Description

Titre de l'invention : Procédé de gestion d'au moins une entité d'orchestration dans un réseau logiciel

Technique antérieure

L'invention se rapporte au domaine général des télécommunications. Elle se situe plus précisément dans le contexte des réseaux connus sous le nom de « réseaux logiciels », basés sur les technologies SDN (en anglais « Software Defined Networking ») et NFV (en anglais « Network Functions Virtualization).

L'invention trouve une application particulière mais non limitative dans les réseaux de cinquième génération (5G) qui s'appuient sur ces technologies SDN et NFV pour offrir à des fournisseurs de service spécialisés /verticaux (télémédecine, sécurité, véhicule autonome, réseau virtuel privé ou VPN (pour Virtual Private Network en anglais), visio-conférence, etc.), par le biais de « tranches de réseau » (en anglais network slice), des services dans lesquels le niveau de performance (en termes de latence, débit, fiabilité, etc.) est certifié par un contrat de service d'interconnexion (SLA, en anglais Service Level Agreement) établi entre l'opérateur et le fournisseur de service.

La figure 1 représente schématiquement l'architecture d'un réseau logiciel de l'état de la technique, seuls les principaux composants utiles à la compréhension de l'invention, tous connus de l'homme du métier, étant représentés.

Sur la figure 1, la couche supérieure FOP regroupe les fonctions support et métiers de l'opérateur. On considère un service qui s'appuie sur des fonctions réseau virtualisées VNF (en anglais Virtualized Network Functions). Ce service est mis en oeuvre grâce à deux couches opérationnelles, à savoir une couche LM de ressources matérielles et logicielles et une couche LV de ressources virtualisées. Ces couches opérationnelles LM, LV peuvent être déployées sur une infrastructure NFVI de virtualisation des fonctions réseau, typiquement localisée dans un ou plusieurs centres de données (ou datacenters en anglais) interconnectés entre eux. Cette infrastructure NFVI offre, via une couche de virtualisation VL, accès à l'ensemble des ressources matérielles et logicielles de la couche LM qui constituent l'environnement dans lequel les VNF sont déployées.

Sur cette figure 1, on a représenté, dans la couche LM des ressources matérielles et logicielles, des ressources C de type CPU, des ressources M de type mémoire, des ressources D de type disque et des ressources N de type réseau. Les ressources virtualisées correspondantes sont référencées de la même façon dans la couche LV des ressources virtuelles.

Le déploiement, l'exécution et l'exploitation des VNF dans l'infrastructure NFVI sont pilotés par des fonctions de gestion et d'orchestration (MANO) comprenant :

- un orchestrateur NFV (NFVO) en charge du cycle de vie des services réseau ; - un gestionnaire (VNFM) en charge du cycle de vie des VNFs ; et

- un gestionnaire (VIM) en charge de la gestion des ressources de l'infrastructure NFVI. Le gestionnaire VIM est en particulier responsable du placement des machines virtuelles et de la gestion de leurs cycles de vie.

Par ailleurs, et de façon connue, le SDN dissocie le plan de contrôle (control plane en anglais) du réseau du plan d'acheminement des données (data plane en anglais). Le plan de contrôle est mis en oeuvre dans des contrôleurs SDN. Sur cette figure 1, on a représenté deux contrôleurs SDN, plus précisément un contrôleur T-SDN (en anglais « Tenant SDN controller ») et un contrôleur I-SDN (en anglais « Infrastructure SDN controller »), en suivant la norme ETSI NFV définie dans le document ETSI GS NFV-EVE 005, "Network Functions Virtualisation (NFV); Ecosystem; Report on SDN Lisage in NFV Architectural Framework," v. 1.1.1, Dec. 2015.

Les contrôleurs T-SDN et I-SDN sont en particulier responsables du choix du parcours d'acheminement des paquets, respectivement au niveau de la couche de ressources virtuelles et au niveau de la couche des ressources matérielles et logicielles.

Dans ce document, on désigne par « entités d'orchestration » EO, les fonctions MANO de gestion et d'orchestration NFVO, VNFM, VIM et les contrôleurs SDN T-SDN, I-SDN. Ces entités d'orchestration EO agissent sur un groupe de ressources dans une couche opérationnelle LM, LV. Par exemple :

- le gestionnaire VIM peut changer la quantité de CPU alloué à une machine virtuelle en agissant sur les ressources C de type CPU de la couche LV des ressources virtuelles ;

- le contrôleur T-SDN agit sur les ressources N de type réseau de la couche LV des ressources virtuelles ;

- le contrôleur I-SDN agit sur les ressources N de type réseau de la couche LM des ressources matérielles et logicielles.

Les réseaux logiciels permettent de répondre aux niveaux requis notamment par les réseaux 5G car la livraison et la gestion de réseau deviennent fortement dynamiques (avec des services composés de ressources virtualisées, déployées à la volée). Néanmoins, les réseaux logiciels introduisent de nouvelles faiblesses potentielles, en raison notamment de la distribution des prises de décisions. Par exemple, les contrôleurs SDN peuvent prendre des décisions de contrôle, et d'autres entités d'orchestration, comme le gestionnaire VNFM ou l'orchestrateur NFVO peuvent décider de reconfigurer des fonctions du réseau logiciel.

La gestion des réseaux SDN/NFV peut atteindre un niveau de complexité fonctionnelle difficile à maîtriser. Ce niveau de complexité est dû principalement à deux facteurs :

- la séparation entre le logiciel et le matériel à travers l'hyperviseur constituant la plateforme logicielle de virtualisation du système NFV ; et

- la séparation entre le plan de transfert ou d'acheminement des données (data plane) et le plan de contrôle (control plane) aussi bien dans les architectures SDN (pour l'accès au contrôleur) que pour les architectures NFV (pour l'accès à l'orchestrateur). Ces deux facteurs conduisent à une architecture SDN/NFV multicouche, dans laquelle différentes entités de gestion (comme les orchestrateurs) et différentes entités de contrôle (comme les contrôleurs SDN) peuvent prendre des décisions critiques difficiles à anticiper ou contrôler et susceptibles d'impacter la qualité de service QoS (en anglais Quality of Service).

L'invention vise une solution pour améliorer le contrôle des réseaux logiciels.

Exposé de l'invention

Plus précisément, et selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de gestion d'au moins une entité d'orchestration dans un réseau logiciel, ce procédé comportant :

- une étape d'obtention d'une indication selon laquelle ladite entité d'orchestration a effectué au moins une action d'orchestration dans ledit réseau au cours d'une fenêtre de temps ;

- une étape d'obtention d'au moins un état du réseau dans ladite fenêtre de temps, ledit état du réseau comportant un état d'un service mis en oeuvre dans le réseau et un état d'au moins une couche opérationnelle du réseau pour la mise en oeuvre dudit service ;

- une étape d'obtention, à partir dudit état du réseau et d'un état de référence du réseau, d'une valeur de réputation représentative d'une amélioration ou d'une dégradation d'un état du réseau ; et

- une étape d'envoi de ladite valeur de réputation à ladite entité d'orchestration.

Dans ce document ; on désigne par « couches opérationnelles » :

- la couche des ressources matérielles et logicielles utilisées pour la mise en oeuvre du service ; et

- la couche des ressources virtualisées utilisées pour la mise en oeuvre du service.

Corrélativement l'invention concerne un dispositif de gestion d'au moins une entité d'orchestration dans un réseau logiciel, ce dispositif comportant :

- un module d'obtention d'une indication selon laquelle ladite entité d'orchestration a effectué au moins une action d'orchestration dans ledit réseau au cours d'une fenêtre de temps ;

- un module d'obtention d'au moins un état du réseau dans ladite fenêtre de temps, ledit état du réseau comportant un état d'un service mis en oeuvre dans le réseau et un état d'au moins une couche opérationnelle du réseau pour la mise en oeuvre dudit service ;

- un module d'obtention, à partir dudit état du réseau et d'un état de référence dudit réseau, d'une valeur de réputation représentative d'une amélioration ou d'une dégradation d'un état du réseau ; et

- un module d'envoi de ladite valeur de réputation à ladite entité d'orchestration.

Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé d'orchestration mis en oeuvre par une entité d'orchestration dans un réseau logiciel, le procédé comportant :

- une étape d'envoi, à un dispositif de gestion, d'une indication selon laquelle ladite entité d'orchestration a effectué au moins une action d'orchestration dans ledit réseau au cours d'une fenêtre de temps ;

- une étape de réception d'une valeur de réputation obtenue par ledit dispositif de gestion en mettant en œuvre un procédé de tel que mentionné ci-dessus ; et

- une étape de prise en compte de ladite valeur de réputation pour sélectionner une action d'orchestration à effectuer dans ledit réseau.

Corrélativement, l'invention concerne une entité d'orchestration comportant :

- un module d'envoi, à un dispositif de gestion tel que mentionné ci-dessus d'une indication selon laquelle ladite entité d'orchestration a effectué au moins une action d'orchestration dans ledit réseau au cours d'une fenêtre de temps ;

- un module de réception d'une valeur de réputation en provenance dudit dispositif de gestion ; et

- un module de sélection d'une action d'orchestration configuré pour prendre en compte ladite valeur de réputation pour sélectionner une action d'orchestration à effectuer dans ledit réseau.

Ainsi, et d'une façon générale, l'invention propose un procédé et un dispositif de gestion configurés pour déterminer si une action d'orchestration effectuée par une entité d'orchestration dans un réseau logiciel a pour effet d'améliorer ou de dégrader l'état du réseau. Ce dispositif de gestion calcule une valeur dite de réputation représentative de cette amélioration ou de cette dégradation et la communique à l'entité d'orchestration.

L'entité d'orchestration utilise cette valeur de réputation pour sélectionner les futures actions d'orchestration qu'elle effectue dans le réseau logiciel. Ces valeurs de réputation servent ainsi de retour (en anglais feedback) aux entités d'orchestration sur l'impact de leurs actions d'orchestration sur l'état du réseau et leur permettent d'adapter ces actions d'orchestration en conséquence.

Des exemples d'actions d'orchestration sont donnés dans le document « ETSI GS NFV-IFA 010 V2.2.1 (2016-09), Network Functions Virtualisation (NFV), Management and Orchestration, Functional requirements spécification ». A titre d'exemples :

- l'orchestrateur NFVO coordonne l'attribution des ressources matérielles, par exemple en réservant ou en libérant des ressources physiques matérielles du centre de données (datacenter). L'orchestrateur NFVO peut par exemple prendre une action d'orchestration pour choisir ne pas utiliser ou libérer une VNF en panne ou surchargée ;

- le gestionnaire VNFM créé, maintient et libère les instances des fonctions virtuelles VNF : création, mise à l'échelle, maintenance et libération des instances des VNF. Le gestionnaire VNFM peut par exemple prendre une action d'orchestration pour ajouter une instance d'une VNF;

- le gestionnaire VIM gère l'allocation, l'ajout, la libération et la récupération des ressources de l'infrastructure NFVI (stockage, CPU, cartes réseau, mémoires, ...) ainsi que leur optimisation. Le gestionnaire VIM peut par exemple prendre une action d'orchestration pour allouer des ressources de calcul aux machines virtuelles ;

- un contrôleur SDN peut par exemple prendre une action d'orchestration pour configurer un nouveau chemin réseau pour l'acheminement des paquets lorsqu'il détecte qu'un chemin en cours d'utilisation est en panne ou congestionné. Il est usuel dans ce contexte de définir par « résilience » la capacité d'une entité d'orchestration ou d'un système à répondre et à compenser des déviations d'état du réseau en appliquant des actions d'orchestration pour revenir d'un état du réseau dégradé par une perturbation à un état de référence connu et stable.

De façon particulièrement remarquable, l'invention propose une solution pour améliorer la résilience des entités d'orchestration par la mise en place d'un mécanisme de réputation qui évalue l'impact des actions de d'orchestration exécutées par ces entités en termes de déviation sur la résilience du réseau.

Le dispositif de gestion est typiquement mis en oeuvre dans une fonction centrale du réseau logiciel pour gérer l'ensemble des entités d'orchestration, comme notamment les contrôleurs SDN et les fonctions de gestion et d'orchestration MANO (NFVO, VNFM, VIM) mentionnées précédemment.

Comme mentionné précédemment, l'état du réseau peut être défini par un état du service et par un état d'au moins une couche opérationnelle permettant la mise en oeuvre de ce service.

L'état du service peut être obtenu à partir de métriques décrivant le service à différents instants de la fenêtre de temps. A titre d'exemple, on peut utiliser :

- une métrique de latence ;

- une métrique de gigue ;

- une métrique de bande passante ;

- un nombre d'appels échoués, etc.

En ce qui concerne l'état de la ou des couches opérationnelles, on peut par exemple utiliser (i) un état d'une couche de ressources matérielles et logicielles et/ou (ii) un état d'une couche de ressources virtuelles dudit réseau.

L'état d'une couche opérationnelle dans une fenêtre de temps est par exemple obtenu à partir de métriques décrivant cette couche à différents instants de cette fenêtre de temps.

A titre d'exemple, des métriques opérationnelles utilisées pour décrire une couche de ressources matérielles et logicielles à un instant donné peuvent comprendre :

- des métriques relatives à l'occupation ou aux statuts de CPUs ;

- des métriques relatives à l'occupation ou aux statuts de mémoires ;

- des métriques relatives à l'occupation ou aux statuts de disques ; et

- des métriques relatives à l'occupation ou aux statuts de ressources réseau.

De même, toujours à titre d'exemple, des métriques opérationnelles utilisées pour décrire une couche de ressources virtuelles à un instant donné peuvent comprendre :

- des métriques relatives à l'occupation ou aux statuts de fonctions CPU virtualisées ;

- des métriques relatives à l'occupation ou aux statuts de fonctions mémoire virtualisées ;

- des métriques relatives à l'occupation ou aux statuts de fonction disque virtualisées ; et

- des métriques relatives à l'occupation ou aux statuts de fonction réseau virtualisées. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'état du réseau est calculé par un système à base d'apprentissage prenant en entrée les métriques de service et au moins un sous-ensemble des métriques d'au moins une couche opérationnelle.

Dans un mode de réalisation de l'invention, la couche opérationnelle (couche des ressources matérielles et logicielles ou couche des ressources virtuelles) est décrite à partir des métriques d'un seul groupe de ressources.

Il peut par exemple s'agir des métriques de type CPU, des métriques de type mémoire, des métriques de type disque ou des métriques de type ressource réseau.

En pratique, ce mode de réalisation est avantageux car une action d'orchestration vise généralement un seul groupe de ressources, par exemple, ajouter de la mémoire, effectuer une extensibilité CPU (en anglais scaling) verticale ou horizontale.

Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, la valeur de réputation est augmentée ou diminuée selon que l'état du réseau se rapproche ou s'éloigne de l'état de référence par rapport à un état dans lequel se trouvait le réseau dans une fenêtre de temps antérieure à ladite fenêtre de temps.

Dans un mode particulier de réalisation, pour calculer une distance entre deux états du réseau, on représente ces états dans un espace bidimensionnel dans lequel une première dimension représente l'état du service et une deuxième dimension représente l'état de la couche opérationnelle qui rend ce service dans le réseau.

Un tel espace, connu sous le nom d'« espace de résilience » a été défini par Sterbenz et. al dans le document « Evaluation of network resilience, survivability, and disruption tolérance: analysis, topology génération, simulation, and expérimentation 2013-02. ».

L'invention concerne également un système comportant un dispositif de gestion et au moins une entité d'orchestration tels que mentionnés ci-dessus.

Les procédés de gestion et d'orchestration peuvent être mis en oeuvre par un programme d'ordinateur.

Par conséquent, l'invention vise également un programme d'ordinateur sur un support d'enregistrement, ce programme étant susceptible d'être mis en oeuvre dans un ordinateur, ce programme comporte des instructions permettant la mise en oeuvre d'un procédé de gestion ou la mise en oeuvre d'un procédé d'orchestration tels que décrits ci-dessus.

Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable.

L'invention vise aussi un support d'information ou un support d'enregistrement lisibles par un ordinateur, et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur tel que mentionné ci-dessus. Le support d'information ou d'enregistrement peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker les programmes. Par exemple, les supports peuvent comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette (floppy dise) ou un disque dur, ou une mémoire flash.

D'autre part, le support d'information ou d'enregistrement peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par lien radio, par lien optique sans fil ou par d'autres moyens.

Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.

Alternativement, le support d'informations ou d'enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel un programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution de l'un des procédés tels que décrits précédemment.

On peut également envisager, dans d'autres modes de réalisation, que le procédé de gestion, le procédé d'orchestration, le dispositif de gestion, l'entité d'orchestration et le système selon l'invention présentent en combinaison tout ou partie des caractéristiques précitées.

Brève description des dessins

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci- dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :

[Fig. 1] la figure 1 déjà décrite représente un réseau logiciel conforme l'état de la technique ;

[Fig. 2] la figure 2 représente un système conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention ;

[Fig. 3] la figure 3 représente des états successifs d'un réseau dans un espace de résilience ;

[Fig. 4] la figure 4 illustre l'effet d'une action d'orchestration;

[Fig. 5] la figure 5 illustre des distances entre des états dans un espace de résilience ;

[Fig. 6] la figure 6 illustre le calcul de réputations dans différentes situations;

[Fig. 7] la figure 7 représente les principales étapes mises en oeuvre par les modules, dispositifs et entités du système de la figure 2 dans un mode particulier de réalisation ;

[Fig. 8] la figure 8 représente l'architecture matérielle d'un dispositif de gestion conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention ;

[Fig. 9] la figure 9 représente l'architecture fonctionnelle d'un dispositif de gestion conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention ; [Fig. 10] la figure 10 représente l'architecture matérielle d'une entité d'orchestration conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention ; et

[Fig. 11] la figure 11 représente l'architecture fonctionnelle d'une entité d'orchestration conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention.

Description détaillée de modes de réalisation particuliers de l'invention

La figure 2 représente un système S conforme à un mode de réalisation de l'invention. Ce système est décrit dans le contexte de l'analyse d'un réseau virtualisé RV dans lequel un service SV est mis en oeuvre, ce service SV s'appuyant sur des fonctions réseau virtualisées VNF.

Dans le mode de réalisation décrit ici, l'état S _S v ' de ce service SV, à un instant donné ti, peut être défini à partir d'un ensemble (ou conjoint) smsv ' de nSV métriques de service à cet instant ti, nSV désignant un entier supérieur ou égal à 1. On note smsv ' = [siri _! ¹ ',.··, sirinsv ¹ '], l'ensemble des nSV métriques décrivant le service SVn à l'instant ti. Ces métriques de service comprennent par exemple :

- une métrique sirii ¹¹ de latence ;

- une métrique sm ₂ ^tl de gigue ;

- une métrique sms ¹¹ de bande passante ; ... et

- un nombre sm _n sv ' d'appels échoués.

Dans un mode de réalisation de l'invention, on utilise une fonction prédéterminée fsv pour estimer un état S _S v ' du service SV à l'instant ti à partir des métriques sm _s v ¹¹ . Autrement dit, dans ce mode de réalisation : Ssv ¹ ' = fsvCsnO = fsvCsmi ¹¹ ,..., sirinsv ¹¹ )·

Les états Sa ¹ du service SV calculés à différents instants ti permettent de définir un état S _S v ^k du service SV dans une fenêtre de temps T ^k . Cet état S _S v ^k peut ici être qualifié de stable. Par exemple, S _S v ^k est la moyenne des états Ssv ¹¹ du service SV calculés à différents instants ti de la fenêtre de temps T ^k . En variante, d'autres fonctions statistiques que la moyenne, par exemple des fonctions de regréssion, peuvent être utilisées pour calculer un état S _S v ^k du service pour la fenêtre de temps T ^k à partir des états de service instantanés Sa ¹ .

Dans un mode de réalisation, la mise en oeuvre du service SV implique deux couches opérationnelles, à savoir :

- une couche opérationnelle LV de ressources virtuelles (machines virtuelles, containers, ...); et

- une couche opérationnelle LM de ressources matérielles et logicielles (serveurs, ...).

Chacune de ces couches opérationnelles LV, LM est décrite par un ensemble (ou conjoint) de métriques opérationnelles. On note :

- orri _LM ¹¹ = [om _LM , ¹ ,..., om^n ¹¹ ], l'ensemble des nLM métriques opérationnelles décrivant la couche LM des ressources matérielles et logicielles à l'instant ti, nLM désignant un entier supérieur ou égal à 1 ; et - o ^h n ' = [OITI _LV , _! ¹¹ ,..., o ^h n _,h i_n '], l'ensemble des nLV métriques opérationnelles décrivant la couche LV des ressources virtuelles à l'instant ti, nLV désignant un entier supérieur ou égal à 1.

Ces métriques instantanées sont mesurées sur les équipements de l'infrastructure physique de virtualisation NFVI.

A titre d'exemple, des métriques opérationnelles om _{LM i} utilisées pour décrire la couche LM des ressources matérielles et logicielles à l'instant ti peuvent comprendre :

- des métriques relatives à l'occupation ou aux statuts de CPUs ;

- des métriques relatives à l'occupation ou aux statuts de mémoires ;

- des métriques relatives à l'occupation ou aux statuts de disques ; et

- des métriques relatives à l'occupation ou aux statuts de ressources réseau, d'équipements de l'infrastructure NFVI.

De même, toujours à titre d'exemple, des métriques opérationnelles oh _n ' utilisées pour décrire la couche LV des ressources virtuelles à l'instant ti peuvent comprendre :

- des métriques relatives à l'occupation ou aux statuts de fonctions CPU virtualisées ;

- des métriques relatives à l'occupation ou aux statuts de fonctions mémoire virtualisées ;

- des métriques relatives à l'occupation ou aux statuts de fonction disque virtualisées ; et

- des métriques relatives à l'occupation ou aux statuts de fonction réseau virtualisées, des containers ou des machines virtuelles exécutées par des serveurs de l'infrastructure NFVI.

Dans un mode de réalisation de l'invention, on utilise une fonction prédéterminée f _LM pour estimer un état S _LM ¹¹ de la couche opérationnelle LM des ressources matérielles et logicielles à l'instant ti à partir des métriques om^ . Autrement dit, dans ce mode de réalisation :

Les états S _LM ¹¹ de la couche opérationnelle LM des ressources matérielles et logicielles calculés à différents instants ti permettent de définir un état (qualifié de stable) S _LM ^k de cette couche dans une fenêtre de temps T ^k . Par exemple, S _LM ^k est la moyenne des états S _LM ¹¹ de la couche LM calculés à différents instants ti de la fenêtre de temps T ^k . En variante, d'autres fonctions statistiques que la moyenne, par exemple des fonctions de regréssion, peuvent être utilisées pour calculer un état S _LM ^k de la couche LM pour la fenêtre de temps T ^k à partir des états instantanés S _LM ¹¹ ·

Dans un mode de réalisation de l'invention, on utilise une fonction prédéterminée f _L v pour estimer un état S _LV ¹ de la couche opérationnelle LV des ressources virtuelles à l'instant ti à partir des métriques OITI _LV ¹ . Autrement dit, dans ce mode de réalisation :

S _L v ^U = fLv(om _L v ') = ίΐ _L/ (o ^h n,L..., o ^h _n,hΐL/ ^H )

Les états S _LV ¹¹ de la couche opérationnelle LV des ressources virtuelles calculés à différents instants ti permettent de définir un état (qualifié de stable) S _L v ^k de cette couche dans une fenêtre de temps T ^k . Par exemple, S _L v ^k est la moyenne des états S _LV ¹¹ de la couche LV calculés à différents instants ti de la fenêtre de temps T ^k . En variante, d'autres fonctions statistiques que la moyenne, par exemple des fonctions de regréssion, peuvent être utilisées pour calculer un état S _L v ^k de la couche LV pour la fenêtre de temps T ^k à partir des états instantanés S _L v '

Dans la suite de la description, on désignera par L une couche opérationnelle LM ou LV et par G les métriques d'un type de ressources particulières. Par exemple G peut prendre 4 valeurs C, M, D et N pour désigner des métriques relatives :

- à des ressources matérielles et logicielles de CPU de la couche LM ou à des fonctions CPU virtualisées de la couche LV (G=C) ;

- à des ressources matérielles et logicielles de disque de la couche LM ou à des fonctions disque virtualisées de la couche LV (G=D) ;

- à des ressources matérielles et logicielles de mémoire de la couche LM ou à des fonctions mémoire virtualisées de la couche LV (G=M) ;

- à des ressources matérielles et logicielles réseau de la couche LM ou à des fonctions réseau virtualisées de la couche LV (G=N).

Des exemples concrets de métriques CPU (G=C) sont par exemple :

- node_cpu_core_throttles_total{core="0",package="0"} (nombre de fois où la fréquence d'un CPU a été limitée pour éviter ou faire face à une surchauffe) ou

- node_cpu_scaling_frequency_hertz{cpu="4"} (valeur courante de la fréquence du quatrième cœur du CPU).

Dans un mode particulier de réalisation, l'invention propose de définir huit états du réseau logiciel S ^k(G,L) dans la fenêtre de temps T ^k , avec :

- G = C, D, M ou N ; et

- L = LM ou LV.

Ainsi et à titre d'exemple la notation S ^k(N ' ^LV) désigne un état du réseau logiciel défini par :

- l'état Ssv ^k du service SV dans la fenêtre de temps T ^k , et

- un état S _L v ^k de la couche opérationnelle des ressources virtuelles LV dans la fenêtre de temps T ^k calculé à partir des métriques relatives aux fonctions réseau virtualisées.

Comme représenté à la figure 3, les états S ^k , S ^k+1 , S ^k+2 du réseau logiciel ((G,L) omis par souci de simplification) dans des fenêtres de temps successives T ^k , T ^k+1 , T ^k+2 peuvent être représentés dans un espace à deux dimensions dans lequel :

- la dimension DP (axe des ordonnées) représente l'état Ssv ^k du service SV ; et

- la dimension DN (axe des abscisses) représente un état opérationnel S _L ^k d'une couche opérationnelle matérielle LM ou virtuelle LV qui rend ce service dans le réseau.

Sur cette figure 3, les flèches représentent des transitions du réseau entre deux états S ^k , S ^k+1 , respectivement entre deux états S ^k+1 ,S ^k+2 , de fenêtres de temps T ^k , T ^k+1 successives, respectivement de fenêtres de temps T ^k+1 , T ^k+2 successives. De retour à la figure 2, le système S comporte un module MOM d'obtention des métriques du réseau virtualisé. Dans le mode de réalisation décrit ici, ce module MOM est configuré pour collecter, à différents instants ti :

- les métriques de service smsv ' ;

- les métriques om^ ¹ de la couche opérationnelle des ressources matérielles LM ; et

- les métriques om^ ¹ de la couche opérationnelle des ressources virtuelles LV.

Dans le mode de réalisation décrit ici, le système S comporte un module MOE d'obtention d'états S ^k du réseau logiciel dans différentes fenêtres de temps T ^k à partir des métriques de service smsv ' et des métriques opérationnelles om^ ¹ et omi ¹¹ collectées par le module MOM à différents instants ti dans ces fenêtres de temps T ^k .

Dans un mode de réalisation de l'invention, le module MOE d'obtention d'états utilise des fonctions prédéterminées f _s , Vi, fi_v pour calculer les états S _s ^k du service SV, les états S _L ^k de la couche opérationnelle des ressources virtuelles LV et les états S _LM ^k de la couche opérationnelle des ressources matérielles LM dans la fenêtre de temps T ^k à partir des différentes métriques.

Ces fonctions f _S v, Vi, fi_v sont par exemple des fonctions de classification aptes à effectuer une mise en correspondance (en anglais mapping) des métriques vers un état. Ainsi par exemple, la fonction f _S v peut être une fonction apte à mettre en correspondance les métriques sm^ ¹ avec un état de service Ssv ¹ · Ces fonctions peuvent être implémentées sous forme de réseaux de neurones (en anglais neural network).

Dans un autre mode de réalisation, le module MOE d'obtention d'états utilise une méthode à base d'apprentissage (en anglais Machine Learning) ML qui prend en entrée les métriques oh _M ¹¹ et om^ ¹ des couches opérationnelles LM et LV et les métriques smsv ¹¹ de service pour compresser ces métriques et calculer les états S ^k du réseau à chaque fenêtre temporelle T ^k .

Par exemple, cette méthode peut utiliser un auto-encoder et utiliser une erreur de reconstruction pour compresser les métriques omi ¹ ', om^ ¹ et smsv ¹¹ sur un seul indicateur S ^k .

En variante, cette méthode peut combiner une technique de réduction de la dimensionnalité, par exemple la méthode PCA (en anglais Principal Component Analysis) et une technique de regroupement (en anglais clustering) pour projeter les métriques sur un espace bidimensionnel, reconnaître les groupements (en anglais clusters) des métriques et définir les états à partir de ces groupements.

Dans un mode particulier de réalisation, le module MOE d'obtention d'états peut calculer les états successifs S ^k(G,L) (et les transitions) pour chaque couche opérationnelle L (LM ou LV) et pour chaque groupe G de métriques C, D, M et N (CPU, disque, mémoire et réseau).

Dans le mode de réalisation décrit ici, le module MOE d'obtention d'états enregistre les états S ^k ou S ^k(G,L) dans une mémoire tampon MT (en anglais buffer). La figure 4 illustre, d'une façon générale, un objectif visé par les entités d'orchestration EO (NFVO, VNFM, VIM, T-SDN, I-SDN).

Cette figure représente, dans un espace de résilience du type de celui de la figure 3, un état S _R du réseau considéré comme un état de référence et un état S ^k dégradé de ce réseau. L'écart entre ces états S _R et S ^k peut être qualifié de déviation D ; il est représenté par une flèche à trait plein sur la figure 4.

Un rôle des entités d'orchestration EO est de mettre en place une ou plusieurs actions d'orchestration pour compenser une telle déviation d'état D, de manière à ce que le réseau revienne ou tende à revenir de son état dégradé S ^k à son état de référence S _R comme illustré par la flèche en traits pointillés sur la figure 4.

Par exemple, une entité d'orchestration comme le VIM, qui gère des machines virtuelles pourra observer que le niveau de CPU est insuffisant (état dégradé) et appliquer une action d'orchestration d'extensibilité verticale ou horizontale.

Dans le mode de réalisation décrit ici, chaque entité d'orchestration EO enregistre dans la mémoire tampon MT une indication IA ^k si elle a mis en oeuvre une ou plusieurs actions d'orchestration A ^k pendant la fenêtre de temps T ^k . Sur la figure 2, on note :

- IA SDN une indication qu'une ou plusieurs actions ont été effectuées par le contrôleur T-SDN;

- IAYSDN une indication qu'une ou plusieurs actions ont été effectuées par le contrôleur I-SDN ;

- IA ^k _NFV o une indication qu'une ou plusieurs actions ont été effectuées par l'orchestrateur NFVO ;

- IAVNFM une indication qu'une ou plusieurs actions ont été effectuées par le gestionnaire VNFM ;

- IA ^k _ViM une indication qu'une ou plusieurs actions ont été effectuées par le gestionnaire VIM pendant la fenêtre de temps T ^k .

Dans le mode de réalisation décrit ici, le système S comporte un dispositif TRM de gestion configuré pour obtenir à partir de la mémoire tampon MT :

- les états S ^k ou s ^k(G,L) du réseau logiciel publiés par le module MOE d'obtention d'états du réseau pendant une fenêtre de temps T ^k ; et

- les indications IA ^k que des actions ont été effectuées par les entités d'orchestration EO pendant cette fenêtre de temps T ^k .

Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, lorsque le module TRM de gestion reçoit l'information selon laquelle le réseau logiciel est, dans une fenêtre de temps T ^k , dans un état dégradé S ^k et qu'il prend connaissance qu'une entité d'orchestration EO a effectué une action pendant cette fenêtre de temps T ^k , le module TRM envoie à cette entité d'orchestration EO une valeur de réputation r _EO ^k inversement proportionnelle à la distance entre la représentation de l'état S _R de référence la représentation de l'état dégradé S ^k dans l'espace de résilience de la figure 4.

Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, le module TRM utilise un modèle de réputation tel que la valeur de réputation r _E o ^k est difficile à gagner mais facile à perdre, pour décourager les actions d'orchestration A ^k des entités d'orchestration EO qui éloignent l'état du système de l'état de référence S _R et qui aggravent les pannes en ayant un impact négatif sur le réseau. Ainsi, la réputation r _EO ^k d'une entité d'orchestration EO qui éloigne l'état courant de l'état de référence S _R , doit chuter brutalement, diminuer considérablement ou devenir relativement basse. Au contraire, lorsque une action d'orchestration A ^k rapproche l'état S ^k de l'état de référence S _R ou le maintien autour de cet état de référence, l'entité d'orchestration EO à l'origine de cette action A ^k doit être récompensée par le dispositif de gestion TRM par une valeur de réputation r _E o ^k en légère hausse, ou relativement élevée.

Dans un autre mode de réalisation décrit en référence à la figure 5, ladite valeur de réputation r _EO ^k est augmentée ou diminuée selon que ledit état S ^k du réseau se rapproche ou s'éloigne dudit état de référence S _R par rapport à un état S ^{k l} du réseau dans une fenêtre de temps T ^{k l} antérieure à ladite fenêtre de temps T ^k .

Par exemple, en notant ;

- d ^k la distance entre l'état de référence S _R ;et

- r _EO ^k la valeur de réputation calculée pour la fenêtre de temps T ^k ; on peut définir r _EO ^k = r _EO ^{k l} .d ^{k l} /d ^k .

Dans un autre mode de réalisation décrit en référence aux figures 6A à 6D, on considère deux types de transition entre des états du réseau logiciel, à savoir :

- des transitions dites « spontanées » (référencées D _? ) lorsque le réseau subit une dégradation qui ne peut pas être attribuée à une entité d'orchestration EO, par exemple en raison d'une panne ou d'un mauvais usage d'un équipement. Le module TRM considère qu'une transition qui se produit dans une fenêtre de temps T ^k est spontanée si ce module TRM ne reçoit aucune indication IA ^k d'une action d'orchestration A ^k pour cette fenêtre de temps ; et

- des transitions dites « non spontanées » (référencées D _Ak ) dans lequel le réseau bascule d'un état S ^{k l} à un nouvel état S ^k en raison d'une action d'orchestration A ^k effectuée par une entité d'orchestration EO, cette action pouvant avoir un impact positif (S ^k se rapproche de l'état de référence S _R par rapport à S ^{k l} ) ou négatif (S ^k s'éloigne de l'état de référence S _R par rapport à S ^{k l} ) sur le réseau.

Dans ce mode de réalisation et comme représenté à la figure 6, on note :

- D _AkN la composante de D _Ak selon l'axe des abscisses DN ; et

- D _AkP la composante de D _Ak selon l'axe des ordonnées DP.

Dans la situation de la figure 6A, les composantes D _AkN et D _AkP sont positives. Dans le mode de réalisation décrit ici, le module TRM envoie à l'entité d'orchestration EO ayant effectué l'action A ^k une valeur de réputation r _EO ^k négative et proportionnelle à D _AkP et inversement proportionnelle à D _? , D _? désignant également la distance entre S _R et S ^{k l} . Dans la situation de la figure 6B, la composante D _AkN est négative et la composante D _AkP est positive. Dans le mode de réalisation décrit ici, le module TRM envoie à l'entité d'orchestration EO ayant effectué l'action A ^k une valeur de réputation r _EO ^k négative et proportionnelle à D _AkP /D _? .

Dans la situation de la figure 6C, la composante D _AkN est positive et la composante D _Ak est négative. Dans le mode de réalisation décrit ici, le module TRM envoie à l'entité d'orchestration EO ayant effectué l'action A ^k une valeur de réputation r _EO ^k négative et proportionnelle à D _AkN /D _? .

Dans la situation de la figure 6D, les composantes D _AkN et D _Ak sont négatives. Dans le mode de réalisation décrit ici, le module TRM envoie à l'entité d'orchestration EO ayant effectué l'action A ^k une valeur de réputation r _EO ^k positive et proportionnelle à D _Ak et inversement proportionnelle à D _? .

Comme représenté à la figure 2, dans le mode de réalisation décrit ici, les entités d'orchestration EO reçoivent les valeurs de réputation r _EO ^k du module TRM. On note par exemple, r _ViM ^k la valeur de réputation que le module TRM envoie au gestionnaire VIM.

Dans le mode de réalisation décrit ici, au début de la mise en place du service SV, chaque entité d'orchestration EO a une valeur de réputation r _E0 nulle. Puis, au fur et à mesure qu'une entité d'orchestration EO effectue des actions d'orchestration A ^k , cette entité EO reçoit du module TRM des valeurs de réputation r _EO ^k qui permettent à cette entité d'orchestration EO de comprendre si les actions d'orchestration A ^k effectuées dans le but de corriger un état dégradé du réseau sont effectivement efficaces pour ramener le réseau dans ou vers son état de référence S _R .

Autrement dit, ces valeurs de réputation r _EO ^k servent de retour (en anglais feedback) aux entités d'orchestration sur l'impact de leurs actions d'orchestration.

Dans le mode de réalisation décrit ici, les entités d'orchestration EO utilisent les valeurs de réputation r _EO ^k pour optimiser et/ou corriger leurs futures actions d'orchestration afin de mieux réagir aux futures dégradations.

Ainsi, dans le mode de réalisation décrit ici, chaque entité d'orchestration EO comporte un agent RL configuré pour mettre en oeuvre une méthode d'apprentissage par renforcement (en anglais Reinforcement Learning ou RL). Cet agent RL reçoit en entrée les valeurs de réputation r _EO ^k et sélectionne en sortie les actions d'orchestration adaptées pour réagir à une dégradation donnée.

Le principe d'une telle méthode d'apprentissage par renforcement est connu de l'homme de l'art. En l'espèce, elle pourrait mettre en oeuvre un algorithme d'apprentissage par renforcement pour réaliser une transition de l'état courant vers un état cible sur la base d'un signal de retour (en anglais feedback) généré suite à une action d'orchestration.

Dans le mode de réalisation décrit ici, la prise en compte de ces valeurs de réputation rEOk permet :

- à l'orchestrateur NFVO d'améliorer sa gestion du cycle de vie des services réseau

- au gestionnaire VNFM d'améliorer la prise en charge du cycle de vie des VNFs ;

- au gestionnaire VIM d'améliorer le placement des machines virtuelles et la gestion de leurs cycles de vie ; - aux contrôleurs T-SDN et I-SDN d'améliorer le parcours d'acheminement de trafic, chacun à leur niveau. Le I-SDN gère les connections entre les VNFs et le T-SDN peut contrôler le trafic au niveau tenant étant vu comme une autre fonction réseau (VNF). Sur ce point, l'homme du métier pourra se reporter au document « Network Slicing for 5G with SDN/NFV: Concepts, Architectures and Challenges, Ordonez et al, March 2017, IEEE Communications Magazine 55(5) ».

La figure 7 représente les principales étapes mises en oeuvre par les modules, dispositifs et entités du système de la figure 2 dans un mode particulier de réalisation. Les étapes mises en oeuvre par le dispositif de gestion TRM constituent un exemple de procédé de gestion conforme à l'invention. De même, les étapes mises en oeuvre par l'entité d'orchestration EO constituent un exemple de procédé d'orchestration conforme à l'invention.

Au cours d'une étape E10, le module MOM d'obtention obtient à différents instants ti :

- les métriques de service srrisv ' ;

- les métriques OITILM ¹¹ de la couche opérationnelle des ressources matérielles LM ; et

- les métriques oh n ¹¹ de la couche opérationnelle des ressources virtuelles LV.

Le module MOM communique ces métriques au module MOE d'obtention d'états au cours d'une étape E20.

Au cours d'une étape E30, le module MOE d'obtention d'états calcule les états S ^k du réseau pour différentes fenêtres de temps T ^k . Il utilise par exemple une méthode à base d'apprentissage qui prend en entrée les métriques oh _M ¹¹ et om^ ¹ des couches opérationnelles LM et LV et les métriques smsv ¹¹ de service.

Le module MOE communique les états S ^k du réseau au dispositif de gestion TRM au cours d'une étape E40.

Au cours d'une étape générale E50, une entité d'orchestration EO décide des actions d'orchestration à effectuer dans le réseau logiciel. Elle effectue l'action A ^k au cours d'une étape E60. Au cours d'une étape E70 elle envoie au dispositif de gestion TRM une indication IA _E o ^k selon laquelle elle a effectué au moins une action d'orchestration pendant la fenêtre de temps T ^k .

Au cours d'une étape E80, le dispositif de gestion TRM calcule une valeur de réputation r _E o ^k pour la fenêtre de temps T ^k et l'entité d'orchestration EO. Cette valeur de réputation r _EO ^k représente le fait que l'état S ^k du réseau a été amélioré ou dégradé par l'action A ^k effectuée par l'entité d'orchestration EO.

Le dispositif de gestion TRM envoie la valeur de réputation r _EO ^k à l'entité d'orchestration EO au cours d'une étape E90.

Au cours d'une étape E100, l'entité d'orchestration EO injecte cette valeur de réputation r _EO ^k dans son système d'apprentissage RL. Elle sera prise en compte au cours d'une itération ultérieure de l'étape E50 pour sélectionner une future action d'orchestration. La figure 8 représente l'architecture matérielle d'un dispositif de gestion TRM conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention. Dans le mode de réalisation décrit ici, ce dispositif a l'architecture matérielle d'un ordinateur. Il comporte un processeur 10, des moyens de communication 11 sur un réseau, une mémoire vive de type RAM 12, une mémoire non volatile réinscriptible 13 et une mémoire morte 14. La mémoire morte constitue un support d'informations pour stocker un programme d'ordinateur PG-TRM conforme à l'invention. Lorsque le processeur 10 exécute ce programme d'ordinateur, il met en oeuvre le procédé de gestion décrit en référence à la figure 7.

La figure 9 représente l'architecture fonctionnelle d'un dispositif de gestion TRM conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention. Ce dispositif peut être implémenté de façon matérielle comme illustré à la figure 8. Il comporte :

- un module M70 d'obtention d'une indication IA ^k selon laquelle une entité d'orchestration EO a effectué au moins une action d'orchestration A ^k dans le réseau au cours d'une fenêtre de temps (T ^k ) ;

- un module M40 d'obtention d'au moins un état S ^k du réseau dans ladite fenêtre de temps T ^k , ledit état S ^k du réseau comportant un état S _S v ^k d'un service mis en oeuvre dans le réseau et un état S _L ^K d'au moins une couche opérationnelle du réseau pour la mise en oeuvre de ce service SV ;

- un module M80 d'obtention, à partir dudit état du réseau S ^k et d'un état S _R de référence dudit réseau, d'une valeur de réputation r _E o ^k représentative d'une amélioration ou d'une dégradation de l'état du réseau ; et

- un module M90 d'envoi de la valeur de réputation r _E o ^k à l'entité d'orchestration (EO).

La figure 10 représente l'architecture matérielle d'une entité d'orchestration EO conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention. Dans le mode de réalisation décrit ici, cette entité EO a l'architecture matérielle d'un ordinateur. Elle comporte un processeur 20, des moyens de communication 21 sur un réseau, une mémoire vive de type RAM 22, une mémoire non volatile réinscriptible 23 et une mémoire morte 24. La mémoire morte constitue un support d'informations pour stocker un programme d'ordinateur PG-EO conforme à l'invention. Lorsque le processeur 20 exécute ce programme d'ordinateur, il met en oeuvre le procédé d'orchestration décrit en référence à la figure 7.

La figure 11 représente l'architecture fonctionnelle d'une entité d'orchestration EO conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention. Cette entité peut être implémentée de façon matérielle comme illustré à la figure 10. Elle comporte :

- un module M700 d'envoi, à un dispositif TRM de gestion, d'une indication IA ^k selon laquelle ladite entité d'orchestration EO a effectué au moins une action d'orchestration A ^k dans ledit réseau au cours d'une fenêtre de temps T ^k ;

- un module M900 de réception d'une valeur de réputation r _EO ^k en provenance dudit dispositif de gestion TRM ;

- un module M500 de sélection d'une action d'orchestration, ce modulé étant configuré pour prendre en compte ladite valeur de réputation r _EO ^k pour sélectionner une action d'orchestration à effectuer dans le réseau.