Effet « Noisy Neighbor » : interférences sur un hébergement Cloud partagé

Le volume trop élevé d’une télévision, une musique assourdissante, des enfants qui hurlent, des chiens ou bruits de machine à laver en pleine nuit : toute personne a déjà vécu de telles nuisances de ses voisins. Si de telles atteintes à la tranquillité ont un caractère régulier, cela diminue énormément la qualité de vie. Le problème de voisins bruyants ayant une influence sur votre bien en location ne surgit pas seulement entre quatre murs. L’univers des serveurs virtuels est aussi touché par ce phénomène. On parle alors de problème de « Noisy Neighbor ».  

Vous avez deux options pour le choix d’un domicile propre : vous pouvez acheter/louer votre propre maison ou vous décider pour un appartement dans un immeuble. Il est bien évidemment plus cher de louer une maison individuelle qu’un appartement.  

Lors de la recherche du foyer adapté pour votre projet Web ou pour l’infrastructure informatique de votre entreprise, la situation est la même : un serveur physique personnel (hébergé par vous-même ou bien par un fournisseur externe), qui satisfait les exigences logicielles et matérielles, est une solution chère et sophistiquée certes, mais vous permet de gérer les ressource et l’administration de votre système à cent pourcent. Si pour des raisons financières, vous recourez à des ressources virtuelles et partagées avec d’autres, la base de votre projet sert à d’autres projets et cela peut donc arriver que l‘efficacité du système soit réduite provisoirement.

La cause de cela est une surconsommation des ressources par d’autres utilisateurs du même système, c’est pourquoi on appelle le problème ainsi créé l’effet de « Noisy Neighbor ». On observe aujourd’hui un phénomène  de nuisances d’instances voisines sur la performance, et notamment sur le Cloud-Computing reposant sur une architecture standard multi-tenant (notamment le Cloud public). 

L’effet de « Noisy Neighbor » n’existe pas seulement depuis l’invention du Cloud, mais depuis que la répartition de ressources est possible. Le problème était déjà été rencontré par les fournisseurs d’hébergement partagé traditionnel et leurs clients.  Si un participant exigeait consciemment ou non plus de ressources pour lui, cela signifiait une restriction pour au moins un des autres locataires car la mémoire vive se révélait trop juste. Entre-temps, les hyperviseurs, qui servent de couche réseau entre les ressources physiques et les machines virtuelles, se sont développés et il est devenu presque impossible pour les différents utilisateurs de contourner la limitation en ressources.

L’hébergement Cloud moderne a pour principal avantage la flexibilité mais cela induit aussi le problème du « Noisy Neighbor » qui lui est propre. Tandis que les disques durs utilisés pour l’hébergement offrent nécessairement de plus en plus de mémoire, la performance des supports de données s’améliore seulement de manière imperceptible. Si plusieurs instances d’utilisateurs sont reliées sur un même système Cloud et encombrent une ou plusieurs machines physiques et la mémoire du serveur avec un nombre d’entrées et sorties trop élevé, cela entraîne des ralentissements pour tous les participants. Les disques durs SSDs limitent certes cette conséquence négative, mais ne peuvent cependant pas l’exclure complètement. De plus, ils ne font pas encore partie des standards des fournisseurs d’hébergement Cloud.  

Il existe en outre un autre effet de « Noisy Neighbor » avec le Cloud-Computing, qui résulte du comportement de l’hyperviseur et des processeurs. Tandis que l’hyperviseur n’a pas d’accès à la mémoire locale ainsi qu’à la mémoire cache des processeurs, ces dernières ne donnent que peu d’informations sur ce qui se passe sur la couche réseau. Pour cette raison les processeurs décident automatiquement quelles données enregistrer dans la mémoire intermédiaire. Les processeurs Multi-Core renvoient aussi aux Caches L3 des machines virtuelles, ce qui accélère l’échange de données entre les noyaux.

Pour maîtriser le problème du « Noisy Neighbor » et optimiser la performance de tous les projets hébergés, certains fournisseurs de service Cloud sont passés à une infrastructure de stockage all-flash. Ce concept de stockage se caractérise par le remplacement total des disques HDD traditionnels (Hard Disl Drives) par des SSDs (Solid Disk Drives) plus performants mais aussi plus chers. Mais les médias de stockage flash modernes ne peuvent pas empêcher parfaitement l’effet « Noisy Neighbor » en dépit de leur acompte d’entrées et sorties (Input /Output) plus élevé. Les All-Flash-Arrays, systèmes de sauvegarde de bases de données qui contiennent plusieurs lecteurs de stockage flash, ont fait leurs preuves lors de la mise en place de la structure de stockage sans HDDs. Ces Arrays possèdent un contingent de stockage incorporé pour les entrées et sorties, qui peut être géré individuellement via une adaptation individuelle de l’application. Ainsi, le fournisseur de service d’hébergement Cloud ou l’exploitant d’un système Cloud propre peut surveiller et coordonner l’échange de données des différentes machines virtuelles.  

Si le développement de votre projet est difficilement prévisible, vous devriez vous informer sur les possibilités de diminuer ou d’augmenter les ressources louées. Autrement, vous allez rapidement payer une mémoire et une performance CPU (performance du Central Processing Unit) dont vous n’avez pas du tout besoin ou encore subir le phénomène de « Noisy Neighbor ».

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