Design of policies management tools for scalable service provisioning in cloud environments

Suwi, Hanan (2019). Design of policies management tools for scalable service provisioning in cloud environments. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Network Function Virtualization (NFV) is a new paradigm that promises communication service providers to offer scalable network services with lower cost and agile deployment. This is achieved by decoupling the network functionality from the physical infrastructure and replace them into software image that can run on top of commodity hardware. NFV encounters many challenges at different levels such as placement, management, and adaptation of resources. For example, any resource placement and chaining strategy should satisfy the service level agreement (SLA) and the pre-defined policies and restrictions, as well as the minimization of several factors including hardware resource utilization, network bandwidth and latency. However, validating the network service policies that could be proposed by many sources (e.g., customers, service provider, etc.) should be considered one of the most and prime steps in service provisioning process. Moreover, when these policies exhibit conflicts and/or redundancies with each other, this entails negative impacts on whole network service and performance degradation. Accordingly, NFV service provisioning process should be passed through three main steps: (1) detect the potential conflicts and redundancies among policies; (2) resolve the potential conflicts and redundancies among policies and validate the service request; (3) find the optimal location to map the network services into the underlying resources while satisfying the SLA and policies. Several approaches proposed over the past few years help to fulfill NFV promises and enable the creation, provisioning and managing of network service in flexible, agile and scalable way. Despite these efforts, there is still room to improve service provisioning in cloud settings. The aim of this work is to propose novel managing tools which add new functionalities to NFV framework. These tools enable to provide a continuous detection of different potential conflicts and redundancies among various types of policies. Moreover, it allows to resolve the detected conflicts and redundancies in fully automated way without network administrator assistance. Yet, it allows to discover the similarity between the new incoming service requests to deploy and network services that have been already deployed while reducing the total service provisioning time by skipping one or more of provisioning process steps. To achieve this aim, this work is divided into two complementary research tracks. The first track proposes a novel mechanism for the detection and resolution of conflicts and redundancies among policies, while the second track enables finding the similarity between network services to reduce total service provisioning time.

Titre traduit

Conception des outils de gestion des politiques réseaux pour un approvisionnement scalable des services dans des environnements bases sur le cloud

Résumé traduit

La virtualisation des fonctions réseau (NFV) est un nouveau paradigme qui permet aux fournisseurs de services de communication de proposer des services réseau scalables à moindre coût et avec un déploiement plus agile. Ceci est assuré en dissociant les fonctions réseau de l’infrastructure physique, en les remplaçant par des composants logiciels pouvant s’exécuter sur du matériel physique dédié. NFV encontre de nombreux défis à différents niveaux, tels que le placement des fonctions réseaux ou la gestion et l’adaptation des ressources. En effet, toute stratégie de placement et de routage des fonctions réseaux virtuelles doit respecter les conditions de service, les politiques et restrictions prédéfinies par le client, ainsi que les facteurs relatifs aux ressources disponibles au niveau de l’infrastructure physique du fournisseur tels que la bande passante du réseau, la latence le CPU ... Toutefois, la validation des stratégies de service réseau -pouvant être proposées par différentes parties prenantes (clients, fournisseurs de services, etc.) - doit être envisagée en priorité au cours du processus d’approvisionnement des services. En outre, lorsque ces stratégies présentent des conflits et / ou des redondances entre elles, cela entraîne des conséquences négatives sur l’ensemble du service réseau et une dégradation des performances. En conséquence, le processus d’approvisionnement des services NFV devrait passer par trois étapes principales: 1) détecter les conflits potentiels et les redondances entre les politiques réseaux; 2) résoudre les conflits potentiels et les redondances entre les stratégies et valider les demandes de service; 3) trouver l’emplacement optimal pour mapper les services réseau sur les ressources physiques sous-jacentes tout en satisfaisant le contrat de niveau de service et les politiques spécifiées. Plusieurs approches proposées au cours des dernières années tentent d’assurer les promesses du NFV et permettent la création, l’approvisionnement et la gestion de services réseau de manière flexible, agile et scalable. Mais malgré ces efforts, il est toujours possible d’améliorer les méthodes d’approvisionnement des services dans des environnements virtualisés. Le but de ce travail est de proposer de nouvelles techniques de gestion qui ajoutent de nouvelles fonctionnalités au Framework NFV. Notre proposition permet de détecter les différents conflits potentiels et redondances entre l’ensemble des politiques réseaux et ce de manière continue. De plus, elle permet de résoudre les conflits et les redondances détectées de manière entièrement automatisée et ne requiert pas l’intervention humaine d’un administrateur réseau. De plus, elle permet de découvrir la similarité entre les nouvelles demandes de service entrantes et les services réseau précédemment déployés dans le but de réduire le temps de provisionnement total des services en ignorant une ou plusieurs étapes du processus intégral. Pour atteindre cet objectif, ce travail est divisé en deux volets de recherche complémentaires. La première partie propose un nouveau mécanisme pour la détection et la résolution des conflits et des redondances entre les politiques réseaux, tandis que la deuxième permet de détecter les similarités entre les services réseau (SFC) afin de réduire le temps total de provisionnement des services demandés.

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". Comprend des références bibliographiques (pages 97-100).
Mots-clés libres:	virtualisation des fonctions réseau, apolitique d’affinité, politique anti-affinité, détection de conflit, similarité, apprentissage-machine
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Kara, Nadjia
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt:	11 févr. 2025 20:38
Dernière modification:	11 févr. 2025 20:38
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2443

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