Le 02/12/2015 par rosafigueiredo :

Titre: Ordonnancement et Virtualisation dans les réseaux optiques étendus.

Advisers: Rosa Figueiredo <rosa.figueiredo@univ-avignon.fr>
Fen Zhou <fen.zhou@univ-avignon.fr>

Contexte. La virtualisation des réseaux est l'un des sujets chaud du moment. Des applications telles que les applications de cloud computing impliquent le traitement des jobs complexes constitués de plusieurs tâches inter dépendants qui exécutent sur des clusters hétérogènes de ressources informatiques. La combinaison de plusieurs réseaux physiques en une seule entité gérable est appelé la Virtualisation des Réseaux. Cette technique apparaît comme une technologie prometteuse : en exécutant plusieurs services de réseau et/ou plusieurs expériences simultanément sur le même substrate network nous pouvons surmonter la pétrification d'un système de calcul. La virtualisation efficace d'un réseau implique la solution efficace de certains problèmes d'optimisation difficiles, comme, network embedding [1], resource allocation et le co-ordonnancement [2]. Des méthodes d'optimisation tels que la programmation linéaire en nombre entiers et les heuristiques peuvent être considérées pour traiter efficacement ces problèmes. Différentes technologies sont disponibles pour
connecter les ressources informatiques (tels que les machines virtuelles et les ressources spectrales). La solution des problèmes d'optimisation impliqués dans la virtualisation d'un réseaux est fortement dépendant de la technologie utilisée. Cette proposition de stage vise à étudier le problème de co-ordonnancement dans les réseaux optiques élastiques qui relient les centres de données et les clouds.

Réseaux Optiques Etendus. Les progrès récents de la technologie en optical orthogonal frequency division multiplexing (O-OFDM) ont démontré allocation de bande passante efficace et élastique dans la couche optique [3]. L'O-OFDM agrège les capacités de plusieurs sous-porteuses contiguës afin de réaliser la transmission de données ultra-haute vitesse sur eux [3]. Nous appelons les réseaux de transport optiques basés sur l'O-OFDM comme les réseaux optiques élastiques (EONs) [4], car le transpondeur O-OFDM avec bande passante variable permet d'ajuster le nombre de sous-porteuses et allouer juste assez ressource spectrale à chaque communication [3]. Selon les prévisions de trafic d'Internet de CISCO (Cisco Networking Index et Cisco Global Cloud Index), le trafic le plus volumineux dans l'Internet du futur sera la vidéo ainsi que le trafic de données de nuages (cloud computing). Grâce au approvisionnement flexible de la bande passante, le réseau optique élastique est considéré comme l'un des piliers technologiques peu coûteux pour construire des réseaux de clouds et des réseaux de centres de données [5].

Co-ordonnocement. Un défi important dans la virtualisation des réseaux est l'ordonnancement efficace de ses ressources physiques et logiques. Co-ordonnancement est le principe, pour les systèmes concurrents, d'affecter les tâches définissant l'ensemble de processus qui seront exécutes en parallèle à un ensemble des machines virtuelles disponibles. Dans un système statique (dans
lequel un ensemble fixe de jobs est définie précédemment) la stratégie par défaut de co-
ordonnancement est d'attribuer les jobs aux machines de façon que le makespan soit minimisé. Le makespan se réfère au temps entre le début d'exécution d'un ensemble de jobs et la finition du dernier job de cet ensemble. Dans un système dynamique (dans lequel les jobs sont inconnues et arrivent de manière aléatoire) la stratégie par défaut est de minimiser le blocage d'un job. Cette position de stage vise à étudier les versions statiques et dynamiques du problème de co-ordonnancement dans les réseaux optiques élastiques étendus. Le problème de co-ordonnancement a été largement étudié dans la littérature. Cependant, à notre connaissance, un seul travail a examiné ce problème dans les EONs [6].

Travail Demané. Le point de départ de ce stage sera l'étude des méthodes approchées proposées dans [6]. L'étudiant devra également étudier un certain nombre de formulations et heuristiques proposées dans la littérature pour les problèmes d'ordonnancement classiques [2]. Cela va nous guider dans le développement des nouvelles méthodes de solutions pour les problèmes traités.

Conditions du stage : Ce stage aura lieu au sein du Laboratoire Informatique d'Avignon situé sur le campus Agropac et devrait démarrer au premier semestre 2016.
Rémunération : 554€ / mois
Durée : 6 mois

References.
[1] A. Fischer, J. F. Botero, M. T. Beck, H. de Meer, X. Hesselbach. Virtual Network Embedding: A Survey. IEEE Communications Surveys and Tutorials 15(4): 1888-1906 (2013).
[2] C. N. Potts, V. A. Strusevich. Fifty years of scheduling: a survey of milestones. Journal of the Operational Research Society 60, S41–S68, (2009).
[3] M. Jinno, B. Kozicki, H. Takara, A. Watanabe, Y. Sone, T. Tanaka, and A. Hirano, "Distance-adaptive spectrumresource allocation in spectrum-sliced elastic optical path network," IEEE Commun. Mag., vol. 48, no. 8, pp. 138–145, Aug. 2010.
[4] J. Armstrong, "OFDM for optical communications," J. Lightwave Technol., vol. 27, pp. 189–204, Feb. 2009.
[5] O. Gerstel et al., "Elastic optical networking: A new dawn for the optical layer?" IEEE Comm. Mag., vol. 50, no. 2, pp. 12–20, 2012
[6] Jingxin Wu, Juzi Zhao, S. Subramaniam. Co-scheduling computational and networking resources in elastic optical networks. ICC 2014: 3307-3312, (2014).