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Accueil > Productions scientifiques > Thèses SAMOVAR > Thèses 2021

Soutenance de thèse de Monsieur Youssef Ait El Mahjoub, "Evaluation des performances pour des réseaux IT économes en énergie"

Youssef Ait El Mahjoub a le plaisir de vous inviter à sa soutenance de thèse qui aura lieu en visioconférence, le Jeudi 18 Mars 2021 à 14h00. Si vous souhaitez participer, merci de l’informer par mail à l’adresse youssef.ait-el-mahjoub2@uvsq.fr.

« Evaluation des performances pour des réseaux IT économes en énergie »
Le Jeudi 18 Mars 2021 à 14h00

Soutenance en visioconférence

Membres du jury :

Jean-Michel Fourneau, Professeur
DAVID - UVSQ
Directeur de thèse
Hind Castel-Taleb, Professeur
SAMOVAR - Télécom SudParis
Codirectrice de thèse
Gérardo Rubino, Directeur de recherche
INRIA/IRISA
Rapporteur
Olivier Brun, Directeur de recherche
LAAS-CNRS
Rapporteur
Anne-Cécile Orgerie, Chargée de recherche et HDR
IRISA
Examinatrice
Lynda Mokdad, Professeure
Université Paris-Est
Examinatrice
Thomas Begin, Maître de conférences HDR
Université Lyon1
Examinateur
Véronique Vèque, Professeure
Université Paris-Sud
Examinatrice
Emmanuel Hyon, Maître de conférences
Université Paris Nanterre, LIP6
membre invité


Résumé :

L’économie d’énergie dans les réseaux de télécommunication poursuit un objectif majeur : réduire la consommation globale. La part du domaine IT est déjà très élevée et tend à augmenter. En effet, de nombreuses techniques destinées à réduire la consommation dans d’autres industries ou services se traduisent par davantage de traitements informatiques et de télécommunications (l’approche ”Green by IT”) ; en bref, par une augmentation de la consommation dans les domaines IT. Il est donc important, d’un point de vue économique, de parvenir à réduire la consommation énergétique par bit transmis ou calculé (l’approche ”Green by IT”, au cœur de nos travaux). Dans le domaine des réseaux, l’optimisation énergétique repose essentiellement sur une adaptation de l’architecture et des ressources employées, en fonction des flux à transporter et de la qualité de service promise. En conséquence, on cherche donc à adapter les ressources à la demande, ce qui se traduira par un dimensionnement dynamique et adapté à la charge. Ce procédé est, par nature, différent d’un dimensionnement "au pire cas" que l’on utilise généralement. Sur le plan technologique, il sera nécessaire que les équipements de réseaux disposent de modes ”sommeil”, ”sommeil profond” ou ”hibernation” (terminologie variable selon les fournisseurs) ; tous ces modes sont associés au même concept : mettre en sommeil l’équipement afin de réduire sa consommation d’énergie. Pour que le compromis performance/énergie soit pertinent, il parait important d’employer des formules de consommation énergétiques obtenues à partir de l’utilisation des ressources du réseau. Les méthodes que nous proposons relèvent de la théorie des réseaux de files d’attente, de l’analyse des chaînes de Markov (analytiquement, en proposant de nouvelles formes produit, numériquement, en suggérant de nouveaux algorithmes de résolution), et de la théorie de la comparaison stochastique. Au niveau des applications, nous avons abordé diverses problématiques : les mécanismes de DVFS avec un changement de vitesse des processeurs ; la migration de tâche entre serveurs physiques dans un centre de données (équilibre de charge, consolidation) ; les réseaux optiques avec un remplissage efficace des conteneurs (optiques) ; la distribution d’énergie intermittente dans un réseau de capteurs (et réseau LORA). A cette fin, nous proposons un nouveau modèle des réseaux à paquets d’énergie (EPNs).

Abstract :
Energy saving in telecommunication networks is a major objective to reduce overall consumption. The IT sector already has a very high contribution to this increase. Indeed, many techniques to reduce consumption in other industries or services results in more IT and telecommunications (the "Green by IT" approach) and therefore in an increase of consumption in IT domains. It is therefore important from an economical point of view to reduce the energy consumption per transmitted or calculated bit (the "Green by IT" concept). In the networks domain, energy optimization is mainly based on an adaptation of the architecture and the resources employed according to the traffic flows to be transported and the promised quality of service. We therefore seek to adapt resources to demand, which results in a dynamic dimensioning adapted to the load. This is by nature different from the worst-case dimensioning commonly used. In terms of technology, this requires network equipment to have "sleep", "deep sleep" or "hibernate" modes (terminology varies among suppliers) ; all these modes are associated with the same concept : putting the equipment to sleep to reduce its energy consumption. For the performance/energy trade-off to be relevant, it seems important to use energy consumption formulas obtained from the network resource utilization. The approaches we propose are based on the theory of queuing networks, Markov chain analysis (analytically by proposing new product forms and numerically by suggesting new resolution algorithms) and the theory of stochastic comparison.At the application level we have addressed various issues : DVFS mechanisms with a change of processors speed ; task migration between physical servers in a data center (load balancing, consolidation) ; optical networks with efficient filling of optical containers ; intermittent power distribution in a sensor network (and LoRa network), including a new model of Energy Packet Networks (EPNs).