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CROMBEC : Gestion de ressources et mécanismes de déport de calcul/stockage sécurisés dans le cloud mobile

PHC : Utique
Codes du projet : 16G1413 -- Campus N° 34900TK
Domaine : Mathématiques - Sciences et technologies de l'information (STIC)
Intitulé : CROMBEC : Gestion de ressources et mécanismes de déport de calcul/stockage sécurisés dans le cloud mobile
Porteur(s) : LANGAR Rami, AZOUZ SAIDANE Leila
Date de début : 01/01/2016
Date de fin : 31/12/2018

Le Cloud a refondé profondément l'industrie IT en permettant le déport et l'exécution en ligne de nombreuses applications auparavant exécutées localement. Cette approche a aussi un impact considérable sur l'infrastructure des réseaux cellulaires à un moment charnière où les opérateurs mobiles ont du mal à faire face, économiquement et techniquement, à l'augmentation exponentielle du trafic de données mobiles. En effet, les prévisions des principaux acteurs de télécommunication révèlent que les communications mobiles sont loin d'avoir atteint leur apogée, avec le trafic de données mobiles qui devrait croître 11 fois en 2018, à un taux de croissance annuel moyen de 61%.
Une telle hausse du trafic mobile sera essentiellement grâce aux services mobiles qui, rejoignant la tendance de l'approvisionnement mondial de services Internet, s'appuieront sur les solutions de Cloud Computing. La convergence des services mobiles et le Cloud donne naissance à un nouveau concept : le Cloud mobile (Mobile Cloud). Ce concept permet la portabilité et l'accès à des ressources de calcul et de stockage n'importe où et n'importe quand. Cette dernière combinaison de technologies constituerait un service attrayant pour un grand nombre d'utilisateurs. En conséquence, le Cloud Mobile est largement prévu de devenir, dans les prochaines années, un champ de bataille clé pour les opérateurs de télécommunications, intégrateurs de réseaux et fournisseurs de services mobiles à travers le monde.
Cependant, l'architecture du Cloud Mobile actuel - construit autour de ressources statiques basées sur l’Internet - commence déjà à montrer ses limites. D'une part, sa conception fortement centralisée manque de souplesse et d’évolutivité (scalability) nécessaires pour accueillir les services mobiles populaires et massifs dont l'usage varie fortement dans l'espace et dans le temps. D'autre part, l’accès distant au Cloud Mobile induit des retards et du trafic supplémentaire (overhead) dans le réseau. Ce qui pourrait devenir un obstacle majeur dans la conception et l'adoption des applications mobiles avancées nécessitant des garanties de performance strictes au niveau du réseau, tels que le bureau virtuel et les jeux à distance. Comme les performances de ce type de systèmes dépendent fortement de la proximité physique de l'utilisateur à des serveurs de Cloud, une solution possible est d'intégrer des points d'accès WiFi (Wifi-AP) ou femtocell (Femto-AP) dans le Cloud. En effet, ces Wifi-AP ou Femto-AP seront utilisés pour fournir non seulement des accès sans fil à courte portée pour les utilisateurs mobiles, mais aussi des ressources de stockage et de calcul pour les équipements de proximité. Ces points d'accès constituent effectivement une nouvelle couche de Cloud près des utilisateurs mobiles (appelés Edge-Cloud) surtout lorsqu'ils sont déployés en grand nombre. Cet Edge-Cloud offre des ressources de stockage et de calcul pas cher, avec une faible latence et facilement disponibles. Ces ressources pourraient donc être utilisées pour décharger les applications du terminal mobile en temps réel, de manière à économiser la durée de vie de la batterie et à permettre l'exécution des applications qui ne peuvent pas être exécutées sur le terminal mobile seul.

Objectifs

L'objectif de ce projet de coopération est d’explorer le nouveau concept de Cloud mobile en développant des solutions innovantes pour l'approvisionnement efficace des ressources de Cloud. Ces solutions devraient :
• Permettre le déploiement/redéploiement rapide et autonomique des ressources de façon à maximiser le chiffre d'affaires du fournisseur de Cloud tout en s'assurant que l'infrastructure respecte autant que possible l'environnement (Green) et la qualité de service (QoS) souhaitée.
• Proposer des solutions de la plateforme-comme-un-Service (PaaS : Platform as a Service) afin de permettre le déchargement des services mobiles aux Clouds hétérogènes, tels que le Remote Cloud (Data centers déployés à distance), le Edge Cloud, ou aux terminaux mobiles à proximité. Ce processus devrait s'effectuer d'une manière transparente aux services mobiles tout en respectant leurs exigences de QoS.
• Explorer les solutions de type Réseaux d’accès radio-comme-un-service (RANaaS : RAN as a service) qui consiste à offrir les fonctionnalités des réseaux d’accès comme service Cloud. Ce type d’architecture est communément reconnu dans la littérature sous le nom de “Cloud-RAN” (Cloud Radio Access Network) et permet une gestion plus efficace de ressources et une meilleure consommation d’énergie.
• Sélectionner un point d'accès sécurisé (WiFi-AP, Femto-AP, terminal mobile à proximité) avant le déchargement en utilisant des solutions d’authentification et des mécanismes de gestion de confiance.

Plus spécifiquement, nous nous concentrerons sur 5 aspects prioritaires :
• Le premier axe concerne la proposition d’une stratégie de migration vers le Cloud Computing tout en offrant une meilleure intégration et interopérabilité des services.
• Le second aspect concerne le déploiement Green avec garantie de QoS de l’infrastructure virtuelle Cloud (IaaS : Infrastructure as a Service).
• Le troisième volet concerne l’utilisation du PaaS (Platform-as-a-Service), construite au dessus de l'IaaS, pour le déchargement des données et du calcul dans le contexte du Cloud mobile.
• Le quatrième volet concerne l’exploitation du concept Cloud-RAN pour une gestion plus efficace de ressources et une meilleure consommation d’énergie.
• Le dernier volet consiste à sécuriser l’accès à l’architecture du Cloud mobile.

Résultats

PARTIE TUNISIENNE

Intérêt scientifique
Le présent projet couvre en parallèle les thématiques de gestion de ressources, de puissance, d’énergie, de mobilité, d’accès et de déploiement green et sécurisé du Cloud mobile (concept récent et en plein essor touchant les opérateurs de télécommunications, intégrateurs de réseaux et fournisseurs de service mobiles à travers le monde). Le projet permettra de concevoir et tester une nouvelle stratégie de migration vers le Cloud computing tout en offrant une meilleure intégration et interopérabilité de services, de nouveaux algorithmes de déploiement Green autonomique, adaptatif et transparent des services du Cloud mobile tout en respectant les contrats avec les utilisateurs (SLA), de nouvelles stratégies de déchargement de calcul et d’optimisation de ressources tout en offrant un accès sécurisé a l’architecture d’intégration. Outre l’évaluation par simulation et l’approche analytique, cette coopération permettra de tester les propositions dans un environnement d’expérimentation réel qui sera fourni par LIP6 et ses collaborateurs industriels.

Retombées socio-économiques
Ce projet de coopération permettra de former un bon noyau de jeunes chercheurs qualifiés de bonnes compétences en nouvelles technologies de réseaux et les concepts clés des réseaux de futur. Ce projet permettra de renforcer également l’aspect de travail en équipe et l’intégration de travaux de plusieurs thèses dans le cadre d’un grand projet. La coopération avec LIP6 donnera aussi la possibilité d’ouverture sur l’industrie avec des partenaires qui peuvent être intéressés par notre produit comme Orange, Alcatel et Virtuor

PARTIE FRANCAISE

Intérêt scientifique

LIP6 est un des principaux centres de recherche dans les domaines de réseaux Cloud, réseaux mobiles, réseaux autonomiques, la mobilité universelle et la virtualisation des réseaux en France. Ce projet permettra d’étendre les activités de recherche communes entre les équipes PHARE et RAMSIS sur l’optimisation de la gestion et l’allocation de ressources, déchargement des services mobiles aux Clouds hétérogènes, meilleure consommation d’énergie et sécurisation d’accès aux services Cloud mobile et réseaux d’accès radio comme un service. Cette coopération permettra également de réunir l’aspect théorique (simulations et modélisation mathématique) des travaux de recherches de l’équipe RAMSIS et l’aspect orienté expérimentations et tests de l’équipe PHARE afin de proposer une architecture autonome de Cloud mobile dotée de nouveaux mécanismes de gestion de ressources, d’énergie et d’accès aux services optimisés, sécurisés et évalués théoriquement ainsi que testés en pratique.

Retombées socio-économiques
Le LIP6 est partie prenante de nombreux projets nationaux et européens qui sont tous effectués en collaboration avec des industriels. Ces collaborations permettent généralement un transfert rapide des résultats de recherche à l’industrie.

Informations supplémentaires

Université de La Manouba

Partenaire tunisien
Manouba
http://www.uma.rnu.tn/index.php?code=5

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
CRISTAL


Responsable(s)
Leila AZOUZ SAIDANE - CRISTAL - Manouba - Tél :0021671600444 - Email :leila.saidane@ensi-uma.tn

CNRS

Partenaire français
Paris
http://www.lip6.fr

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire d'informatique de Paris 6 - UMR 7606


Responsable(s)
Rami LANGAR - LIP6 - Paris - Tél :0144278785 - Email :rami.langar@lip6.fr