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Theses Year : 2021

Distributed and trustable SDN-NFV-enabled network emulation on testbeds and cloud infrastructures

Emulation fiable et distribuée de réseaux virtualisés et programmables sur bancs de test et infrastructures cloud

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Abstract

In recent years, there have been multiple enhancements in virtualization technologies, cloud computing, and network programmability. The emergence of concepts like Software Defined Networking (SDN) and Network Function Virtualization (NFV) are changing the way the Internet Service Providers manage their services. In parallel, the last decade witnessed the rise of secure public cloud platforms like Amazon AWS and Microsoft Azure. These new concepts lead to cost reductions and fast innovation, driving the adoption of these paradigms by the industry. All these changes also bring new challenges. Networks have become huge and complex while providing different kinds of services. Testing them is increasingly complicated and resource-intensive. To tackle this issues, we propose a new tool that combines emulation technologies and optimization techniques to distribute SDN/NFV experiments in private test-beds and public cloud platforms. Cloud providers, in general, deliver specific metrics to the users in terms of CPU and memory resources for the services they propose, but they tend to give a high-level overview for the network delay, without any specific value. This is a problem when deploying a delay-sensitive application in the cloud, since the users do not have any precise data about the delay. We propose a testing framework to monitor the network delay between multiple datacenters in the cloud infrastructures. Finally, in the context of SDN/NFV networks, we exploit the SDN centralized logic to implement an optimal routing strategy in case of multiple link failures in the network. We also created a test-bed environment to validate our proposition in different network topologies.
De nombreux progrès ont eu lieu ces dernières années dans les domaines de la virtualisation, l’informatique en nuage et la programmation des fonctions réseau. L’essor des concepts tels que Software Defined Networking (SDN) et Network Function Virtualization (NFV) a largement modifié la manière dont les fournisseurs de services Internet gèrent leurs offres. Parallèlement, au cours de la dernière décennie, les plateformes sécurisées de Cloud publiques telles que Amazon AWS ou Microsoft Azure sont devenues des acteurs incontournables de la scène. Ces nouveaux concepts permettent des réductions de couts et une plus grande rapidité d’innovation, ce qui a conduit à l’adoption de ces paradigmes par l’industrie. Tous ces changements apportent également leur lot de nouveaux défis. Tout en étant devenus tentaculaires et complexes, ces réseaux offrent une plus grande diversité de services: les tester devient ainsi de plus en plus compliqué, tout en nécessitant beaucoup de ressources. Pour résoudre ce problème, nous proposons un nouvel outil qui combine les technologies d’émulation et les techniques d’optimisation afin de distribuer les simulations SDN/NFV dans des bancs de test privés et des plateformes de Cloud publiques. Par ailleurs, les fournisseurs de Cloud proposent en général aux utilisateurs des métriques spécifiques en termes de CPU et de ressources mémoire afin de caractériser leurs services, mais ont tendance à présenter une vue d’ensemble de haut niveau du délai maximum engendré par le réseau, sans aucune valeur spécifique. Ceci peut constituer un problème lorsqu’il s’agit de déployer des applications sensibles au délai dans le Cloud, car les utilisateurs n’ont pas de données précises sur ce sujet. Nous proposons un cadre de test pour surveiller le délai engendré par le réseau entre plusieurs centres de données des infrastructures Cloud. Enfin, dans le contexte des réseaux SDN/NFV, nous exploitons la logique centralisée SDN pour implémenter une stratégie optimale de routage en cas de défaillances multiples des liens dans le réseau. Un environnement de banc de test a également été créé afin de valider nos propositions pour différentes topologies de réseau.
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Dates and versions

tel-03343533 , version 1 (14-09-2021)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03343533 , version 1

Cite

Giuseppe Di Lena. Distributed and trustable SDN-NFV-enabled network emulation on testbeds and cloud infrastructures. Networking and Internet Architecture [cs.NI]. Université Côte d'Azur, 2021. English. ⟨NNT : 2021COAZ4028⟩. ⟨tel-03343533⟩
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