Processus global du VNE dans un environnement multiCloud

Dans le modèle IaaS, l’intégration des VNRs aux différentes infrastructures Cloud se traduit par une sélection stratégique et minutieuse des serveurs contenus chez les DCs des CPs et des chemins entre ces serveurs hôtes, respectivement pour l’hébergement des VMs demandées par le SP et le routage adéquat des VLs. Dans le modèle de déploiement multiCloud, cette procédure d’intégration des applications se fait hiérarchiquement en trois (3) principales étapes de prises de décision (Zhang et al., 2016a), tel qu’illustré sur la Figure 1.4 :

CP1 Étape 1: Sélection des CPs DC1 CP2 Étape 2: Sélection des DCs CP1 DC2 DC3 DC4 Étape 3: Sélection des serveurs DC3 VNP CP

Figure 1.4 Étapes décisionnelles dans l’intégration des VNRs dans un environnement multi- Cloud

1. Sélection des CPs : La première étape consiste pour le VNP à sélectionner les meilleurs CPs capables de satisfaire les besoins et exigences du SP, tout en réduisant les coûts d’approvisionnement définis précédemment. Les multiples CPs se différencient en termes d’emplacement géographique, de disponibilité des ressources et des services, des types de VMs et VLs offerts et de leur prix d’hébergement. À l’issue du processus de sélection de CPs, les requêtes de services sont réparties entre chaque CP choisi, qui procède à leur tour aux étapes suivantes.

2. Sélection des DCs : Au niveau du CP sélectionné, un processus d’identification des DCs distribués géographiquement est ensuite initié, afin d’héberger les VMs aux emplacements désirés et faire router adéquatement le trafic inter-VMs entre les DCs. Le but pour le CP sera notamment de faciliter l’accès aux services demandés, tout en réduisant les coûts d’exploitation et d’opération dans les DCs, les coûts de trafic et les délais de communication inter-DCs, mais également d’optimiser l’utilisation de l’énergie pour ses équipements. Une fois les DCs sélectionnés, s’en suit la dernière étape de sélection des serveurs hôtes situés au niveau de chacun des DCs choisis.

3. Sélection des serveurs : Cette dernière étape consiste à sélectionner adéquatement les serveurs du DC auxquels assigner les VMs, et à router également le trafic inter-VMs. L’optimisation des coûts d’énergie et d’exploitation des ressources, de même que le respect des exigences en matière de performance et de QdS à fournir au SP, nécessitent à cette étape une utilisation efficace des composantes physiques serveur et réseau, qui peut par ailleurs être facilitée par des mécanismes performants de migration de VMs. Dans ce processus de VNE multiCloud, les étapes de sélection faisant intervenir le VNP et le CP correspondent respectivement au partitionnement des VNRs à travers les CPs de l’environnement multiCloud et à l’hébergement des segments de VNRs dans les réseaux in- traCloud sélectionnés. Les différentes sous-étapes que constituent ces deux phases, ainsi que celles d’une phase supplémentaire de validation du processus global, sont illustrées sur la Figure 1.5 et détaillées dans la suite.

Hébergement intraCloud du segment de VNR Référentiel d informations Soumission d une VNR SP Assignation d un segment de VNR CPi

VNR formulée avec les caractéristiques, demandes de ressources et contraintes de QdS sur les VMs et le trafic inter-VMs Envoi des résultats et des coûts agrégés du processus de VNE multiCloud 8 Collecte et sélection de données 1 2 4 Liaisons InterCloud CPj 3 4 5 5 Hébergement réussi pour tous

les segments de VNR? 7 Oui Non Échec du processus Succès du processus Établissement des connexions interCloud VNP Connexions interCloud réussies? Non Oui Phase d hébergement Phase de partitionnement Phase de validation Publication de certaines données sur les ressources

disponibles et leurs coûts

Partitionnement multiCloud de la VNR Assignation d un segment de VNR Hébergement intraCloud du segment de VNR 6 Envoi des résultats et des coûts d hébergement 6Envoi des résultats et des coûts d hébergement

1.1.6.1 Phase de partitionnement des VNRs

La phase de partitionnement des VNRs est réalisée par le VNP pour le compte du SP suivant les étapes ci-dessous :

1. Le SP soumet au VNP une VNR (constituée d’un ensemble de VMs interconnectées par des VLs), accompagnée des besoins en ressources nécessaires pour la performance du service demandé (puissance de calcul, mémoire, stockage, bande passante, etc.), ainsi que des contraintes de QdS (localisation géographique, délai de communication inter-VMs maximal, niveau de sécurité, etc.).

2. Le VNP procède ensuite à la collection des données sur les ressources et services pu- bliées par les CPs dans le référentiel d’informations, et fait une première sélection de CPs potentiellement candidats à répondre à certains critères de correspondance de base (type des VMs demandées, environnement de virtualisation, systèmes d’exploita- tion, empreinte géographique, type des VLs, etc.), généralement qualifiés d’attributs fonctionnels de la requête.

3. Dans la plupart des cas, pour pouvoir satisfaire toutes les exigences du SP, le VNP devra répartir, de manière stratégique et optimisée, la requête de service entre les éligibles CPs de l’étape de pré-sélection précédente. À cette fin, le VNP évalue les coûts d’approvisionnement les plus rentables, dépendamment de la disponibilité des ressources offertes par les CPs et de leur prix, tout en considérant les exigences de performance et de QdS spécifiées par le SP. Par la suite, le VNP procède au partition- nement de la VNR en plusieurs segments de requêtes.

4. Chacun des segments de VNRs résultant de la phase stratégique de partitionnement précédente est assigné à chacun des CPs sélectionnés, afin que ces derniers procèdent par la suite à la phase d’hébergement des segments de VNRs dans leur infrastructure intraCloud.

1.1.6.2 Phase d’hébergement des segments de VNRs

La phase d’hébergement des segments de VNRs est réalisée à l’échelle de l’infrastructure intraCloud par le CP, selon les étapes suivantes :

5. Chaque CP recevant un segment de VNR s’adonne à un processus d’hébergement des ressources informatiques et réseautiques demandées dans son infrastructure Cloud. Pour cela, le CP évalue d’abord la demande (ressources requises pour les VMs et les VLs ainsi que les contraintes de QdS associées au segment de VNR reçu), et procède à une collecte d’informations sur l’état de son infrastructure et des applications déjà

hébergées, par l’entremise d’une entité logique de coordonnateur de Cloud. Ce dernier permet d’agréger, à partir de chacun de ses DCs locaux et de son réseau dorsal, des statistiques sur l’utilisation des équipements, l’état des liens de communication, les quantités de ressources disponibles, la durée de vie restante des applications existantes, etc. Le CP opère ensuite un mécanisme optimisé d’assignation des VMs aux DCs et de routage des VLs sur des chemins appropriés entre les DCs hôtes à travers le réseau dorsal (voir Figure 1.3). L’objectif visé par le CP dans ce mécanisme est de réaliser des profits économiques et énergétiques, d’optimiser l’utilisation des ressources et les capacités de survie de l’infrastructure, et de réduire ainsi les coûts d’exploitation et d’opération sur son réseau intraCloud.

6. À l’issue de l’étape précédente, chaque CP renvoie au VNP les résultats d’hébergement, lui renseignant sur l’acceptation de la demande et des coûts induits, ou du rejet de la demande.

1.1.6.3 Phase de validation du processus

La phase de validation se fait dans les deux dernières étapes suivantes :

7. La VNP analyse chacun des résultats envoyés par les CPs. Dans le cas où un des CPs rejette la demande partielle qui lui a été assignée, le VNP considère l’ensemble du processus de VNE échoué. Dans le cas contraire, il procèdera à présent à la mise en connexion des différents segments de requêtes hébergés, via des réseaux d’accès et de transit, afin faire router le trafic inter-CPs sur des liaisons interCloud appropriées. 8. À l’issue de la validation de tout le processus du VNE multiCloud, l’ensemble des

résultats de l’intégration de la VNR dans le multiCloud, incluant les coûts d’approvi- sionnement de ressources et services intraCloud et interCloud, est acheminé au niveau du SP.

Les concepts de base permettant de mieux cerner le contexte de la thèse étant définis, nous allons à présent analyser les éléments relatifs à la problématique du VNE dans un envi- ronnement multiCloud, plus particulièrement au niveau de la phase de partitionnement des requêtes où le VNP doit s’adonner à une sélection stratégique des CPs.