Les Architectures de «Service» DEA MISI Mars 04

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1 Les Architectures de «Service» DEA MISI Mars 04 1

2 Plan Problématique Introduction Le réseau intelligent (IN) ODP (Open Distributed Processing) TINA 2

3 Identification des principes communs Réduire les coûts de déploiement Gérer les services émergeants Rendre indépendant support de traitement et communication 3

4 Problématique Applications Couche Service Couche Adaptation des Ressources DPE Plate-forme de service Infrastructure de connectivité 4

5 Introduction IN (CS 1..4) OSA TINA TMN Réseau de gestion ODP UPT convergence voix/données mobilité OSAM Orienté composants UMTS Eléments structurant pour les services OMG/OSM Quelques architectures de télécommunications 5

6 Vers les NGN (Next Generation Networks) Les solutions orientées «protocoles» Projets : PINT, TYPHON, IpTel Le consortium Softswitch. Les solutions orientées «interfaces» API Spécifications : JTAPI, JAIN, PARLAY OSA : Open Service Architecture (ETSI-OSA) Les solutions orientées «objets répartis» RI+, ODP, TMN TINA 6

7 Le Réseau Intelligent (IN) Le principe : Séparation entre la logique des services et les ressources Les objectifs du réseau intelligent : Faciliter l'introduction des services Modifier aisément les services Réduire les coûts et délais de ces opérations Service de création par l utilisateur Possibilité de maintenir dans le même réseau une technologie IN et non-in dans un contexte d opération multi-vendeurs Interfaces indépendantes des services et des systèmes : Interface de programmation (logique et données) Interface de commande (permet l hétérogénéité des fournisseurs). Recommandations de l'uit : la série Q.120x introduit l'architecture globale du réseau intelligent ; la série Q.121x définit la première phase de standardisation du IN (le Capability Set 1, ou CS-1). 7

8 Universal Personal Telephony UPT UPT is an IN service to be provided by the Universal MobileTelephony System UMTS Network and terminal independent user identification based on UPT number UPTN Personal mobility support Universal access procedures across multiple networks Personal charging and billing based on UPT number Personal user control and flexibility based on UPT service profile Security, privacy and protection from fraudulant use 8

9 UPT Service Control Procedures Personal mobility procedures UPT call handling procedures UPT service profile management Supplementary services procedures Exceptional procedures 9

10 Virtual Private Network VPN Closed User Group Implementation over public switched telecommunication network Provision of private numbering plan Call charging on the basis of duration of usage (switched voice, switched data, both) Single interface for all domestic and international needs 10

11 Le IN : Un modèle conceptuel à quatre plans Le plan des services : décrit les services en terme de composants (SF) que le IN peut offrir, leur co-existence, les compositions des SF pour en fournir d'autres. Le plan fonctionnel global : décrit les fonctions du IN en considérant le réseau comme un système unique. Le plan fonctionnel distribué : décrit l'architecture fonctionnelle du IN, la répartition des fonctions dans les entités fonctionnelles. Le plan physique : décrit l'architecture physique du IN en termes d entité physique PE ainsi que les protocoles d interaction entre les PE. 11

12 INCM Service1 SF1 SF2 SF1 Service2 Plan Service BCP : Basic Call Process SIB : Service Independant Building Block FEA : Functional Entity Action POI : Point Of Initiation POR : Point Of Return EF : Elementary Function IF : Information Flows PE : Physical Entity INAP: IN Application Protocol SF : Service Feature POI SIB1 BCP POR SIBn SIB2 Plan Fonctionnel Global FE2 SCF FE5 FE1 SMF FE3 IF FE4 SSF Plan Fonctionnel Distribué PE EF2 Protocol INAP EF1 PE Plan Physique 12

13 Le plan des services Un service offert par le IN peut être décrit à l'utilisateur final à l'aide d'un ensemble de blocs génériques appelés «éléments de service» (Service Feature SF). Un service est une offre commerciale indépendante caractérisée par un ou plusieurs éléments de service SF. Les services se composent d'un ou de plusieurs éléments de service. Le SF est la plus petite partie d'un service vue par l'utilisateur du service. Remarques : Dans le processus de modélisation des services, le SF joue le rôle du plus petit composant perçu par l'utilisateur du service. Cependant, sur le plan logiciel, les SFs ne représentent pas véritablement des modules atomiques. De tels modules sont les (SIBs). 13

14 Les éléments de service (SF) La norme [Q.1202] définit un élément de service (SF) comme «une composante spécifique d'un service pouvant être réutilisée en relation avec d'autres services». Télécommande du renvoi d'appel : FMD Follow Me Diversion Permet à l'usager de s'enregistrer sur un terminal quelconque pour recevoir des appels entrants. L'usager peut explicitement se désenregistrer. Numérotation personnalisée : PN Personal Numbering Supporte un numéro qui identifie de façon unique l'usager (du service). Il est utilisé par l'appelant pour atteindre cet usager. Un usager peut avoir plusieurs numéros, pour des applications différentes (com. prof., familiales, etc.). Chaque numéro correspond à un compte de taxation. 14

15 Examples of IN services Examples from CS1 services : Freephone FPH, VPN, Credit Card Calling CCC, Universal Personnal Telecommunication UPT services have been identified in CS1. CS2 and CS3 : Multimedia, Broadband Networks, Mobility, Interoperability of IN with other future networks 15

16 Examples of SF 38 features identified in CS1 Call Logging Customer Prole Management Time dependent routing Authentication Customised recorded announcement 16

17 Le plan fonctionnel global (GFP) Ce plan modélise la fonctionnalité du réseau d'un point de vue global. Les SF sont redéfinis en fonctions indépendantes du service : les SIBs Ce plan, le GFP, contient : Le SIB de Basic Call Process (BCP) qui identifie le processus d'appel normal à partir duquel les services sont lancés ; La composition des SIBs assure les SFs ; La GSL qui décrit la façon dont les SIBs s'enchaînent pour fournir les SFs. 17

18 Les briques indépendantes de service (SIB) Une SIB est une capacité normalisée réutilisable, définie indépendamment des services et de la technologie. Il possède une entrée logique, une ou plusieurs sorties logiques, et requiert deux types de données : Les "données de soutien du service" : (Service Support Data, SSD) constituées de données fixes, statiques, propres au service, elles permettent la configuration du SIB (ex : le type de tarification à appliquer). Les «données d'instance d'appel» : (Call Instance Data, CID) caractérisent chaque appel au service et évoluent dynamiquement (ex : le n de la ligne appelante). 18

19 LA SIB données de soutien SSD entrée logique Sib sorties logiques entrée CID données d'instances sortie 19

20 Les SIBs du CS1 Dans le cadre du CS-1 [Q.1213], 14 SIBs ont été normalisés : Traitement d'appel de base (BCP) Taxation (Charge) Comparaison (Compare) Répartition (Distribution) Limitation (Limit) Journalisation (Log) Gestion des données sur le support du service (Serv. Data Mngt) Mise en file d'attente (Queue) Filtrage (Screen) Notification d'état (Status notification) Traduction (Translate) Vérification (Verify) Algorithme (Algorithm) Interaction avec l'utilisateur (User interaction). 20

21 SIB : Interaction avec l utilisateur SSD données de soutien Paramètres d'annonce Paramètres relatifs aux informations recueillies entrée logique Interaction avec l'utilisateur Succès Erreur Identification de l'utilisateur CID données d'instances Données recuillies Causes d'erreur 21

22 SIB : BCP Basic Call Process SSD données de soutien ensemble des POI entrée logique POR Basic Call Process POI sortie logique Numéro de destination CID données d'instances Régérence d'appel Identification ligne appelante Catégorie ligne appelante Numéro composé Numéro de destination Capacité support 22

23 La logique de service (GSL) GSL Global Service Logic Sib 1 Sib 2 Sib 3 Sib 6 Sib 4 Sib 5 BCP POI POR POR Point Of Initiation Basic Call Process Point Of Return Pour définir un service, BCP interagit avec la GSL : le traitement d'appel déclenche la logique du service à un point de lancement (Point Of Initiation, POI) la logique revient au traitement d'appel à un point de retour (Point Of Return, POR). 23

24 POI / POR POI POR Appel au départ (Call originated) Adresse recueillie (Address collected) Adresse analysée (Address analysed) Prêt à faire aboutir l'appel (Call arrival) Occupation (Busy) Non-réponse (No answer) Acceptation d'appel (Call acceptance) Etat actif (Active state) Fin d'appel (End of call) Continuer avec les données existantes (Continue with existing data) Passer à de nouvelles données (Proceed with new data) Traitement en transit (Handle as transit) Libération d'appel (Clear call) Autorisation de traitement des correspondants (Provide call party handling) Tentative d'appel (Initiate call) 24

25 La description des services GSL Sib service SF SF SF Sib POR Sib POI BCP SF plan de service GSL BCP POI POR plan fonctionnel global élément de service logique globale du ser traitement d'appel de b point de lancement point de retour 25

26 Le troisième plan : Entité Fonctionnelle FE Une entité fonctionnelle FE est un groupe spécifique de fonctions localisées dans un même emplacement et constituant un sousensemble nécessaire à la fourniture d'un service. Q.1204 propose une description des FE sous forme d'actions (Functional Entity Action, FEA), certaines des actions générant des flux d'informations entre entités fonctionnelles. Un SIB, du plan fonctionnel global, se matérialise alors sur la plan réparti comme une séquence d'actions FEA particulière. [Q.1214] présente ces matérialisations pour chaque SIB du CS-1. 26

27 Plan Fonctionnel Réparti Activités BCP nécessaires à l'établissement et au maintien des communications. CCF (Call Control Function) localisé dans le commutateur, il assure le traitement d'appel et déclenche l'accès à une fonctionnalité IN CCAF (Call Control Agent Function) localisé dans le terminal SCF (Service Control Function) contient les logiques de service et assure l'interface avec les fonctions de commande d'appel (CCF), de ressources spécialisées (SRF) et de données de service (SDF) SSF (Service Switching Fonction) est associé à un CCF pour assurer la commutation du service SRF (Service Resource Function) fournit les ressources spécialisées nécessaires à la réalisation des services de RI. SDF (Service Data Function) fournit les données associées au service SCEF Service Creation Environment Function SMAF Service Management Access Function SMF Service Management Function 27

28 Les flux d informations SM SCE SM SCE SC SD SR CC Fonction gestion de services Fonction envir. création de services Fonction commande de service Fonction données de service Fonction ressource Fonction commande SC SD SR interface gestion CC CCA interface commande interface signalisation 28

29 Le plan Physique 29

30 Physical Plane Defines the Physical Entities PE - The Service Switching Point SSP contains the SSF - The Network Access Point NAP contains the {CCAF, CCF} - The Service Control Point SCP contains the {SCF, SDF} - The ADjunct AD is equivalent to an SCP directly connected to an SSP - An Intelligent Peripherial IP provides resources and contains the SRF - The Service Node SN contains the {SCF, SDF, SRF} - The Service Data Point SDP contains the {SDF} - The SMP, SCEP and SMAP resp contain the SMF, SCEF and SMAF 30

31 Physical Plane Protocol TCAP provides - Dialogue management (equivalent to ROSE) - Interface with SCCP - Structure : Component sublayer, Transaction sublayer TCAP provides the following services to the INAP upper layer - Set of different functional Service Elements SE : Operation-El, Error-El, Result-El - OSI Rose user protocol - INAP data services defined with ASN1 31

32 Le IN : Conclusion Approche conceptuelle fondée sur des plans de modélisation ; Volonté de modéliser le service, indépendamment du réseau support ; Modélisation à l'aide de briques de base : les SIBs. ependant : Il faut noter l'hétérogénéité des SIBs proposés ; Aucune règle ne vient aider à la modélisation de la logique du service (la GSL) et à la décomposition du service, depuis le plan de service jusqu'au plan physique ; L'administration du service (de son comportement) n'est pas prise en compte ; C'est pourquoi d'autres propositions complémentaires sont à étudier : Le modèle de référence ODP (Open Distributed Processing). TINA (Telecommunication Information Networking Architecture); (IN +TMN) 32

33 Le modèle de référence ODP : Overview Le modèle de référence ODP (RM-ODP) propose un cadre conceptuel pour définir l'architecture d'un système informatique réparti dans un environnement d'exécution et de communication a priori hétérogène. Il définit à cet effet un ensemble de points du vue (viewpoints), prescrit des modèles (ou langages) spécifiques à chaque point de vue et identifie des fonctions nécessaires à la réalisation d'applications réparties ouvertes. RM-ODP se décline en 4 parties : la première donne un aperçu général sur le modèle [ ], la seconde définit les concepts élémentaires (concepts de modélisation, d'organisation, etc.) [ ], la troisième spécifie les modèles de point du vue et les fonctions [ ], la quatrième propose une formalisation des langages de point de vue [ ]. 33

34 ODP : les cinq points de vue Le point de vue «Entreprise» Le point de vue «Information» Le point de vue «Traitement (computational)» Le point de vue «Ingénierie» Le point de vue «Technologie» 34

35 Le point de vue «Entreprise» Le modèle d'entreprise propose les concepts nécessaires à l'expression des objectifs des politiques d'un système : Le concept de communauté : ensemble d'objets visant le même objectif Le concept de fédération : communauté de domaines Le langage propose d'autre part les notions : de rôle rempli par les objets d'une communauté d'activités réalisées par le système de politiques qui régissent les interactions entre les objets d'entreprise, la configuration de ces objets, le comportement du système vis-à-vis de Contrats avec l'environnement, etc. 35

36 Le point de vue Information Ce point du vue décrit : Les structures d'information, Les traitements sur ces informations, Les propriétés d'intégrité. Le modèle proposé introduit la notion de schéma de spécification des caractéristiques d'un objet d'information composite. Il distingue : le schéma statique, qui définit l'état et la structure d'un objet d'information à un instant donné le schéma invariant qui définit les prédicats toujours vérifiés le schéma dynamique qui définit les changements d'état autorisés pour un ou plusieurs objets d'information. 36

37 Le point de vue «Traitement» Dans ce point de vue, tout système ou toute application se modélise comme un ensemble d'objets de traitement interagissant (les interactions) à travers des interfaces. Le modèle spécifie par ailleurs des règles précises de liaison entre les objets L'utilisation explicite d'actions de liaison met en œuvre une liaison explicite entre deux objets au moyen d'un objet de liaison (binding object) ; Une interaction entre un objet client et un objet serveur auquel le client n'est pas lié requiert une liaison implicite (à la charge de l'infrastructure). (interrogation) contrôle C.O client invocation serveur C.O C.O client invocation binding object serveur C.O terminaison terminaison liaison implicite liaison explicite 37

38 Le point de vue «Ingénierie» capsule cluster E.O E.O capsule cluster cluster manager stub binder stub binder cluster manager capsule manager protocol channel interceptor protocol capsule manager nucleus node node nucleus Ce point de vue décrit les notions générales nécessaires à la mise en œuvre d'un système ODP, essentiellement les règles qui régissent la mise en œuvre des objets et liaisons du modèle de traitement. Nœud (EO), Capsule, Grappe (cluster), Noyau (nucleus), Canal (talon, lieur, protocole et intercepteur). 38

39 Le point de vue «Technologie» Ce point de vue concerne l'implantation du système sur une infrastructure matérielle et logicielle donnée. Une spécification de technologie spécifie comment doit être réalisée cette implantation dans l'environnement réparti et hétérogène réel 39

40 ODP : Conclusion Conception d applications réparties. Le concepteur obtient un ensemble d'objets répartissables et inter-agissants, avec l'expression de l'ensemble des informations nécessaires Le point de vue «Ingénierie» permet ensuite de prendre en compte ces informations (topologie, répartition, ) pour aboutir à des configurations d'objets, à l'allocation des ressources, à des mécanismes spécifiques d'adaptation, etc. Le point de vue «Technologie» permet enfin l implantation, dans l'environnement réparti et hétérogène réel. 40

41 TINA : une architecture de service Le consortium TINA veut définir une architecture de réseaux d'information de télécommunication. Cette architecture de service définit les concepts, les principes et les règles pour construire, déployer et exploiter des services de télécommunication. TINA-C définit un service de télécommunication comme un ensemble d'objets interagissant dans un environnement de traitement réparti. Il fournit les spécifications des différents objets composant le service. 41

42 TINA : les principes Le modèle des composants de service universel, Core Usage Management Substance Le concept de session. La session d accès La session de communication La session de service 42

43 Le modèle de composant universel Usage U Core C Management M Substance S 43

44 Les sessions session Acces Session session Acces session User Service session Provider Service session User Service session Service session Communication 44

45 TINA : Vue globale 45

46 TINA : Système d information et de communication Composants de service Composants de ressources Composants éléments Système d information et de communication Application TINA DPE Noyau DP Interface Inter-DPE ex: IIOP NCCE Hardware Réseau de transport 46

47 Méthodologie et cycle de vie TINA Cycle de vie du Service Aspects de Gestion Evolutions Définition du service Besoin Construction Conception du Service et développement Spécification et conception des éléments de services. Définition et spécification des aspects non fonctionnels (QoS) Assemblage des éléments de service Développement / Implémentation Déploiement Gestion du Déploiement Composants déployables Insertion / Déploiement Utilisation Gestion du Type de Service Gestion des Instances de Service Instanciation Activation Retrait Gestion du retrait Désactivation 47

48 Les concepts Légende : port connecteur terminateur neud de réseau lien piste 6 classes : Nœud, lien, port, connecteur, terminateur, piste (trail) 48

49 Les niveaux d abstraction N port(n) node(n) connector(n) N-1 node(n-1) connector(n-1) terminator terminator trail(n) port(n-1) 49

50 La récursivité Déclinaison de la QoS Niveau de visibilité Décomposition horizontale 50

51 Caractéristiques du composant distribuable Réutilisabilité Flexibilité Portabilité (en terme de langage, de version de compilateur, de système d exploitation, etc.) Modificabilité (est-ce que le composant peut facilement être modifié). Utilisabilité Interfaces 51

52 Caractéristiques du composant déployable Interopérabilité Distribution Allocation Activation/désactivation Tests Tests de conformité Panne Sécurité 52

53 Un composant déployable O1 O2 Rk S1 S2 Sn t1 tn t2 O3 Rh Rj Gestionnaire du composant déployable Objet gestionnaire Objet de service statique Objet de service dynamique 53

54 Vers le VPSN Intranet Intranet Intranet Niveau Entreprise Niveau VPSN UAP Même machine ou sous-réseau UAP Un bout de l'application Un bout de l'application App App Routeur Routeur App App Un bout de l'application App App VPSN Routeur ISP VAP Internet VAP Niveau VPN Réseau ISP ISP 54

55 Conclusion : Vers l intégration Ingénierie du déploiement sous contraintes de QoS Maîtrise du système d'information du fournisseur Critères Besoins Introduction rapide de services Réutilisabilité Portabilité Interopérabilité Déploiement de services Distribution dynamique Transparence à la répartition Transparence à l'accès aux services Mobilité des objets. Fiabilité des invocations Minimisation des coûts QoS personnalisée SLA statique SLA dynamique Architecture de gestion Intégration : - Statique, Dynamique - Flexible - Proactive Sécurité Comptabilité Ouverture 55

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