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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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