Automatisation de services - De la production automatisée de services Internet

L’émergence des infrastructures dites « telco cloud » où les opérateurs exploitent des ressources réseau, ainsi que des ressources de calcul et de stockage hébergées dans des infrastructures cloud disséminées sur l’Internet, est de nature à catalyser la production automatisée de services [TE 7 606] pouvant impliquer des ressources exploitées par différents acteurs (opérateurs, fournisseurs de contenus, fournisseurs d’applications, etc.). Ces différentes ressources sont combinées afin de déployer des services à l’échelle de l’Internet.

En plus des services de connectivité conventionnels qui pourraient impliquer plusieurs partenaires, le périmètre des services multifonctionnels (par exemple, services de réseaux privés virtuels à qualité de service différenciée, services reposant sur des « slices » dans des environnements 5G) s’étend au-delà des frontières du domaine d’un seul opérateur (c’est-à-dire l’ensemble des ressources réseau, de calcul et de stockage placées sous la responsabilité d’exploitation d’une seule entité administrative).

À titre d’exemple, les services d’itinérance fournis par les opérateurs mobiles sont emblématiques des services de connectivité inter-domaines où l’utilisateur peut établir un appel depuis n’importe quel réseau visité d’un autre pays aussi longtemps que l’opérateur local auquel cet utilisateur s’est connecté a un contrat d’itinérance avec l’opérateur mobile auprès duquel l’utilisateur a souscrit un abonnement.

De même, les services de réseaux privés virtuels (ou Virtual Private Networks (VPN)) inter-domaines dont l’ingénierie repose sur des réseaux MPLS (Multi-Protocol Label Switching) qui activent le protocole BGP (Border Gateway Protocol) sont devenus monnaie courante. De tels services supposent l’allocation de différentes ressources qui sont exploitées par différents partenaires et qui permettent en particulier de raccorder les différents sites d’un même client qui a souscrit au service de connectivité.

La difficulté de déployer de tels services réside essentiellement dans le temps de production : le fait d’impliquer plusieurs partenaires dans la composition et la production du service suppose en effet un cycle de négociation entre les partenaires qui permettra de réserver, d’allouer et d’exploiter les ressources fournies par chacun des partenaires. Plus de 20 ans de production et d’exploitation de services VPN inter-domaines montrent qu’une telle négociation prend typiquement plusieurs semaines, voire plusieurs mois, avant que les différentes parties ne parviennent à un accord et procèdent effectivement à l’allocation et à l’activation des ressources caractéristiques du service.

L’introduction relativement récente de techniques d’automatisation de réseaux telles que SDN (Software-Defined Networking) éventuellement associées à des techniques de virtualisation de certaines fonctions réseaux telles que NFV (Network Functions Virtualization) est de nature à améliorer le temps de production de services de connectivité de façon significative.

Les techniques d’automatisation ne sont pas seulement réservées aux processus d’allocation et de configuration dynamiques des ressources impliquées dans la fourniture d’un service : elles peuvent en effet être mises à profit dès les premiers échanges entre le client et un fournisseur du service, de façon à faciliter le processus de négociation dynamique des paramètres du service. L’aboutissement d’une telle négociation permettra d’alimenter les intelligences de calcul (par exemple un orchestrateur ou un contrôleur SDN) impliquées dans l’ingénierie et la production du service.

De plus, l’exploitation de techniques d’intelligence artificielle (IA) est de nature à « mettre de l’huile » dans les rouages caractéristiques des différentes étapes du processus de production du service, de la phase d’exposition et de négociation dynamiques des paramètres du service à la phase de qualification de la conformité de ce qui a été fourni (et observé par le client) par rapport à ce qui a été négocié.

Beaucoup d’opérateurs ont ainsi dévoilé leur stratégie d’automatisation de leurs réseaux. Certains ont d’ores et déjà introduit quelques-unes de ces techniques pour un nombre limité de services, tels que des services de VPN intra-domaine.

Mais l’automatisation de la production et de l’exploitation de services inter-domaines constitue aujourd’hui un défi d’une tout autre ampleur. Cet article se propose de détailler les problèmes soulevés par une telle automatisation. L’article est organisé comme suit :

• la première section détaille les principales difficultés soulevées par la production de services impliquant différents acteurs qui peuvent être en concurrence ;

• la deuxième section décrit un cadre technique en caractérisant les différents acteurs impliqués, leurs rôles et interactions ainsi qu’un ensemble d’hypothèses liées aux processus d’ingénierie, de production et d’exploitation de services inter-domaines ;

• la troisième section décrit les différentes étapes de mise en œuvre de tels processus et documente quelques-unes des techniques associées à l’exécution de ces différentes étapes ;

• la quatrième section présente un exemple d’application des concepts introduits dans la troisième section. En particulier, cet exemple repose sur la mise en place dynamique de politiques d’acheminement de trafic inter-domaines qui exploitent les ressources de la technique de chaînage fonctionnel (encore appelé « Service Function Chaining ») ;

• la cinquième section se consacre aux défis techniques qu’il reste encore à résoudre avant que l’automatisation complète des processus de conception, de production et d’exploitation de services inter-domaines ne devienne une réalité opérationnelle ;

• enfin, la conclusion de cet article discute notamment des perspectives d’évolution, en tenant compte des progrès de la recherche dans ce domaine.