pouvoir tester certaines propriétés complexes et d’en déduire les informations restantes. Nonobstant le fait que nos résultats sont basés et validés sur des cas d’utilisation et des configurations matérielles d’une entreprise cible, la méthodologie pourrait être appliquée à des équipements se rapportant à n’importe quel fournisseur de service réseau

Spécification, validation et satisfiabilité [i.e. satisfaisabilité] de contraintes hybrides par réduction à la logique temporelle

Depuis quelques années, de nombreux champs de l'informatique ont été transformés par l'introduction d'une nouvelle vision de la conception et de l'utilisation d'un système, appelée approche déclarative. Contrairement à l'approche dite impérative, qui consiste à décrire au moyen d'un langage formelles opérations à effectuer pour obtenir un résultat, l'approche déclarative suggère plutôt de décrire le résultat désiré, sans spécifier comment ce «but» doit être atteint. L'approche déclarative peut être vue comme le prolongement d'une tendance ayant cours depuis les débuts de l'informatique et visant à résoudre des problèmes en manipulant des concepts d'un niveau d'abstraction toujours plus élevé. Le passage à un paradigme déclaratif pose cependant certains problèmes: les outils actuels sont peu appropriés à une utilisation déclarative. On identifie trois questions fondamentales qui doivent être résolues pour souscrire à ce nouveau paradigme: l'expression de contraintes dans un langage formel, la validation de ces contraintes sur une structure, et enfin la construction d'une structure satisfaisant une contrainte donnée. Cette thèse étudie ces trois problèmes selon l'angle de la logique mathématique. On verra qu'en utilisant une logique comme fondement formel d'un langage de « buts », les questions de validation et de construction d'une structure se transposent en deux questions mathématiques, le model checking et la satisfiabilité, qui sont fondamentales et largement étudiées. En utilisant comme motivation deux contextes concrets, la gestion de réseaux et les architectures orientées services, le travail montrera qu'il est possible d'utiliser la logique mathématique pour décrire, vérifier et construire des configurations de réseaux ou des compositions de services web. L'aboutissement de la recherche consiste en le développement de la logique CTLFO+, permettant d'exprimer des contraintes sur les données, sur la séquences des opérations\ud d'un système, ainsi que des contraintes dites «hybrides». Une réduction de CTL-FO+ à la logique temporelle CTL permet de réutiliser de manière efficace des outils de vérification existants. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Méthodes formelles, Services web, Réseaux

Exploring the automatic identification and resolution of software vulnerabilities in grid-based environments

Security breaches occur due to system vulnerabilities with numerous reasons including; erro- neous design (human errors), management or implementation errors. Vulnerabilities are the weaknesses that allow an attacker to violate the integrity of a system. To address this, system administrators and security professionals typically employ tools to determine the existence of vulerabilities. Security breaches can be dealt with through reactive or proactive methods. Reactive approaches are passive, in which when a breach occurs, site administrators respond to provide damage control, tracking down how the attacker got in, resolving the vulnerability and fixing the system. On the other hand, proactive approaches preemptively discover and fix vulnerabilities in their systems and networks before attacks can occur. For many research and business areas, organizations need to collaborate with peers by sharing their resources (storage servers, clusters, databases etc). This is often achieved through formation of Virtual Organisations (VO). For successful operation of such endeavors, security is a key issue and system configuration is vital. A faulty or incomplete configuration of a given site can cause hinderances to their normal operation and indeed be a threat to the whole VO. Management of such infrastructures is complex since they should ideally address the overall configuration and management of a dynamic set of VO-specific resources across multiple sites, as well as configuration and management of the underlying infrastructure upon which the VO exists - referred to in this thesis as the fabric. This thesis investigates the feasibility of using a proactive approach towards detecting vulner- abilities across VO resources. First, it investigates whether vulnerability assessment tools can preemptively help in detecting fabric level weaknesses. Then it explores how the combina- tion of advanced authorisation infrastructures with configuration management tools can allow distributed site administrators to address the challenges associated with vulnerabilities. The primary contribution of this work is a novel approach for vulnerability management which addresses the specific challenges facing VO-wide security and incorporation of fabric man- agement security considerations

The Fifth Workshop on HPC Best Practices: File Systems and Archives

The workshop on High Performance Computing (HPC) Best Practices on File Systems and Archives was the fifth in a series sponsored jointly by the Department Of Energy (DOE) Office of Science and DOE National Nuclear Security Administration. The workshop gathered technical and management experts for operations of HPC file systems and archives from around the world. Attendees identified and discussed best practices in use at their facilities, and documented findings for the DOE and HPC community in this report

Directing change using bcfg2

Configuration management tools have become quite adept at representing target configurations at a point in time. While a point-in-time model helps with system configuration tasks, it cannot represent the complete scope of configuration tasks needed to manage a complex environment over time. In this paper, we introduce a mechanism for representing changes over time in target configurations and show how it alleviates several common administrative problems. We discuss the motivating factors, design, and implementation of this approach in Bcfg2. We also describe how this approach can be applied to other tools