Distributing connectivity management in Cloud-Edge infrastructures using SDN-based approaches - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2021

Distributing connectivity management in Cloud-Edge infrastructures using SDN-based approaches

Gestion distribuée d'un service de connectivité pour une infrastructures Cloud-Edge à partir des approches SDN

Abstract

The evolution of the cloud computing paradigm in the last decade has amplified the access of on-demand services (economical attractive, easy-to-use manner, etc.). However, the current model built upon a few large datacenters (DC) may not be suited to guarantee the needs of new use cases, no-tably the boom of the Internet of Things (IoT). To better respond to the new requirements (in terms of delay, traffic, etc.), compute and storage resources should be deployed closer to the end-user. In the case of telecommunication operators, the network Point of Presence (PoP), which they have always operated, can be inexpensively extended to host these resources. The question is then how to manage such a massively Distributed Cloud Infrastructure (DCI) to provide end-users the same services that made the current cloud computing model so successful. In this thesis realized in an industrial context with Orange Labs, we study the inter-site connectivity management issue in DCIs leveraging the Software Defined Networking (SDN) principles. More in detail, we analyze the problems and limitations related to centralized management, and then, we investigate the challenges related to distributed connectivity management in DCIs. We provide an analysis of major SDN controllers indicating whether they are able or not to answer the DCI challenges in their respective contexts. Based on this detailed study, which is a first contribution on its own, we propose the DIMINET solution, a service in charge of providing on-demand connectivity for multiple sites. DIMINET leverages a logically and physically distributed architecture where instances collaborate on-demand and with minimal traffic exchange to provide inter-site connectivity management. The lessons learned during this study allows usto propose the premises of a generalization in order to be able to distribute in a non-intrusive manner anservice in a DCI.
L’évolution du paradigme d’Informatique en nuage au cours de la dernière décennie a permis de démocratiser les services à la demande de manière significative (plus simple d’accès, économiquement attrayant, etc.). Cependant, le modèle actuel construit autour de quelques centres de données de très grande taille ne permettra pas de répondre aux besoins des nouveaux usages liés notamment à l’essor de l’Internet des Objets. Pour mieux répondre à ces nouvelles exigences (en termes de latence, volumétrie, etc.), les ressources de calculs et de stockages doivent être déployées à proximité de l’utilisateur. Dans le cas des opérateurs de télécommunications, les points de présence réseau qu’ils opèrent depuis toujours peuvent être étendus à moindre coût pour héberger ces ressources. La question devient alors : comment gérer une telle infrastructure nativement géo-distribuée (référencée dans le manuscrit sous l’acronyme DCI pour Distributed Cloud Infrastructure) afin d’offrir aux utilisateurs finaux les mêmes services qui ont fait le succès du modèle actuel d’Informatique en nuage. Dans cette thèse réalisée dans un contexte industriel avec Orange Labs, nous étudions le problème de la gestion distribuée de la connectivité entre plusieurs sites d’une DCI et proposons d’y répondre en utilisant les principes des réseaux définis par logiciel (connus sous les termes "Software Defined Network"). De manière plus précise, nous rappelons les problèmes et les limitations concernant la gestion centralisée, et ensuite, examinons les défis pour aller vers un modèle distribué, notamment pour les services liés à la virtualisation réseaux. Nous fournissons une analyse des principaux contrôleurs SDN distribués en indiquant s’ils sont capables ou non de répondre aux défis des DCIs. Sur cette étude détaillée, qui est une première contribution en soi, nous proposons la solution DIMINET, un service en charge de fournir une connectivité à la demande entre plu-sieurs sites. DIMINET s’appuie sur une architecture distribuée où les instances collaborent entre elles à la demande et avec un échange de trafic minimal pour assurer la gestion de la connectivité. Les leçons apprises durant cette étude nous permettent de proposer les prémisses d’une généralisation afin de pouvoir ”distribuer” d’une manière non intrusive n’importe quels services en charge de gérer une infrastructure géo-distribuée.
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Dates and versions

tel-03394285 , version 1 (22-10-2021)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03394285 , version 1

Cite

David Espinel Sarmiento. Distributing connectivity management in Cloud-Edge infrastructures using SDN-based approaches. Networking and Internet Architecture [cs.NI]. Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique, 2021. English. ⟨NNT : 2021IMTA0250⟩. ⟨tel-03394285⟩
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