Modélisation formelle et fiabilisation des configurations des réseaux cloudifiés

Formal modeling and reliability of cloudified network configurations

• Auteur / Autrice : Boubacar Diarra
• Direction : Philippe Merle, Jean-Bernard Stefani
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Informatique et applications
• Date : Inscription en doctorat le 10/10/2022
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : MADIS Mathématiques, sciences du numérique et de leurs interactions
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : INRIA - Institut national de recherche en informatique et en automatique Lille Nord Europe
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : INRIA-CRIStAL

Mots clés

Mots clés libres

Fiabilité du déploiement du CNF

Vérification des opérateurs

Vérification des manifestes

Méthodes formelles

Kubernetes

CNF deployment reliability

Operators verification

Manifests verification

Formal methods

Kubernetes

Résumé

L'évolution actuelle des systèmes de télécommunications conduit les opérateurs Télécoms, tels qu'Orange, à déployer de nouvelles infrastructures d'hébergement, logicielles et réseau. Les enjeux pour l'opérateur sont multiples. Il s'agit entre autres d'optimiser l'utilisation de ses infrastructures et d'automatiser leur déploiement et configuration en fonction de la demande. Les configurations logicielles et matérielles de ces infrastructures deviennent complexes et évoluent de façon continue. Elles peuvent être sujettes à des erreurs, par exemple liées à des incohérences entre configurations, parfois difficiles à résoudre, et conduire à une dégradation voire à une rupture de service. Les techniques de modélisation formelle représentent un moyen essentiel à la conception de systèmes complexes de large échelle fiables et résilients. Dans le domaine logiciel, les méthodes formelles permettent de vérifier la cohérence de systèmes logiciels complexes, d'exprimer en langage logique leurs dépendances et de vérifier la réalisation de leur déploiement, en considérant par exemple des contraintes d'assemblage ou de partage de composants. La solution Aeolus considère en plus le cycle de vie des composants logiciels et permet le développement d'un système de vérification de plans de déploiement. Mais à notre connaissance, peu de travaux se sont intéressés au cas des services réseau hébergés dans des infrastructures cloud. L'objectif de la thèse est de développer une modélisation formelle, par une sémantique opérationnelle, du déploiement et de la reconfiguration de services réseau logiciels dans des infrastructures multiples, afin de lever, dès la phase de conception et tout au long du cycle de vie, des erreurs pouvant conduire à une situation de blocage. L'approche devra être compatible avec des procédés de déploiement et d'intégration continus et des systèmes de grande échelle. Le principal résultat attendu est un langage de description de configurations, avec une implémentation de référence et son outillage à des fins de vérification.

The current evolution of telecommunication systems leads telecom operators, such as Orange, to deploy new hosting, software and network infrastructures. The challenges for the operator are multiple. One of them is to optimize the use of its infrastructures and to automate their deployment and configuration according to the demand. The software and hardware configurations of these infrastructures are becoming complex and evolve continuously. They can be subject to errors, for example related to inconsistencies between configurations, which are sometimes difficult to resolve, and can lead to a degradation or even a breakdown in service. Formal modeling techniques represent an essential means to design large-scale complex systems that are reliable and resilient. In the software domain, formal methods allow to verify the coherence of complex software systems, to express their dependencies in a logical language and to verify the realization of their deployment, by considering for example assembly or component sharing constraints. The Aeolus solution also considers the life cycle of software components and allows the development of a verification system for deployment plans. However, to our knowledge, few works have focused on the case of network services hosted in cloud infrastructures. The objective of the thesis is to develop a formal modeling, through an operational semantics, of the deployment and reconfiguration of software network services in multiple infrastructures, in order to remove, from the design phase and throughout the life cycle, errors that could lead to a deadlock situation. The approach should be compatible with continuous deployment and integration processes and large-scale systems. The main expected result is a configuration description language, with a reference implementation and its tooling for verification purposes.