Découverte et allocation des ressources pour le traitement de requêtes dans les systèmes grilles

De nos jours, les systèmes Grille, grâce à leur importante capacité de calcul et de stockage ainsi que leur disponibilité, constituent l'un des plus intéressants environnements informatiques. Dans beaucoup de différents domaines, on constate l'utilisation fréquente des facilités que les environnements Grille procurent. Le traitement des requêtes distribuées est l'un de ces domaines où il existe de grandes activités de recherche en cours, pour transférer l'environnement sous-jacent des systèmes distribués et parallèles à l'environnement Grille. Dans le cadre de cette thèse, nous nous concentrons sur la découverte des ressources et des algorithmes d'allocation de ressources pour le traitement des requêtes dans les environnements Grille. Pour ce faire, nous proposons un algorithme de découverte des ressources pour le traitement des requêtes dans les systèmes Grille en introduisant le contrôle de topologie auto-stabilisant et l'algorithme de découverte des ressources dirigé par l'élection convergente. Ensuite, nous présentons un algorithme d'allocation des ressources, qui réalise l'allocation des ressources pour les requêtes d'opérateur de jointure simple par la génération d'un espace de recherche réduit pour les nœuds candidats et en tenant compte des proximités des candidats aux sources de données. Nous présentons également un autre algorithme d'allocation des ressources pour les requêtes d'opérateurs de jointure multiple. Enfin, on propose un algorithme d'allocation de ressources, qui apporte une tolérance aux pannes lors de l'exécution de la requête par l'utilisation de la réplication passive d'opérateurs à état. La contribution générale de cette thèse est double. Premièrement, nous proposons un nouvel algorithme de découverte de ressource en tenant compte des caractéristiques des environnements Grille. Nous nous adressons également aux problèmes d'extensibilité et de dynamicité en construisant une topologie efficace sur l'environnement Grille et en utilisant le concept d'auto-stabilisation, et par la suite nous adressons le problème de l'hétérogénéité en proposant l'algorithme de découverte de ressources dirigé par l'élection convergente. La deuxième contribution de cette thèse est la proposition d'un nouvel algorithme d'allocation des ressources en tenant compte des caractéristiques de l'environnement Grille. Nous abordons les problèmes causés par la grande échelle caractéristique en réduisant l'espace de recherche pour les ressources candidats. De ce fait nous réduisons les coûts de communication au cours de l'exécution de la requête en allouant des nœuds au plus près des sources de données. Et enfin nous traitons la dynamicité des nœuds, du point de vue de leur existence dans le système, en proposant un algorithme d'affectation des ressources avec une tolérance aux pannes.Grid systems are today's one of the most interesting computing environments because of their large computing and storage capabilities and their availability. Many different domains profit the facilities of grid environments. Distributed query processing is one of these domains in which there exists large amounts of ongoing research to port the underlying environment from distributed and parallel systems to the grid environment. In this thesis, we focus on resource discovery and resource allocation algorithms for query processing in grid environments. For this, we propose resource discovery algorithm for query processing in grid systems by introducing self-stabilizing topology control and converge-cast based resource discovery algorithms. Then, we propose a resource allocation algorithm, which realizes allocation of resources for single join operator queries by generating a reduced search space for the candidate nodes and by considering proximities of candidates to the data sources. We also propose another resource allocation algorithm for queries with multiple join operators. Lastly, we propose a fault-tolerant resource allocation algorithm, which provides fault-tolerance during the execution of the query by the use of passive replication of stateful operators. The general contribution of this thesis is twofold. First, we propose a new resource discovery algorithm by considering the characteristics of the grid environments. We address scalability and dynamicity problems by constructing an efficient topology over the grid environment using the self-stabilization concept; and we deal with the heterogeneity problem by proposing the converge-cast based resource discovery algorithm. The second main contribution of this thesis is the proposition of a new resource allocation algorithm considering the characteristics of the grid environment. We tackle the scalability problem by reducing the search space for candidate resources. We decrease the communication costs during the query execution by allocating nodes closer to the data sources. And finally we deal with the dynamicity of nodes, in terms of their existence in the system, by proposing the fault-tolerant resource allocation algorithm

Deployment Distribuito di codice e dati su Grid mediante Tecniche di Compressione e di Caching

Studio, progettazione e realizzazione di un sistema scalabile di deployment per Grid. Il prototipo realizza il multicast di grandi quantita' di dati tramite decomposizione a blocchi con fingerprinting e replicazione distribuita. Utilizza tecniche di compressione e caching per l’ottimizzazione della banda di rete, dei tempi di accesso ai dati e per riutilizzare i dati frutto di precedenti deployment. Il sistema e' ottimizzato per l’invio di insiemi di file a insiemi di nodi, tutti eventualmente disgiunti. La libreria progettata e realizzata e' in grado di mantenere pressoche' costante il tempo di deployment all’aumentare dei nodi destinatari e riesce a mantenere un’efficienza relativa che arriva fino al 100% all’aumentare della quantita' di dati da inviar