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RÉSUMÉ
Les opérateurs fournissent une gamme de services de plus en plus étendue, dont la variété et la complexité constituent des défis technologiques, tant en conception et production qu’en exploitation. Or l’automatisation des processus est souvent restreinte à des fonctions de configuration dynamique de fonctions réseau, où les données d’entrée qui alimentent l’intelligence de calcul pour l’exécution des tâches de configuration restent déclarées de manière statique. Cet article détaille les multiples facettes d’une automatisation globale et systémique des processus de production et d’exploitation de services de connectivité, avec comme objectif d’améliorer les temps de production tout en garantissant la qualité et la robustesse des services fournis.
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Network operators provide an ever-growing service portfolio, whose diversity and complexity set technical challenges in design, production and operation. Process automation is often restricted to dynamic configuration tasks, whose steering relies on decision-making procedures that remain “manually declarative”. This article details the many aspects of a global, systemic automation of service delivery and operational procedures. Such automation is primarily meant to significantly shorten the time it takes to deliver a service while guaranteeing the expected quality and robustness of that service.
Auteur(s)
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Mohamed BOUCADAIR : Architecte de réseaux et services IP - Orange
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Christian JACQUENET : Directeur des Programmes Stratégiques Réseaux IP - Orange
INTRODUCTION
Les évolutions récentes dans le domaine des réseaux IP (y compris les infrastructures Data Center) illustrent l’intérêt croissant des opérateurs pour les techniques destinées à introduire un niveau d’automatisation élevé dans les processus de construction et de production de services de connectivité à valeur ajoutée. Toutefois, la plupart de ces techniques restent encore assez embryonnaires dans la mesure où elles se limitent essentiellement à la fourniture d’instructions de configuration aux différents éléments impliqués dans la fourniture d’un service , envoyées à la suite d’une action explicite, reflétant la prise de décision d’allocation de ressources d’un opérateur. Ces techniques d’automatisation sont par ailleurs déployées dans un environnement qui repose le plus souvent sur un modèle logiquement centralisé où l’intelligence de calcul responsable de la production des instructions de configuration communiquées aux éléments impliqués dans la fourniture d’un service est embarquée dans un équipement souvent désigné dans la littérature comme un contrôleur, voire un orchestrateur. Cette vision de l’automatisation n’est pas nouvelle en soi : des scripts d’automatisation des tâches de configuration sont largement utilisés par les opérateurs depuis des années. En fait, ce type d’automatisation ne permet pas à lui seul de simplifier la production et l’exploitation de ressources réseau, ni de réduire de manière significative le délai de production des services car de tels procédés d’automatisation sont restreints à une seule étape du cycle de conception et de vie d’un service.
De nouvelles étapes techniques doivent être franchies pour une automatisation plus systémique qui dépasse le cadre des seules opérations de configuration.
En effet, l’automatisation de la production et de l’exploitation des services réseaux requiert plus d’éléments fonctionnels tels que :
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le support d’interfaces (idéalement standardisées) permettant d’exposer les capacités fonctionnelles d’un réseau, et de capturer les besoins des services (par exemple en termes de bande passante, de sécurité, de robustesse, etc.), mais aussi ceux des réseaux voisins susceptibles de contribuer à la fourniture d’un service (tel qu’un service de réseau privé virtuel inter-domaines), et des utilisateurs ;
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le support d’une intelligence de calcul capable de corréler les demandes de service avec les capacités d’un réseau à un instant donné ou sur une période programmée ;
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le support de boucles de régulation pour s’assurer que les ressources du réseau sont en adéquation avec les objectifs fixés par un opérateur ;
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le support de mécanismes (distribués) pour augmenter la disponibilité tout en optimisant les échanges entre ressources réseau et contrôleur(s) (en termes de volumétrie de trafic de signalisation, notamment) ;
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la capacité d’adaptation d’un service et de ses composantes aux conditions du réseau et, réciproquement, la capacité d’adaptation d’un réseau aux conditions/instructions d’un ensemble de services.
L’automatisation doit devenir une caractéristique fondamentale des processus de production et d’exploitation des services, de la phase d’exposition et de négociation dynamiques des paramètres de service à la phase d’allocation dynamique des ressources impliquées dans la fourniture du service, de la phase de conception du service (sélection des fonctions élémentaires qui constituent l’épine dorsale du service) à la phase de contrôle destinée à vérifier que les ressources allouées à un service sont conformes à ce qui a été convenu avec le client du service. Ainsi, une automatisation élevée dans le processus de production et d’exploitation d’un service permet-elle de réduire significativement les temps de production du service mais également de minimiser les risques d’erreurs auxquels des tâches de configuration complexes sont souvent exposées.
En particulier, les différents protocoles impliqués dans une architecture intégrant un niveau d’automatisation élevé doivent être conçus de telle manière qu’ils (liste non-exhaustive) :
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Automatisent l’instanciation d’états nécessaires à leur fonctionnement. Par exemple, les applications qui souffrent de la présence de fonctions intermédiaires (appelées « middlebox », telles que les fonctions NAT ou pare-feu) doivent supporter les mécanismes de découverte automatique de ces nœuds. De tels mécanismes permettront en particulier d’interagir avec ces équipements intermédiaires pour créer les états caractéristiques du trafic, et ils serviront également pour découvrir l’adresse externe à utiliser sans faire d’hypothèse quant au support éventuel d’ALG (Application Level Gateway) par ces middleboxes ;
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Détectent automatiquement tout changement intervenant dans le réseau (modification de la topologie, rupture d’un lien de transmission, etc.) de nature à impacter le fonctionnement du service, notamment. Par exemple, tout changement d’adresse externe allouée par une fonction NAT localisée dans le réseau doit être détecté, sinon le service sera indisponible ;
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Récupèrent automatiquement les états maintenus par une middlebox en cas de redémarrage de cet équipement, sans toutefois nécessiter un mécanisme de synchronisation d’états. Cette fonction est importante pour les équipements à bas coût comme les CPE (Customer Premises Equipment). En effet, le redémarrage de CPE ne doit pas perturber certains services. Si les fonctions automatiques ne sont pas supportées, des informations (par exemple, entrées statiques de pare-feu) seront maintenues par le CPE alors que ces informations sont obsolètes ;
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Détectent automatiquement les pannes et réagissent en conséquence ;
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Découvrent automatiquement le réseau, sa topologie, les fonctions qu’il supporte, leur localisation, leur statut, etc. ;
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Assurent la disponibilité (c’est-à-dire la capacité à être invoqué) automatique de certaines fonctions ou équipements, sous certaines conditions ;
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Installent automatiquement des filtres à appliquer sur certains types de trafic (par exemple, détection automatique d’attaques de déni de service) .
L’assemblage de différentes briques fonctionnelles concourant à l’introduction d’un niveau d’automatisation élevé dans le processus de production et d’exploitation d’un service doit à son tour garantir une cohérence globale : ce qui est dynamiquement produit doit en particulier être conforme à ce qui a été éventuellement négocié, mais aussi conforme à la politique de planification d’un opérateur, à sa stratégie de développement, etc.
Étant donné que l’automatisation des tâches de configuration est largement documentée, cet article se propose de traiter les autres fonctions de gestion avancée reposant sur de nouvelles techniques d’automatisation.
KEYWORDS
automation | service function chaining | policy decision point
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4. Production automatisée d’un service à valeur ajoutée : le cas de la Téléphonie sur IP
4.1 Indisponibilité du point de contact service
La Téléphonie sur IP a pris ces dernières années une place prépondérante, au point que tous les opérateurs proposent aujourd’hui de telles offres. Ces offres reposent sur le protocole IP, et s’opposent de par leur conception et leur philosophie à la téléphonie traditionnelle qui, elle, repose sur la commutation de circuits. La téléphonie traditionnelle reste majoritaire en nombre de clients, mais sa part de marché se réduit de façon vertigineuse, sous l’impulsion des programmes « All IP » engagés par plusieurs opérateurs qui souhaitent ainsi décommissionner les architectures du Réseau Téléphonique Commuté (RTC) désormais quasi historique. L’avantage avancé pour le passage à la téléphonie sur IP, outre le coût moindre des communications, est la capacité de pouvoir associer ce service avec d’autres services (Internet, IPTV) sous la forme d’offres « packagées » dites multi-play. Néanmoins, afin de pouvoir fidéliser la clientèle, les offres de Téléphonie sur IP doivent satisfaire les exigences des clients et notamment garantir un niveau de qualité comparable à celui fourni par le RTC.
Notamment, la robustesse, la haute disponibilité et la résistance aux pannes sont des facteurs déterminants pour les utilisateurs de services téléphoniques, qui sont, par essence, des services de communication temps réel.
Les règles d’ingénierie qui ont guidé le déploiement des réseaux IP ont donc été appliquées et adaptées aux services de Téléphonie sur IP (et les services conversationnels en général, ou services de streaming audio/vidéo).
Particulièrement, le déploiement de serveurs et d’équipements de secours (« back-up »), la répartition de la charge de trafic et de la collecte des appels organisées en fonction des POP (Point Of Presence) IP sont des choix d’ingénierie caractéristiques du déploiement des offres de téléphonie sur IP. Les architectures ainsi mises en œuvre doivent permettre de transporter de manière efficace...
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BIBLIOGRAPHIE
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