Les réseaux SDN et NFV : Un nouvel élan et une nouvelle opportunité pour la tomographie en réseaux

Le concept de découpage du réseau « slicing » promet une flexibilité et une autonomie importantes pour la gestion des ressources.
Grâce à ses principales caractéristiques, qui s'appuient essentiellement sur les technologies NFV et SDN, les nouveaux services de communication peuvent être conçus et déployés beaucoup plus rapidement qu'auparavant.
Cependant, le maintien du niveau nécessaire de fiabilité reste un problème majeur. L'une de ses conséquences est que la surveillance de l'infrastructure réseau dédiée à cette classe de services est un défi essentiel, défi que nous abordons dans cette thèse via l'utilisation des techniques de tomographie.

La tomographie étudie l'inférence des performances du réseau interne à partir de mesures externes. Nous étudions, entre autre, son application dans le contexte du slicing et des réseaux virtuels.

Tout d'abord, nous présentons l'algorithme d'échantillonnage évolutif (ESA) comme un outil permettant d'inférer des métriques de nœuds ou de liens (dites « cachés », c'est-à-dire, intérieures) à partir des mesures de bout en bout, en suivant une approche de type algorithme génétique. Il améliore la précision et le temps de calcul des solutions existantes basées sur l'algorithme espérance-maximisation~(EM).

Ensuite, nous utilisons une architecture de réseau neuronal entraîné comme outil d'inférence pour traiter le même problème.
Le modèle apprend avec un petit volume de données simulées ce qui permet de le répéter rapidement en fonction des mises à jour du réseau.

Deuxièmement, nous avons abordé le problème de placement des moniteurs.
Nous avons étudié un cas particulier où seulement des cycles sont utilisés. La motivation de ce choix est d'éviter les contraintes liées à la synchronisation entre les nœuds. La programmabilité du réseau offerte par le SDN permet le déploiement de ce type de chemin personnalisé. Cette problématique est formulée comme un problème de couverture d'ensemble et nous avons proposé deux approches pour le résoudre, un algorithme optimal et une autre heuristique.

Enfin, nous avons étudié le problème de la détection d'anomalies dans les réseaux NFV. Nous appliquons les principes de la tomographie booléenne, où chaque nœud ne peut avoir que deux états : opérationnel ou défaillant.
Nous donnons des conditions nécessaires et suffisantes sur la topologie, plus une stratégie de sondage qui garantissent la localisation d'une limite maximale fixe de nœuds simultanément défaillants.

Mots clés : SDN, NFV, Surveillance des réseaux, Tomographie des réseaux, Détection d'anomalies