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Sujet : 'NetVirt' : la virtualisation des réseaux; l'implémentation d’un mécanisme d’accélération de trafic, et l’ajout de la reconnaissance des types de flux à ce mécanisme.
Organisme : Laboratoire de recherche LTIR (Laboratoire de Téléinformatique et de Réseau).
Ecole : UQAM.
Résumé :
Le présent mémoire est
une synthèse de mon projet de fin d’études effectué au sein du Laboratoire de
Téléinformatique et Réseaux (LTIR) de l’Université de Québec à Montréal (UQAM).
Mon projet de fin
d’études s’inscrit dans le cadre d’un programme de recherche nommé 'NetVirt'
mené par LTIR. Ce programme s’intéresse à la virtualisation des réseaux. Il
comporte plusieurs projets dont le programme d’accélération de trafic.
Mon travail consiste à
l'implémentation d’un mécanisme d’accélération de trafic, et l’ajout de la
reconnaissance des types de flux à ce mécanisme. La mise en place de ce
programme, nécessite non seulement une connaissance approfondie de
l’architecture de processeur réseau de netronome, mais aussi la prise en main
des outils de développement qui sont le C, Assembleur, JAVA et Script Linux,
ainsi qu’une bonne maîtrise des protocoles réseau.
Introduction général :
L’idée derrière le SDN
est de placer l’intelligence à l’extérieur de Hardware réseaux.L’idée n’est pas
récente. Revenons un peu en arrière, le stockage des données se fait sur une
machine qui contient tous : les fichiers de configurations, le système
d’exploitation et enfin les données. Une erreur dans un bloc soit dans les
fichiers de configuration ou dans le système pourrait endommager tout voire
perdre les données. Maintenant tout le monde utilise des SAN 'Storage Area
Network' les serveurs physiques qui stockent les données ont été séparé de
système de management. Aussi et dans la virtualisation les Machines Virtuelles
sont installées sur le m ˆme Hardware, un problème comme la rupture de courant
électrique sur une machine ou la perte d’un fichier de configuration entraînera
un blocage de service. Maintenant les Machines Virtuelles ne dépendent plus de
la machine physique ou elles sont exécutées, une VM peut changer le Hardware
qui l’exécute à chaque instant.
Ce processus de
séparer l’intelligence de Hardware était intéressant et à participer dans
l’amélioration de monde de l’IT. Le problème est que les équipements réseaux
n’ont pas évolués de la même façon. Les routeurs, les Switches ont certainement
évolué au niveau de fonctionnalité, ils supportent plus de bande passante,
offre des mécanismes de contrôl de la Qos Qualité de service, plus de sécurité
par des ACL-Access List-, plus de rapidité de traitement, prévision des
attaques par des algorithmes de DPI-Deep Packet Inspection-. Mais leur
architecture reste invariable et constante. Les vendeurs ont toujours des systèmes
d'exploitations fermés et prioritaires, certes plus puissant et plus optimisé
qu'avant mais n'offre pas une flexibilité au programmeur et administrateur
réseaux pour tester des nouvelles fonctionnalités. Avec l’arrivé de
SDN-Software Defined Network- ou bien les réseaux programmables, on peut faire
en réseaux ce qu’on a déjà fait pour les centres de données, la séparation de
l’intelligence des Hardware rend son architecture plus facile et controlable,
par exemple en ajoutant une application aux contrôleurs on peut ajouter à une
switch l’option pour supporter les ACL ou bien des nouveaux paramètres de
Qos.
L’implémentation des
applications sur le processeur réseau de Netronome nfp-3200 demande un certain
niveau d’expertise de la part du développeur, tant sur le plan des
connaissances en réseaux et le large champ des protocoles, que sur la
programmation des processeurs réseaux et en particulier celui de Netronome.
L’aptitude de pouvoir manipuler les architectures internes des processeurs
ainsi que les structures de recherches et les algorithmes qui vont avec (un
certain nombre d’algorithmes de recherche et de classification par exemple) est
aussi un élément essentiel.
Durant mon stage j’ai
travaillé sur le processeur réseau nfp-3200 de netronome, ma mission était
l’implémentation d’un programme d’accélération de trafic à base des états
éphémères.
L’architecture de ce
programme était proposée par Mr. Omar Cherkaoui et Mr. Ilyas Snaiki.
Ce mémoire du projet
de fin d’études est structuré comme suit :
La première partie de
ce mémoire intitulée SDN, présente cette nouvelle architecture ainsi que
l’OpenFlow comme Protocol.
La deuxième partie
décrit l’architecture du processeur réseau nfp-3200 de netronome et les notions
de la programmation réseau sur ce processeur.
La troisième partie
détaille l’architecture du programme et son implémentation.
La quatrième partie
traite les tests de performance et de validité de programme
d’accélération .
Une bibliographie est
présentée en complément pour lister les sources de documentation pour nos
travaux.
================Mots Clés ================
OpenFlow, Processeur
Réseau, HASH MATCH TABLE(HMT), TCAM.
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