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Cost-aware VNF placement in cloud infrastructures

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Ghrada, Nadir (2018). Cost-aware VNF placement in cloud infrastructures. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

The concept of Network Function Virtualization (NFV) has been introduced as a new paradigm in the recent few years. NFV offers a number of benefits including increased maintainability and reduced deployment overhead.

Several works have been done to optimize deployment (also called embedding) of virtual network functions (VNFs). However, no work to date has looked into optimizing the selection of cloud instances for a given VNF and its specific requirements. Furthermore, none of the existing proposals have addressed VNF placement when multiple instances are required to be provisioned.

In this thesis, we evaluate the performance of VNFs when embedded on different Amazon EC2 cloud instances. Specifically, we evaluate three VNFs (firewall, IDS, and NAT) in terms of arrival packet rate, resources utilization, and packet loss. We then formulate the VNF placement and chaining using integer linear program (ILP) and propose two heuristics aiming at minimizing the operational and synchronization costs taking into account the discrepancy of energy costs between the different hosting locations.

Our results indicate that the performance of the VNFs varies across different instance types and that CPU is the critical resource for the tested VNFs. We also show, through extensive simulations, that the two proposed service chain embedding heuristics succeed to efficiently minimize the cloud provider’s operational cost as well as the synchronization cost between VNF instances.

Titre traduit

Placement rentable des chaînes de service réseau dans les infrastructures infonuagiques

Résumé traduit

Le concept de virtualisation des fonctions de réseau (NFV) a été récemment introduit comme un nouveau paradigme qui permet d’offrir un certain nombre d’avantages tels qu’une maintenabilité accrue et une réduction des frais généraux de déploiement des equipements réseau.

Plusieurs travaux ont été réalisés pour optimiser le déploiement des fonctions de réseau virtuel (VNF). Cependant, aucun travail à ce jour n’a cherché à optimiser la sélection des instances de cloud pour un VNF donné et ses besoins spécifiques. De plus, aucune des propositions existantes n’a abordé le placement VNF lorsque plusieurs instances doivent être provisionnées.

Dans ce travail thèse, nous évaluons les performances des fonctions réseau virtuelles (VNFs) lorsqu’elles sont exécutées sur différentes instances du cloud Amazon EC2. Plus précisément, nous évaluons trois VNFs (pare-feu, IDS et NAT) en termes de débit de paquets traités, d’utilisation des ressources et de perte de paquets. Nous formulons ensuite le problème de placement VNF et le chaînage en utilisant un programme linéaire entier (ILP) et nous proposons deux heuristiques visant à minimiser les coûts opérationnels et de synchronisation entre instqnces en tenant compte de la divergence des coûts énergétiques entre les différents sites d’hébergement.

Nos résultats indiquent que les performances des VNFs varient d’un type d’instance à un autre et que le processeur est la ressource critique pour les VNFs testées. Nous montrons également, grâce à des simulations approfondies, que les deux heuristiques de placement de chaînes de services proposées réussissent à minimiser efficacement le coût opérationnel du fournisseur de cloud et le coût de synchronisation entre les instances des VNFs.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment of a master's degree with thesis in information technology engineering". Comprend des références bibliographiques (pages 65-68)
Mots-clés libres: réseaux informatiques, infonuagique, fonctions réseau virtuelles
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Zhani, Mohamed Faten
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie des technologies de l'information
Date de dépôt: 14 nov. 2018 19:21
Dernière modification: 14 nov. 2018 19:21
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2148

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