Projet ANR BBNet (Behavior-Based Networks)

(Réseaux à base de comportements)

1. Description du projet

1.1. Motivations

La nouvelle génération de l’Internet est caractérisée par la coexistence de plusieurs types de média dans une même infrastructure. Cette convergence entraîne de sérieux problèmes de gestion réseau et de contrôle. De nouvelles architectures à qualité de service ont été développées pour résoudre une partie de ces problèmes.

Cependant, de nombreuses difficultés subsistent encore. Nous proposons une approche adaptative pour la gestion de QoS en appliquant la meilleure configuration de gestion que le nœud connaît pour une situation donnée, afin d’améliorer la performance du réseau. Dans cette optique, nous utiliserons dans ce projet une nouvelle architecture de gestion de réseau dans laquelle nous introduisons un quatrième plan appelé « plan de connaissance » contenant toute la connaissance et l’expérience du nœud. Ce plan permettra au nœud d’adopter le comportement adaptatif requis ; chaque algorithme de contrôle et/ou de gestion pourra aller « puiser » dans cette mémoire qui réunit des données de très court, de moyen et de long terme.

1.2. Pertinence

BBNet propose une nouvelle architecture de gestion des réseaux IP avec QoS en se basant sur une approche multi-agents comportementale et un plan de connaissance permettant une reconfiguration dynamique adéquate aux conditions du trafic en temps réel. Pour arriver à prendre en compte tous les problèmes actuels de l’Internet en terme de qualité de service notamment, les innovations de ces dernières années ont porté sur une complexification des éléments de réseau en y introduisant de nouvelles fonctionnalités.

Malheureusement, l’optimisation des ressources du réseau par rapport aux demandes des utilisateurs n’est que très mal prise en compte. Devant l’échec des propositions permettant l’introduction des nouvelles fonctionnalités du monde IP à un coût raisonnable, notre projet se propose d’offrir une solution provenant d’un nouveau paradigme qui a été développé en tout premier par les universités Pierre et Marie Curie (Paris VI)  et l’Université de Technologie de Troyes (UTT) : « l’autonomisme ».

Cette fonction d’autonomisme, qui propose une réaction spontanée grâce à un plan de connaissance, permet de proposer un pilote automatique de réseau. À ce plan de connaissance sont associés des composants permettant de piloter plusieurs fonctions importantes comme les pannes, la configuration et la sécurité ainsi que contrôler le réseau de domicile et les réseaux MPLS.

1.3. Enjeux scientifiques, techniques, économiques

L’enjeu scientifique et technique principal de BBNet est de choisir les bons algorithmes à activer suivant l’état actuel du trafic et les performances du réseau dans un environnement matériel réaliste intégrant des routeurs du marché répartis et reliés pour former notre réseau. En d’autres termes, il s’agit de réaliser un pilotage adaptatif et adéquat du réseau au travers un plan de connaissance. L’enjeu économique est pour la société GINKGO-Networks d’arriver en premier sur un marché très concurrentiel mais très en retard par rapport à la potentialité technique que les premières études et premiers développements de la société laissent présager.

1.4. Objectifs fixés

Le but du projet est d’assurer davantage d’autonomie et d’ouverture aux réseaux en rajoutant un 4ième plan à l’architecture réseau (qui en contenait classiquement 3 : données, gestion et contrôle). Ce plan appelé plan de connaissance permet de stocker localement les paramètres, données ou calculs effectués et qui peuvent ainsi être récupérés par n’importe lequel des algorithmes implantés.

1.5. Caractère novateur

La technologie proposée est totalement innovante car pour le moment aucun équipementier de télécommunications n’utilise des environnements agents coopératifs et intelligents pour la gestion de leur réseau. Ils sont beaucoup plus utilisés au niveau applicatif pour simplifier et résoudre des problèmes à l’intérieur d’une application particulière. Un autre caractère très innovant provient de l’outil de simulation comportementale capable de modéliser finement les logiciels de la société pour permettre des études préalables avant l’introduction des agents dans le réseau réel.

1.6. Verrous à lever

Des études de cas réalisées sur des réseaux simulés ont montré l’intérêt d’une gestion adaptative du réseau. Nous envisageons de partir de ces travaux pour assurer une gestion autonome, décentralisée et intelligente des réseaux.

Les verrous à lever sont les suivants :

• Trouver les bons paramètres de gestion à mémoriser dans le plan de connaissance;
• Définir et organiser le plan de connaissance ;
• Tester sur des environnements réseaux réels ;
• Introduire la technologie Agents dans un environnement réel ;
• Définir les comportements et méta-comportements ;
• Intégrer la notion d’apprentissage.

1.7. Méthodologie mise en œuvre

La technologie multi-agents est une innovation des 10 dernières années dont le développement s’explique par la nécessité de nouvelles solutions et de nouveaux mécanismes pour la résolution distribuée de problèmes complexes. Dans des environnements de plus en plus dynamiques, la capacité des agents à faire des plans, à percevoir leurs actions et leurs buts, à coopérer et à négocier de façon autonome avec les autres, et leur capacité à répondre de manière flexible et intelligente à des situations dynamiques imprévisibles, permettent une amélioration très significative de la qualité et des performances de ces systèmes.

1.8. Résultats attendus et perspectives ouvertes

Les conséquences de ce projet seront de fournir une gestion adaptative de la qualité de service capable d’exécuter certaines instances simplifiées de la procédure de gestion à l’intérieur de chaque élément du réseau. De plus, l’idée est de garder l’architecture de gestion ouverte pour le déploiement de nouveaux comportements de gestion « à la volée ». Le projet est prévu sur 24 mois et devra aboutir à une première version d’un produit commercialisable, qui intégrera le plan de connaissance et une ou deux applications (vues comme des modules indépendants de cet environnement). A la fin du projet, le résultat attendu est la commercialisation du plan de connaissance et la préparation des modules de gestion et de contrôle (pannes, configuration, sécurité, etc.) qui pourront y être intégrés.

2. Partenaires

Présentation de Ginkgo-Networks

La société Ginkgo-Networks a été créée en décembre 2004 suite aux travaux de recherche menés depuis des années par les équipes de recherche de l’Université de Technologie de Troyes et de l’Université Pierre et Marie Curie. Cette start-up a été lauréate en 2004 du concours de l’ANVAR sur la création d’entreprises innovantes dans les nouvelles technologies et du concours « Tremplin entreprises » organisé par le sénat. La société est dirigée par Hubert Zimmermann, ancien directeur des systèmes à haute disponibilité de Sun Microsystems en Californie, et fondateur de Chorus System et CEO de 1987 à 1997. Hubert Zimmermann a été le leader de la normalisation de l’architecture OSI à 7 couches du modèle de référence à l’ISO et au CCITT. Ginkgo-Networks est spécialisé dans la mise au point d’outils logiciels permettant un contrôle et une gestion adaptative et autonome du réseau.

Présentation de l’UTT ICD/ERA (laboratoire de recherche)

L'équipe ERA (Environnements de Réseaux Autonomes) est une des composantes de l’Institut Charles Delaunay (ICD / FRE CNRS 2848).

Pour cette équipe, le contrôle de réseau doit pour des raisons de performances, de connaissances incomplètes ou de distribution se faire sans l'intervention d’un opérateur humain. Des cas sont envisagés afin d'intégrer un contrôle autonome dans le réseau. L’approche de contrôle autonome pourra s'appuyer sur un certain nombre de méthodologies qu'il faudra adapter en fonction du contexte :

• Méta-raisonnement
• Représentation de connaissances spatio-temporelles
• Modèles dynamiques du raisonnement à partir de cas
• Intelligence distribuée.

Présentation du LIP6-PHARE (laboratoire de recherche)

Le LIP6 est le laboratoire d’informatique de l’Université de Paris 6. Le laboratoire compte plus de 300 membres. C’est un laboratoire reconnu au niveau international dans le domaine des systèmes, du logiciel et des réseaux. Le laboratoire LIP6 participe à de nombreux groupes de normalisation et travaille régulièrement dans le cadre de projets de recherche français ou européens. Il publie régulièrement des drafts à l’IETF pour faire progresser les domaines applicatifs de l’Internet.

L’équipe PHARE s’occupe principalement du contrôle de la sécurité, de la qualité de service et de la gestion de la mobilité dans les réseaux. Cette équipe a participé et participe à de nombreux projets de recherche et développement. Nous citerons les projets en cours actuellement:

• IP-Sig (RNRT) qui a pour objectif de définir une signalisation commune pour l’Internet.
• Gitan (RNTL) qui a pour objectif la gestion des postes nomades et la sécurité globale de l'entreprise vis à vis des menaces potentielles
• SUMO (ITEA) qui a pour objectif de développer les logiciels nécessaires pour effectuer des handovers de niveau applicatif.
• ACForum qui a pour objectif de définir une plate-forme de gestion et de contrôle des réseaux utilisant les propriétés de l’autonomie.