HAL Id: tel-00208049
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Submitted on 19 Jan 2008
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supervision de réseaux et de services
Abdelkader Lahmadi
To cite this version:
Abdelkader Lahmadi. Performances des fonctions et architectures de supervision de réseaux et de
services. Réseaux et télécommunications [cs.NI]. Université Nancy II, 2007. Français. �tel-00208049�
D´epartement de formation doctorale en informatique
Performances des fonctions et
architectures de supervision de r´ eseaux et de services
TH` ESE
pr´esent´ee et soutenue publiquement le pour l’obtention du
Doctorat de l’universit´ e Nancy 2
(sp´ ecialit´ e informatique) par
Abdelkader Lahmadi
Composition du jury
Rapporteurs : Omar Cherkaoui, Professeur des Universit´es Universit´e de Qu´ebec, Montr´eal Guy Pujolle, Professeur des Universit´es Universit´e Paris 6, Paris
Examinateurs : Laurent Andrey, Maˆıtre de Conf´erences Universit´e Nancy 2, Nancy Olivier Festor, Directeur de Recherche INRIA Lorraine, Nancy Jean Franc ¸ois Mari, Professeur des Universit´es Universit´e Nancy 2, Nancy Aiko Pras, Professeur des universit´es Associ´e Universit´e de Twente, Pays-Bas
Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications — UMR 7503
Je tiens à remerier en premier lieu les rapporteurset les examinateurs de ette thèse pour
l'intérêtqu'ilsont portéà mestravauxdereherhe etpouravoiraepté defairepartie demon
juryde thèse.
Je remerie très sinèrement Olivier Festor, mon direteur de thèse, pour toute l'attention
qu'ilm'aapporté.J'ai prisbeauoupde plaisiràtravaillerave luientant queingénieur ausein
del'équipeMADYNESduranttroisans,etentantquethésarddurantlestroisdernièresannées.
Sondynamisme,desonseils detoutordreetsapassionommuniative pour lareherhefurent
trèsappréiable toutau longde e travail.
Un très grand meri à mon enadrant de thèse, Laurent Andrey, pour la qualité de sa ol-
laboration,sa disponibilité, ses préieuxonseils, sonaide onstanteet pour lafaçon eae et
amiale ave laquelle il a suivi e travail. Pendant les nombreuses heures passées ensemble, j'ai
beauoupappris à sonontat.
Mesremeriementsvontégalementàtouslesmembresdel'équipeMADYNES oùl'ambiane
quirègne aétéun fateurimportant du bon déroulement dee travail.
Plus personnellement, je tiens à remerier mon épouseAnne Catherine pour sa patieneet
sadisponibilitéqui m'ont été préieusetout aulongde l'ériture de emanusrit.
A toutesetà tous, meri
Introdution générale 1
1 Contexte dereherhe etmotivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Contributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
3 Organisation de lathèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.1 Partie I:État del'art . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.2 Partie II: Contributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.3 Partie III:Expérimentations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Partie I État de l'art 7 Chapitre 1 Prinipes de l'évaluation de performanes et de l'analyse statis- tique 9 1.1 Introdution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.2 Une approhe systématique d'évaluationde performanes . . . . . . . . . . . 9
1.3 Les tehniquesandidates pour l'évaluationde performanes . . . . . . . . . 11
1.3.1 La tehnique de mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3.2 L'évaluationpar simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.3.3 La tehnique analytique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.3.4 Comparaison destehniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.4 Les métriquesde performanes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.4.1 Métriquesprimaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.4.2 Métriquesdérivées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.5 Analyse statistique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.5.1 Reours auxstatistiques robustes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.5.2 Fontion de répartition empirique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.5.3 Q-QPlot d'unesérie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.5.4 Distributions statistiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.5.5 Estimations de paramètres ettest d'adéquation. . . . . . . . . . . . . 22
1.5.6 Outils statistiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.6 Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Chapitre 2 Introdution à la gestion de réseaux et de servies 25 2.1 Introdution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.2 Quelquesélémentssur lagestionde réseauxetde servies . . . . . . . . . . . 25
2.2.1 Entités degestion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.2.2 Modèle gestionnaire-agent. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.2.3 Caratéristiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2.4 Classiationdes approhes delagestion . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.3 JMX pour lagestionde serviesbasés surJava . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.3.1 Lesbases deJMX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.3.2 Soures devariation deperformanes de JMX . . . . . . . . . . . . . 37
2.3.3 JMX audessusde RMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.3.4 Appliationsde JMX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.4 SNMPpour lagestionde réseaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.4.1 La MIB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.4.2 Fontionnement duprotoole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.4.3 Comparaisonentre SNMPetJMX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.4.4 Launes deperformanes duprotooleSNMP. . . . . . . . . . . . . . 45
2.5 Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Chapitre 3 Évaluation par mesure de la performane de la gestion 47 3.1 Introdution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.2 Approhesexistantespourl'évaluation deperformanes de lagestion. . . . . 48
3.2.1 Méthodologiespour lamesurede performanes delagestion . . . . . 48
3.3 Inadaptation desméthodologiesexistantes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.3.1 Observation I : Études non omparables, non reprodutibles et non représentatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.3.2 Observation II:Manquedemétriques standardspour lamesuredela performane de lagestion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.4 Autressouresd'inspiration pour ladénition de métriques de performanes pour lagestion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.4.1 IPPMpour lamesurede réseauxIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.4.2 Caratéristiques desmétriques IPPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.4.3 Méthodologiede mesure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.4.4 Examen desinertitudes etdeserreursde mesure . . . . . . . . . . . 55
Partie II Contributions 57
Chapitre 4 Maîtrise du oût et de la performane de la gestion 59
4.1 Introdution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.2 Dénition de laperformane de lagestion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.2.1 État d'unsystèmegéré:données etinformationsde lagestion . . . . 60
4.2.2 Capaité de lagestion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.2.3 Coût de lagestion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
4.2.4 Maintien etmiseà jour dusystèmegéré dansunétat désiré. . . . . . 68
4.2.5 Compromis oût-qualité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.3 L'eaité d'uneapprohe degestion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.4 Besoins desappliations degestion entermede performanes . . . . . . . . . 72
4.5 Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Chapitre 5 Méthodologie de mesure de la performane de la gestion 75 5.1 Introdution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
5.2 Dénition despratiquesde gestion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
5.3 Mise en ÷uvreduban de mesureMAGON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
5.3.1 Diultés etsolutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
5.3.2 Instane JMX de MAGON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.3.3 Un disseteurde trade supervision . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.3.4 Calibrage delaperformane delaouhe transport . . . . . . . . . . 88
5.3.5 Calibrage dusupportMultithreading deJava . . . . . . . . . . . . . . 90
5.3.6 Qualités etlimitationsde ban demesureMAGON . . . . . . . . . . 91
5.4 Performane d'unagentJMX de supervision . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.4.1 Étude analytiquedestaillesde messagesJMX/RMI . . . . . . . . . . 91
5.4.2 Sénarios de tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
5.4.3 Environnement logiiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.4.4 Plate-forme matérielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.4.5 Résultats préliminaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.5 Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Partie III Expérimentations 99
Introdution 101
Chapitre 6 Passage à l'éhelle de la supervision 103
6.1 Introdution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
6.2 Dénitionsetfateursimpliqués . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
6.2.1 Dénition dupassage àl'éhelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
6.2.2 Fateursimpliqués . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
6.2.3 Besoind'unemétrique unique depassage à l'éhelle . . . . . . . . . . 105
6.3 Une métriquepour quantier lepassage àl'éhelle . . . . . . . . . . . . . . . 105
6.4 Appliation àune approhe entraliséede supervision . . . . . . . . . . . . . 106
6.4.1 Approhegestionnaire-agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
6.4.2 Étude analytique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
6.4.3 Résultats numériques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
6.5 Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Chapitre 7 Inidene de la supervision sur la performane d'un système géré 113 7.1 Introdution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
7.2 Une métriqued'inidene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
7.2.1 Méthodologiede alulde lamétriqued'inidene . . . . . . . . . . . 115
7.3 Inidene d'une ativité de surveillane sur la performane d'un serveur ap- pliatif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
7.3.1 Desription desenvironnements logiiels etphysiques . . . . . . . . . 117
7.3.2 Résultats expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
7.4 Inidene dumodèle d'intégration d'unagent JMX . . . . . . . . . . . . . . . 118
7.4.1 Méthodologiede mesure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
7.4.2 Sénariosde tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
7.4.3 Résultats expérimentaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
7.5 Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Chapitre 8 Caratérisation des délais de la supervision 129 8.1 Introdution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
8.2 Diérents omposants desdélaisde lagestion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
8.3 Délaisd'unsénario gestionnaire-agent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
8.3.1 Métriquesde délaisd'unevariable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
8.3.2 Pratique soustest etsaméthodologie de mesure . . . . . . . . . . . . 132
8.3.3 Eetde l'intensité desurveillane surle délaiun-à-un d'unevariable . 133 8.3.4 Eetdu nombre d'agents surledélai un-au-groupe d'une variable . . 136
8.4 Estimationde lapréision temporelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
8.5.2 Résultats numériques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
8.6 Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
Chapitre 9 Conlusions et perspetives 147 9.1 Résumé desontributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
9.1.1 Métriquesde performanes pour lagestion . . . . . . . . . . . . . . . 147
9.1.2 Ban demesure dédiéauxapprohesde gestion . . . . . . . . . . . . 148
9.1.3 Eaité d'uneapprohe de gestion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
9.2 Perspetives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
9.2.1 Construire unadre ompletde métriques. . . . . . . . . . . . . . . . 150
9.2.2 Étendre leban de mesureauxautres protooles degestion . . . . . . 150
9.2.3 Validation par d'autrestehniquesd'évaluation . . . . . . . . . . . . . 151
Annexes 153
AnnexeAComplémentssurlesméthodologiesexistantesd'évaluationdeper-
formanes des approhes de gestion 153
Glossaire 159
Publiations relatives 161
Bibliographie 163
