Description et regroupement de ressources pour les réseaux virtuels

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1 École nationale d ingénieurs de Sfax Description et regroupement de ressources pour les réseaux virtuels Houssem Medhioub M. Mohamed Jmaiel Président M. Slim Kanoun Membre M. Maher Ben Jemaa Encadreur M. Djamal Zeghlache M. Wajdi Louati Encadreur Encadreur 30 septembre 2009

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3 Plan Contexte & objectifs La virtualisation des réseaux La description des ressources d un réseau Le regroupement des descriptions des ressources Conclusion & perspectives 30/09/2009 3

4 Contexte (1) L Internet actuel est basé sur une architecture définie au cours des années 60. Communication point à point, simple échange d s un nombre restreint de nœuds Évolution des besoins WEB 2.0 Voix IP Video Streaming Internet des choses Grille & Cloud Computing Cette architecture peut-elle supporter tous ces besoins? 30/09/2009 4

5 Contexte (2) La virtualisation des réseaux a été proposée récemment comme un des paradigmes clés des architectures réseaux du futur. Virtualisation = Flexibilité 30/09/2009 5

6 Objectifs 1 Maîtriser la virtualisation en générale et celle des réseaux en particulier (les approches théoriques et techniques). Nouveau type de réseau Nouveau processus d approvisionnement/création 2 3 Description des ressources réseau Regroupement des descriptions 30/09/2009 6

7 Plan Contexte & objectifs La virtualisation des réseaux La description des ressources d un réseau Le regroupement des descriptions des ressources Conclusion & perspectives 30/09/2009 7

8 La virtualisation des réseaux (1) Sécurité Isolation Adaptabilité/Flexibilité Personnalisation Réduction des coûts (Consolidation des ressources, Redimensionnement dynamique ) La virtualisation des réseaux Domaine de recherche en plein essor. 30/09/2009 8

9 La virtualisation des réseaux (2) La plateforme utilisée Fonctionnement/migration des machines virtuelles 8 serveurs physiques >80 machines virtuelles (VMs) ayant chacune publiques 30/09/2009 9

10 La virtualisation des réseaux (3) Les ressources réseaux (routeur, switch ) se basent sur: ASIC / FPGA GPP(General Purpose Processor) Performance Flexibilité/Évolution Mais, les nouvelles architectures à base de GPP x86 sont plus performantes. Il y a des évolutions révolutions au niveaux matériels (ex. architecture Intel Nehalem). De plus en plus de ressources réseaux logicielles à base de GPP (ex. Vyatta, Cisco Nexus 1000v ). 30/09/

11 La virtualisation des réseaux (4) Nouveaux acteurs: 1. Fournisseur d infrastructure 2. Fournisseur du réseau virtuel 3. Utilisateur du réseau virtuel Les relations entre les acteurs d un réseau virtuel 30/09/

12 La virtualisation des réseaux (5) Processus d approvisionnement d un réseau virtuel 30/09/

13 Plan Contexte & objectifs La virtualisation des réseaux La description des ressources d un réseau Le regroupement des descriptions des ressources Conclusion & perspectives 30/09/

14 La description des réseaux(1) Il existe plusieurs spécifications et langages pour décrire les réseaux. NDL VXDL SDL cnis NM NML 30/09/

15 La description des réseaux(1) Il existe plusieurs spécifications et langages pour décrire les réseaux. NDL VXDL SDL cnis NM NML 30/09/

16 La description des réseaux(2) Une nouvelle spécification (Diagramme UML) L interopérabilité Extensibilité Flexibilité Sémantique La spécification (XML Schema) Fichier de description (XML) 30/09/

17 La description des réseaux(3) La génération des fichiers XML de description peut se faire de deux façons: API-Java GUI API Java GUI Fichier de description (XML) 30/09/

18 La description des réseaux(4) Filtrage avec XSLT Tout un système avec plus que 5 milles lignes de code Processus de génération des fichiers de description 30/09/

19 Plan Contexte & objectifs La virtualisation des réseaux La description des ressources d un réseau Le regroupement des descriptions des ressources (Clustering) Conclusion & perspectives 30/09/

20 Regroupement des descriptions(1) Des fichiers de descriptions (Un grand nombre de fichiers) Problème de passage à l échelle Processus d approvisionnement d un réseau virtuel Faciliter + Simplifier Un dendrogramme (une ensemble de groupes classifiés et utilisés par les autres étapes du processus d approvisionnement) 30/09/

21 Regroupement des descriptions(2) Il existe plusieurs approches/techniques de regroupement (Clustering): Clustering en partition ou hiérarchique Clustering complet ou partiel Clustering flou Clustering incrémental Clustering conceptuel Clustering partitionnel et hiérarchique 30/09/

22 Regroupement des descriptions(3) Plusieurs contraintes sont liées à l opération de regroupement dans le contexte des ressources virtuelles d un réseau: Le nombre de groupe à créer est non défini à l avance Les descriptions des ressources réseaux peuvent être incomplètes Un grand nombre de ressources Ajout et modification des descriptions dynamiques Avoir une description conceptuelle conjonctive (attribut=valeur) Le critère de similarité entre les groupes est un choix crucial dans l opération de regroupement, parmi ces critères: Liaisons métriques: distance simple, complète, moyenne Liaisons heuristique (Probabilité: Gaussien, Bernouilli ) [ex. COBWEB] Critère spécifique: LEF [ex. Cluster/3] 30/09/

23 Regroupement des descriptions(4) Une nouvelle approche /algorithme de clustering (nommé HCC4ND): Hiérarchique, Conceptuel et incrémental basé sur un nouveau critère de similarité dédié au contexte des ressources d un réseau virtuel. Le nouveau critère de similarité (AW-FA) se base sûr: 1. Le poids des attributs (AW- Attribute Weight) 2. La fréquence d apparition des attributs (FA-Frequency of appearance) Algorithme Représentation Conjonctive Critère de Similarité Incrémental Ajout/suppression dynamique Montée en charge COBWEB probabilité Cluster/3 LEF HCC4ND AW-FA Comparaison entre COBWEB, Cluster/3 et HCC4ND 30/09/

24 Regroupement des descriptions(5) Un traitement intensif sur les fichiers XML des descriptions des ressources réseaux. Un grand nombre de fichiers XML. Pour manipuler les fichiers, soit: Parcourir les fichiers un à un Utiliser un SGBD relationnel Utiliser un SGBD XML Native (Indexation) Processus de regroupement (Clustering) 30/09/

25 Regroupement des descriptions(6) Le nouvel algorithme a été Implémenté + Testé + Évalué A base de Threads Les différentes types de requête à exécuter sur le dendrogramme Variation du temps de réponse des requêtes Les approches théoriques ont été vérifiées. 30/09/

26 Plan Contexte & objectifs La virtualisation des réseaux La description des ressources d un réseau Le regroupement des description des ressources Conclusion & perspectives 30/09/

27 Conclusion Une plateforme virtualisée et fonctionnelle Une nouvelle spécification de description des ressources virtuelles d un réseau. Un nouvel algorithme de regroupement des descriptions dédiés au domaines des ressources réseau. Un nouveau processus d approvisionnement. Toute les approches théoriques au niveau de la description et le regroupement ont été testées, évaluées et adoptées par les partenaires dans le projet 4WARD. 30/09/

28 perspectives Déployer nos travaux dans une plate-forme plus performante qui supporte les nouvelles fonctions matérielles dédiées à la virtualisation. Une nouvelle implémentation sémantique de la spécification. Un algorithme de regroupement distribué. Un algorithme de regroupement plus efficace via les techniques de regroupement flou. 30/09/

29 Merci de votre attention 30/09/

30 Techniques de virtualisation 30/09/

31 Virtualisation 30/09/

32 Interfaces physique vs virtuelle 30/09/

33 Sécurité - Virtualisation 30/09/

34 Cloud Networking 30/09/