Direction de recherche : Serge FDIDA

Optimisation de l'Allocation des Ressources dans les Réseaux d'Infrastructure basés sur la Virtualisation des Fonctions Réseau

Les prestataires de service réseau doivent faire face à la demande croissante des besoins des utilisateurs, en particulier vers une plus grande fléxibilité et toujours plus de capacité. La "softwerisation" et la "cloudification" des composants du réseau offrent une solution prometteuse pour obtenir l'agilité nécessaire afin de répondre dynamiquement à l'exigence au niveau de la consommation des ressources. Cette vision se traduit par le déploiement de la Virtualisation des Fonctions Réseau (NFV) où les Fonctions de Réseau Virtuels (VNFs) peuvent être associées pour créer des services réseau. Cette thèse étudie la problématique de l'allocation de ressources dans un système NFV afin de minimiser son coût sous contraintes sur l'interconnectivité entre les VNF, les ressources du système et les exigences de service. La principale considération est la réduction du coût global du déploiement en ressources informatiques. Nous étudions également d'autres objectifs à satisfaire tels que la migration des fonctions réseau et la gestion de la congestion. Notre premier objectif est d'augmenter notre compréhension de la performance d'un système NFV en étudiant le placement et le routage des fonctions réseau. Nous formalisons le problème dans une approche globale en tenant compte d'un large ensemble de paramètres pertinents. Nous prendrons en compte les cas statiques (Hors Ligne) et dynamiques (En Ligne) du problème. Nous proposons et analysons trois algorithmes heuristiques: deux sont conçus pour traiter de grandes dimensions du scenario "Hors Ligne" et le dernier est conçu pour résoudre le scénario "En Ligne". Les résultats montrent que notre solution surpasse l'état de l'art par rapport à l'indicateur de performance critique. Nous évaluons également l'impact de la migration d'une série de demandes simultanées et proposons une technique de migration simple pour ce système dynamique. A la lumière de ces premiers résultats, nous étendons notre étude afin d'améliorer l'efficacité de notre solution en proposant un modèle plus simple. La seconde partie de notre étude se concentre sur l'optimisation de l'utilisation des ressources d'un système NFV. La principale distinction est que nous pouvons appliquer le modèle à un système dynamique avec de grandes instances. De plus, nous fournissons également une méthode originale pour engendrer de fortes inégalités afin d'améliorer la résolution de la programmation linéaire (LP) dans un espace de dimansion supérieur. Les résultats obtenus n'améliorent pas seulement le modèle, mais promettent aussi de pouvoir être utiliser efficacement dans d'autres modèles. Une troisième contribution de notre travail concerne le problème de routage dans NFV. En effet, une évolution importante des besoins des utilisateurs est représentée par la demande d'accès croissante aux ressources réseau, de stockage et de calcul afin de combiner dynamiquement le niveau de consommation de ressources avec leurs besoins de service. Par conséquent, nous nous intéressons au routage efficace d'une demande utilisateur à travers les noeuds qui traitent les fonctions impliquées dans une chaîne de services donnée. Nous proposons une formulation originale de ce problème basée sur la construction d'un réseau étendu. Nous formulons une solution mathématique exacte et proposons plusieurs algorithmes approximatifs tenant compte les principaux paramètres du système. Nous concluosn en soulignant les contributions principales de notre travail et proposons quelques pistes pour des travaux futurs.

Publications 2017-2019

• 2019
  • Th. Nguyen, A. Girard, C. Rosenberg, S. Fdida : “Routing via Functions in Virtual Networks: The Curse of Choices”, IEEE/ACM Transactions on Networking, vol. 27 (3), pp. 1192-1205, (IEEE/ACM) (2019)
  • T. Nguyen, Ph. MARTINS, V. Nguyen, T. Mai Trang Nguyen : “A new analytical model for the performance evaluation of the uplink transmission in NB-IoT networks”, 2018 IEEE 88^th Vehicular Technology Conference (VTC-Fall), Chicago, IL, United States, pp. 1-5, (IEEE), (ISBN: 978-1-5386-6358-5) (2019)
  • Th. Nguyen, M. Minoux, S. Fdida : “Optimizing resource utilization in NFV dynamic systems: New exact and heuristic approaches”, Computer Networks, vol. 148, pp. 129-141, (Elsevier) (2019)
• 2017
  • Th. Nguyen : “Optimisation de l’Allocation des Ressources dans les Réseaux d’Infrastructure basés sur la Virtualisation des Fonctions Réseau”, soutenance de thèse, soutenance 07/12/2017, direction de recherche Fdida, Serge (2017)
  • Th. Nguyen, S. Fdida, T.‑M. Pham : “A Comprehensive Resource Management and Placement for Network Function Virtualization”, The 3^rd IEEE Conference on Network Softwarization (IEEE NetSoft 2017), Bologna, Italy (2017)