Autonomie, sécurité et QoS de bout en bout dans un environnement de Cloud Computing

185 Pages·2017·8.4 MB·French

by  Mohamad Hamze

Autonomie, sécurité et QoS de bout en bout dans un
environnement de Cloud Computing
Mohamad Hamze
To cite this version:
Mohamad Hamze. Autonomie, sécurité et QoS de bout en bout dans un environnement de Cloud
Computing. Réseaux et télécommunications [cs.NI]. Université de Bourgogne, 2015. Français. ￿NNT:
2015DIJOS033￿. ￿tel-01257829￿
HAL Id: tel-01257829
https://theses.hal.science/tel-01257829
Submitted on 18 Jan 2016
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Thèse de Doctorat
école doctorale sciences pour l’ingénieur et microtechniques
U N I V E R S I T É D E B O U R G O G N E
Autonomie, sécurité et QoS de bout
en bout dans un environnement de
Cloud Computing
n MOHAMAD HAMZE

Thèse de Doctorat
école doctorale sciences pour l’ingénieur et microtechniques
U N I V E R S I T É D E B O U R G O G N E
N◦ X X X
THÈSE présentée par
MOHAMAD HAMZE
pour obtenir le
Grade de Docteur de
l’Université de Bourgogne
Spécialité : Informatique
Autonomie, sécurité et QoS de bout en bout dans un
environnement de Cloud Computing
UnitédeRecherche:
Le2i-LaboratoireElectronique,InformatiqueetImage
Soutenue publiquement le 07 décembre 2015 devant le Jury composé de :
FRANCINE KRIEF Rapporteur Professeure à Bordeaux INP
DJAMAL BENSLIMANE Rapporteur Professeur à l’Université de Lyon
YEHIA TAHER Examinateur Maître de conférences à l’Université de
Versailles
OLIVIER TOGNI Directeur de thèse Professeur à l’Université de Bourgogne
NADER MBAREK Co-encadrant de thèse Maître de conférences à l’Université de
Bourgogne

R
ÉSUMÉ
De nos jours, le Cloud Networking est considéré comme étant l’un des domaines de re-
cherche innovants au sein de la communauté de recherche du Cloud Computing. Les
principauxdéfisdansunenvironnementdeCloudNetworkingconcernentnonseulement
la garantie de qualité de service (QoS) et de sécurité mais aussi sa gestion en confor-
mité avec un accord de niveau de service (SLA) correspondant. Dans cette thèse, nous
proposonsunFrameworkpourl’allocationdesressourcesconformémentàunSLAétabli
deboutenboutentreunutilisateurdeservicesCloud(CSU)etplusieursfournisseursde
servicesCloud(CSP)dansunenvironnementdeCloudNetworking(architecturesd’inter-
CloudBrokeretFédération).NostravauxseconcentrentsurlesservicesClouddetypes
NaaSetIaaS.Ainsi,nousproposonsl’auto-établissementdeplusieurstypesdeSLAainsi
que la gestion autonome des ressources de Cloud correspondantes en conformité avec
ces SLA en utilisant des gestionnaires autonomes spécifiques de Cloud. De plus, nous
étendons les architectures et les SLA proposés pour offrir un niveau de service intégrant
unegarantiedesécurité.Ainsi,nouspermettonsauxgestionnairesautonomesdeCloud
d’élargir leurs objectifs de gestion autonome aux fonctions de sécurité (auto-protection)
tout en étudiant l’impact de la sécurité proposée sur la garantie de QoS. Enfin, nous va-
lidonsnotrearchitectureavecdifférentsscénariosdesimulation.Nousconsidéronsdans
lecadredecessimulationsdesapplicationsdevidéoconférenceetdecalculintensifafin
deleurfournirunegarantiedeQoSetdesécuritédansunenvironnementdegestionau-
tonome des ressources du Cloud. Les résultats obtenus montrent que nos contributions
permettent de bonnes performances pource type d’applications. En particulier, nous ob-
servons que l’architecture de type Broker est la plus économique, tout en assurant les
exigencesdeQoSetdesécurité.Deplus,nousobservonsquelagestionautonomedes
ressources du Cloud permet la réduction des violations, des pénalités et limite l’impact
de la sécurité sur la garantie de la QoS.
Mots-clés:CloudComputing,CloudNetworking,Inter-Cloud,ServiceLevelAgreement,
Qualité de Service, Sécurité, Gestion Autonome, Videoconférence, Calcul Intensif.
v

A
BSTRACT
Today, Cloud Networking is one of the recent research areas within the Cloud Compu-
tingresearch communities.Themain challengesofCloud Networkingconcern Quality of
Service (QoS) and security guarantee as well as its management in conformance with a
correspondingServiceLevelAgreement(SLA).Inthisthesis,weproposeaframeworkfor
resourceallocationaccordingtoanend-to-endSLAestablishedbetweenaCloudService
User(CSU)andseveralCloudServiceProviders(CSPs)withinaCloudNetworkingenvi-
ronment (Inter-Cloud Broker and Federation architectures). We focus on NaaS and IaaS
Cloud services. Then, we propose the self-establishing of several kinds of SLAs and the
self-managementofthecorrespondingCloudresourcesinconformancewiththeseSLAs
using specific autonomic cloud managers. In addition, we extend the proposed architec-
tures and the corresponding SLAs in order to deliver a service level taking into account
security guarantee. Moreover, we allow autonomic cloud managers to expand the self-
management objectives to security functions (self-protection) while studying the impact
oftheproposedsecurityonQoSguarantee.Finally,ourproposedarchitectureisvalidated
by different simulation scenarios. We consider, within these simulations, videoconferen-
cingandintensivecomputingapplicationsinordertoprovidethemwithQoSandsecurity
guarantee in a Cloud self-management environment. The obtained results show that our
contributions enable good performances for these applications. In particular, we observe
that the Broker architecture is the most economical while ensuring QoS and security re-
quirements. In addition, we observe that Cloud self-management enables violations and
penalties’ reduction as well as limiting security impact on QoS guarantee.
Keyword : Cloud Computing, Cloud Networking, Inter-Cloud, Service Level Agreement,
QualityofService,Security,Self-management,Videoconferencing,IntensiveComputing.
vii

R
EMERCIEMENTS
En préambule à ce travail, je tiens tout d’abord à remercier les responsables de cette
thèse, Pr. Olivier TOGNI et Dr. Nader MBAREK, pour m’avoir fait confiance malgré les
connaissances plutôt légères que j’avais au début de ma thèse en octobre 2012 sur le
Cloud, puis pour m’avoir guidé, encouragé, et conseillé pendant les trois ans tout en me
laissant une grande liberté et en me faisant l’honneur de me déléguer plusieurs respon-
sabilités dont j’espère avoir été à la hauteur. Leur disponibilité et leurs conseils ont été
d’une grande qualité. Je ne sais pas comment exprimer ma gratitude à ces deux per-
sonnes autrement qu’en leur promettant d’agir comme eux avec des étudiants dans ma
situation, si un jour l’occasion m’en est donnée.
Pr. Francine KRIEF et Pr. Djamal BENSLIMANE ont accepté d’être les rapporteurs de
cette thèse, et je les en remercie, de même que pour leur participation au Jury.
Je remercie aussi bien mes collèges pour les discussions que j’ai eu la chance d’avoir
avec eux.
Pourleursencouragementsetleurassistanceaussibienmatériellequemoralequim’ont
permisdefairecettethèsedansdebonnesconditions,mesplusprofondsremerciements
vont à mes parents. Tout au long de mon cursus, ils m’ont toujours soutenu, encouragé
et aidé. Qu’ils trouvent, dans la réalisation de ce travail, l’aboutissement de leurs efforts
ainsi que l’expression de ma plus affectueuse gratitude. Je remercie aussi chaudement
Ghenwa, ma femme qui m’a soutenu durant les trois ans de ma thèse. Elle a su me
donnertoutesleschancespourréussir.JeremercieDIEUquim’abéniavecmonpremier
filsAliquiestnéàquelquesjoursdelafinalisationdemathèse.Jesouhaiteraisremercier
égalementlerestedelafamille,mesamisetmesprochespourleurencouragementtout
au long de la réalisation de ce mémoire.
Je tiens aussi à mentionner le plaisir que j’ai eu à travailler au sein du laboratoire Le2i,
l’école doctorale SPIM et l’université de Bourgogne, et je remercie ici tous les membres
de ces institutions.
Merci à tous et à toutes.
ix