La qualité de service au niveau iaas: vers l'utilisation du concept software-defined networking (SDN)

REPUBLIQUE DU SENEGAL

Université Amadou Hampâté-Bâ de Dakar

Faculté des Sciences Et Technologies de l'Information et de la Communication.

Mémoire de Master

Option : Informatique

Sujet :

La qualité de service au niveau IaaS: Vers l'utilisation du concept Software- Defined Networking (SDN)

Réalisé et Présenté par:

Kodzo Mawuessénam PARKOO

Sous l'encadrement de :

Bamba Gueye

Remerciements

Gloire à DIEU dans les lieux très hauts, et paix sur la terre parmi les hommes qu'il agrée !

En début de ce mémoire, je souhaiterais adresser mes remerciements les plus sincères aux personnes qui m'ont apporté leur aide, qui ont contribué à l'élaboration de ce mémoire ainsi qu'à la réussite de cette année universitaire assez particulière.

Mes sincères remerciements à M. Bamba GUEYE Enseignant au Département de Mathématiques et Informatique, Faculté des Sciences et Techniques de l'Université Cheikh Anta Diop de Dakar (UCAD) qui, en tant qu'encadreur, s'est montré inconditionnellement à l'écoute et très disponible tout au long de la réalisation de ce travail. Ces indications, conseils et mis en garde ont permis à ce mémoire de voir le jour. Immense est mon honneur et grande est ma joie d'avoir travaillé sous sa direction.

Ma gratitude aux enseignants du département Sciences Et Technologies de l'Information et de la Communication(STIC) ayant assuré ma formation au cours de cette année scolaire.

Un profond remerciement à mes chers parents qui à tout moments ont été présents de part leurs soutiens financier, moral et spirituel. Une vingtaine de lignes supplémentaires ne sera pas assez pour vous exprimer ma gratitude.

Une pensée particulière à l'endroit de M. et Mme HYDE, pour leur soutiens multiformes, inconditionnels et leur présence.

Mes sincères remerciements aux Mlles Emefa AGBOBLI et Hom-Nack Sika BIRREGAH qui ont été d'un soutien inestimable.

Tous mes remerciements, enfin à tous ceux qui de près ou de loin ont participé à la rédaction de ce document. Que DIEU vous garde et vous protège pour l'éternité.

Résumé.

Suite à l'évolution des besoins sur le réseau informatique, une revalorisation des ressources fut faite. Le résultat espéré ne fut pas atteint à cause du manque de qualité de service.

En 2010, la fondation Openstack, créée pour offrir des services dynamiques dans le monde du Cloud Computing lance le projet OpenStack. D'un autre côté, le projet SDN (Software Defined Network), développé par l'Open Networking Foundation (ONF), créé en 2011, vise à découpler, dans un équipement réseau, la partie plan de données de la partie plan de contrôle. Ces initiatives donneront une nouvelle orientation au réseau et aux services.

Sommaire

Table des figures ii

Liste des tableaux v

Explication des sigles et acronymes vi

Introduction générale 8

Chapitre I. Les motivations du Software-Defined Networking (SDN)............................ 11

1.1. Big Data 11

1.2. Datacenter 14

1.3. Agilité du réseau 22

1.4. Le Cloud Computing 22

1.5. La Qualité de Service 26

Chapitre II. Présentation du Software-Defined Network 28

2.1. Le SDN à travers le temps 28

2.2. Architecture du Software-Defined Networking (SDN) 32

2.3. Les solutions de SDN existantes 54

Chapitre III. Implémentation et test d'une solution Software-Defined Network (SDN) 60

3.1. Présentation d'OpenStack 60

3.2. OpenStack Neutron et le SDN 66

3.3. Présentation de l'architecture du système à mettre en place............... 68

3.4. Installation d' OpenStack 69

3.5. Mise place d'un réseau physique (réel) de SDN: Cas d'entreprise. 103

3.6. Les difficultés rencontrées d'installations d'OpenStack (Expérience utilisateur) 105

Conclusion 106

Table des figures

Figure 1 : Datacenter de Google 2

Figure 2 : Architecture 2-tiers dans un Datacenter 15

Figure 3 : Architecture 3-tiers dans un Datacenter 17

Figure 4 : Présentation du Cloud Computing 23

Figure 5 : Présentation de l'architecture traditionnelle et vue du SDN. Découplement du plan logique et matériel [32]. 29

Figure 6 : Architecture SDN. Présentation en plan, en couche et du système. [37] 31

Figure 7 : Architecture ForCES 37

Figure 8 : Architecture OpenFlow. La communication entre le contrôleur et les dispositifs de transmission via le protocole OpenFlow [32]. 38

Figure 9 : Omniswitch 10 000 d'Alcatel Lucent 46

Figure 10 : Commutateurs HP 12500 47

Figure 11 : Switch vituel Nexus 1000v 48

Figure 12 : Juniper EX-Series Ethernet Switches 49

Figure 13 : Switch FWS 648G 50

Figure 14 : Les composantes de base du Cloud OpenStack [44] 61

Figure 15 : Architecture du plugin ML2 [45] 63

Figure 16 : Disposition du SDN dans OpenStack 64

Figure 17 : Architecture à simuler lors de la mise en place du réseau SDN 66

Liste des tableaux

Tableau 1 : Tableau comparatif des différents contrôleurs 2

Tableau 2 : Tableau comparatif des commutateurs 51

Tableau 3: Comparatif des solutions SDN 57

Tableau 4 : Les différentes versions d'OpenStack 59

Tableau 5 : Estimation financière de la mise en place d'une solution SDN 102

Explication des sigles et acronymes

Amazon : Amazon.com Inc. est une entreprise de commerce électronique américaine basée à Seattle. Sa spécialité la plus connue est la vente de livres, mais elle est diversifiée dans d'autres produits, notamment dans la vente de tous types de produits culturels : disques CD, musique en téléchargement, DVD, appareils photos numériques, informatique et dans l'équipement de la maison, etc.

PRISM : PRISM, également appelé US-984XN1, est un programme américain de surveillance électronique par la collecte de renseignements à partir d'Internet et d'autres fournisseurs de services électroniques. Ce programme classé, relevant de la National Security Agency (NSA), prévoit le ciblage de personnes vivant hors des États-Unis. PRISM est supervisé par la United States Foreign Intelligence Surveillance Court (FISC).

NSA : National Security Agency- NSA (Agence nationale de la sécurité) est un organisme gouvernemental du département de la Défense des États-Unis, responsable du renseignement d'origine électromagnétique et de la sécurité des systèmes d'information et de traitement des données du gouvernement américain.

PME : Les petites et les moyennes entreprises sont des entreprises dont la taille, définie à partir du nombre d'employés, du bilan ou du chiffre d'affaires, ne dépasse pas certaines limites ; les définitions de ces limites diffèrent selon le ou les pays.

UPS : Une alimentation sans interruption (ASI), alimentation statique sans coupure, en anglais (Uninterruptible power supply ou UPS) ou, du nom d'un de ses composants, l'onduleur (en anglais Inverter), est un dispositif de l'électronique de puissance qui permet de fournir un courant alternatif stable et dépourvu de coupure ou de micro-coupure, quoi qu'il se produise sur le réseau électrique. [5]

UTP : Une paire torsadée est une ligne de transmission formée de deux fils conducteurs enroulés en hélice l'un autour de l'autre. Cette configuration a pour but de maintenir précisément la distance entre les fils et de diminuer la diaphonie.

EITF : L'Internet Engineering Task Force (IETF) est le premier organisme de normalisation technique de l'Internet au monde. Il rassemble une immense communauté internationale ouverte d'architectes de réseaux, d'opérateurs, de fournisseurs et de chercheurs, soucieux de l'évolution de l'architecture et du bon fonctionnement de l'Internet.

ATM : Asynchronous Transfer Mode ou ATM -- littéralement « Mode de transfert asynchrone » -- est un protocole réseau de niveau 2 à commutation de cellules, qui a pour objectif de multiplexer différents flots de données sur un même lien utilisant une technique de type MRT (multiplexage à répartition dans le temps).

SLA : Le service-level agreement (SLA) est un document qui définit la qualité de service requise entre un prestataire et un client. Il est ce que l'on pourrait traduire en français par « accord de niveau de service ».

OEM : Un fabricant d'équipement d'origine (FEO), en anglais Original Equipment Manufacturer (OEM), ou équipementier est une entreprise fabriquant des pièces détachées, principalement pour le compte d'une autre entreprise, l'intégrateur ou l'assembleur. Ce type d'entreprise se retrouve usuellement dans les industries automobile, aéronautique, informatique ou électronique.