Projet ANR-11-INFR-0013 – SONGS : Simulation de systèmes de prochaine génération
Programme : Infrastructures matérielles et logicielles pour la société numérique (INFRA) 2011
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Monsieur Martin QUINSON (UNIVERSITE DE LORRAINE)
Partenaires : Inria Centre Paris - Rocquencourt; Laboratoire d'Informatique Signaux et Systèmes de Sophia-Antipolis; Laboratoire d'Informatique de Grenoble; CNRS - CC IN2P3 CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE RHONE-AUVERGNE; École nationale supérieure des techniques industrielles et des mines de Nantes; Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications; Laboratoire des Sciences de l'Ingénieur, de l'Informatique et de l'Imagerie
Montant : 1785757.0 euros
Durée : 48 mois
Résumé : Grâce aux évolutions technologiques, les dimensions des systèmes d'informations ne cessent d'augmenter. Reposant majoritairement sur des systèmes distribués, ils offrent de nouvelles possibilités pour des applications  scientifiques en Calcul Haute Performance (HPC), commerciales via l'informatique dite de «nuage» (Cloud Computing), ou grand public formant des systèmes pair-à-pair (P2P) à grande échelle. L'évaluation des performances et de la robustesse de systèmes de cette taille soulève de sérieux défis méthodologiques. L'exécution directe des applications sur l'infrastructure distribuée est souvent impossible et même insuffisante lorsque la présence d'une charge externe non contrôlée empêche de reproduire les résultats. L'étude par simulation est une alternative intéressante.  Bien qu'elle ne suffise pas toujours à appréhender toute la complexité des phénomènes, elle permet d'observer des tendances importantes  par des expériences contrôlées et reproductibles.
Le but de ce projet est de concevoir un environnement de simulation ouvert et unifié pour l'évaluation de performance des systèmes de nouvelle génération regroupés en quatre domaines : les Grilles, le P2P, les Clouds de type «Infrastructure as a Service» et le HPC. Bien que différents, ces domaines ont plusieurs caractéristiques communes. En termes de matériel, les grappes sont centrales aux plates-formes Cloud IaaS et HPC ; la fédération de Clouds et le P2P utilisent des réseaux longue distance alors que les Grilles et le HPC exploitent des réseaux haute performance.  Certains défis scientifiques sont également transverses, comme l'énergie, la fiabilité ou les entrées/sorties, justifiant un partage des modèles entre ces domaines.
Les caractéristiques de ces systèmes induisent de fortes contraintes méthodologiques, auxquelles l'environnement de simulation doit s'atteler. Pour cela, il se base sur des piliers communs de la simulation : un noyau de simulation efficace, des modèles validés, des outils d'analyse et de gestion de campagnes. Ce projet repose sur l'environnement SimGrid, dont la pertinence a déjà été démontrée pour les Grilles et le P2P, et dont la performance et la validité dépassent celles d'outils plus spécifiques. De plus, sa modularité permet les extensions nécessaires à nos domaines d'application.
Notre effort sera piloté par des études de cas représentatifs des questions de recherche dans chaque domaine d'application. Ces études seront dirigées par des membres du projet, reconnus comme experts de ces domaines. Elles forment le contexte dans lequel toute amélioration aux modèles, aux interfaces et aux outils associés sera appliquée et utilisée. Cette approche vise à maximiser l'impact potentiel des résultats du projet, et implique que le travail sur les études de cas commence dès le début du projet. Nous prévoyons des cycles d'améliorations incrémentales des solutions, afin d'assurer la continuité de la cohérence transverse du projet.
Bien que la simulation ne soit pas la réponse ultime pour l'étude de systèmes à grande échelle, nous sommes convaincus qu'elle représente une méthodologie clé dans ce contexte. Le projet SONGS se base sur le précédent projet ANR USS SimGrid, qui a permis de simuler efficacement et précisément des systèmes de grande taille, et également de réaliser l'importance de certains aspects méthodologiques. L'originalité du projet SONGS réside dans son approche multidisciplinaire : nous regroupons des experts en compilation, systèmes d'exploitation, virtualisation, infrastructures de grilles et HPC, statistiques, analyses de traces, algorithmes et optimisation, et simulation de systèmes large échelle. L'étendue de l'expertise rassemblée dans ce projet nous permettra de proposer un socle d'infrastructure assez large pour effectuer des études valides de la plupart des systèmes distribués à grande échelle.