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Thèse Année : 2022

Trust mechanisms for connectivity service assurance on multi- actor infrastructures

Mécanismes de confiance pour l’assurance de services de connectivités sur infrastructures multi- acteurs

Vincent Messié
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1213654
  • IdRef : 266695744

Résumé

The evolution of telecommunication networks toward virtualised infrastructures has enabled new architectures to emerge. Indeed, then fully physical, dedicated network equipments can be now virtualised into pieces of software, deployable on commodity hardwares. As a result, a full end-to-end virtualised network infrastructure can be deployed on the fly, and its lifecycle fully automated. Furthermore, sharing principles can apply thanks to cloud principles on virtualised network functions, or features like Wavelength Division Multiplexing (WDM) on optical links. This thus enables new collaborative models to emerge as marketplaces can help telcos to build services without owning the physical infrastructure, or by sharing theirs. Truthfulness technologies like the Distributed Ledger Technology (DLT) can strengthen said exchanges thanks to provable, easily auditable data stored on distributed systems. As a result, fully decentralised and fully automated collaborative networks are now possible on virtualised infrastructures. However, such systems require trusted knowledge on the network operation as to ensure the quality of the delivered service. For that purpose,trusted Key Performance Indicators need to be collected on the shared infrastructure. Securing such data is a burden in a traditional way, as it requires a complex framework and trusted third parties like Data Clearing Houses. This thesis proposes a “data layer” as an alternative approach to provide trusted knowledge about a shared network infrastructure to a collaborative framework. More precisely, the use of the Tangle, a novel DLT primarily designed for efficiency is considered to process, hold and secure performance indicators in a decentralised way. Then various contributions are explored in this thesis to validate and assess the proposed framework. First, various efforts are devoted in exploring collaborative resource sharing scenarii and opportunities for telcos. Simulations of the Tangle structure based on state-of-the-art models are also explored to evaluate this DLT pertinence for the proposed framework, in regard of the performance requirements. Novel methods to handle basic tasks such as data transport, clock synchronisation and data archiving are also presented, to improve the operation of such a multi-actor environment. A contribution allowing actors involved in a network path to share information about the usage of the path, using a consensual mechanism and a DLTis also explored to generate trusted indicators on a multi-actor environment. Finally, a more detailed study of the proposed data layer and of its different components is proposed, taking mobile networks as a use-case.
L’évolution des réseaux de communication vers des infrastructures virtualisées a permis l’émergence de nouvelles architectures de réseaux. En effet, les équipements réseaux qui étaient jusqu’alors complètement physiques, et dédiés à une fonction particulière peuvent être maintenant exploités sous la forme de briques logicielles, elles-mêmes déployées sur des équipements physiques banalisés. Cela permet maintenant de déployer et gérer une infrastructure réseau virtuelle de bout en bout complète de manière purement automatique. De plus, l’infrastructure physique peut être également partagée entre plusieurs réseaux virtuels, grâce au principe de l’architecture “cloud” pour mutualiser les fonctions de réseau virtuelles, et des techniques comme le multiplexage par longueur d’onde pour les liens optiques. Cela permet donc l’émergence de nouveaux modèles collaboratifs et de places de marché numériques permettant aux opérateurs de créer des services réseaux sans en posséder l’infrastructure physique, ou de partager la leur. Des technologies comme les Registres Distribués peuvent permettre de consolider les échanges entre opérateurs sur de telles places de marché, grâce à des données prouvables et facilement auditables stockées sur des systèmes distribués. Ainsi, des réseaux collaboratifs complètement décentralisés et automatisés sont maintenant possibles sur des infrastructures virtuelles. Cependant, de tels réseaux nécessitent une visibilité sur l’exploitation du réseau, pour assurer la qualité du service rendu. Pour cela, des indicateurs de performance de confiance doivent être collectés sur l’infrastructure réseau partagée. Sécuriser et consolider de tels indicateurs est difficile de manière traditionnelle, car cela nécessite une architecture complexe, et des intermédiaires de confiance. Cette thèse propose une “data layer”, ou “couche de données” pour permettre la production de tels indicateurs de performance d’une manière décentralisée. L’utilisation de la technologie du Tangle, une technologie de registre distribué novatrice et conçue pour être performante et efficace est considérée pour permettre la création, sécurisation et conservation des indicateurs de performance. Plusieurs contributions sont explorées dans cette thèse pour évaluer et valider l’architecture proposée. Tout d’abord, plusieurs scénarii de partage de ressources entre opérateurs de télécommunication sont explorés. Un simulateur de la structure du Tangle s’inspirant des modèles existant dans la littérature est également proposé pour évaluer la pertinence de la technologie pour le cas d’usage proposé, par rapport à ses besoins. Des méthodes permettant la gestion de tâches basiques attrayant à la collaboration comme la sécurisation du transport de la donnée, la synchronisation d’horloge pour assurer l’horodatage des données, et l’archivage sécurisé de données sont également explorées. Une contribution permettant à des acteurs distincts impliqués dans un lien réseau collaboratif de partager des informations d’usage à l’aide d’un mécanisme de consensus et d’un registre distribué est également explorée. Cette contribution permet ainsi la création d’indicateurs de confiance. Finalement, une étude plus détaillée de la “data layer” proposée plus haut et de ses différents composants est proposée, prenant en considération les réseaux mobiles.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03933166 , version 1 (10-01-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03933166 , version 1

Citer

Vincent Messié. Trust mechanisms for connectivity service assurance on multi- actor infrastructures. Networking and Internet Architecture [cs.NI]. Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique, 2022. English. ⟨NNT : 2022IMTA0316⟩. ⟨tel-03933166⟩
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