Architecture Engineering for a trans-generation evolution towards NGNs: Vertical and horizontal integrations - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2005

Architecture Engineering for a trans-generation evolution towards NGNs: Vertical and horizontal integrations

Une Ingénierie d'Architecture pour une évolution trans-génération aux NGNs : Intégrations verticale et horizontale

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Abstract

The network domain, in the heart of the information and communication technologies, has been distinguished, the last few years, by the growth the users demand, coupled with a multidimensional evolution of the value-added offers, and the end users requirements. In order to fulfill these requirements, the solutions proposed today deal with the issues that occur on a specific architectural level without considering the whole architecture. Indeed, the solution related to the transport level deals with the evolution of the infrastructure of the connectivity platforms (UMTS, xDSL, IP/MPLS, etc.) and the related QoS issues (such as: network resource reservation). The same analysis is applicable to the solutions dealing with the applicative services level that develop and deploy new service platforms (IN, OSA, Application Servers, etc.) and the related QoS issues (such as: applicative resource reservation). The objective of this thesis is to propose a global vue and solution by introducing a global integration concept of the telecommunication architectures, including all actor of the end-to-end overlay levels: network elements; network, applications/services and end-users. We call this concept Architecture Engineering. It is based on: (i) a cohabitation model between the different layers in order to guarantee the consistence of the whole architecture, i.e. the superposition of the architectural modules should be complementary and non redundant for an end-to-end QoS fulfillment. (ii) a cooperation model in order to monitor and evaluation in a real time way the QoS provided by the different networks composing the level. The objective is the automation of the process of deployment of new services while ensuring the required QoS. For the cooperation model in the Network level we propose a Self-organization algorithm of the network elements in order to maintain the horizontal QoS. We call this algorithm: Path-Based Clustering. In order to proof the Architecture Engineering and the related models (Cohabitation and Cooperation) concept, we designed a platform called Organizational Pilot (POrg) considering three (3) dimensions: Organizational, Functional, and Architectural. (i) The organizational dimension defines the role, scope and location of each component of POrg platform. We implemented POrg as a multi-agent platform integrated in each equipment and can be activated at any time if needed. They are in charge of declination of the QoS requirements and reorganization of the domains. (ii) Functional dimension that defines all functions and actions performed by POrg in order to maintain the QoS in an automated way. The implementation of this dimension is done using UML. All functions and actions are modeled using UML Use Cases. (iii) The Architectural dimension that defined the structure and the coordination between POrg modules. For a coherence and genericity goals, we divided POrg into two (2) parts : the first part allow POrg to communicate with its environment. The second part is the Kernel, that includes all internal processing related to the agent. The separation between processing and communication allows POrg to be integrated to any element, ensuring thus, the evolutivity and adaptability required for POrg. The implementation of POrg proofs the feasibility and the relevance of our solution.
Le domaine des réseaux, au cœur des technologies de l'information et de la communication, a été marqué ces dernières années par la croissance et le développement explosif des demandes de communications et accompagné par l'évolution multidimensionnelle des offres à valeur ajoutées ainsi que la demande de plus en plus exigeante et variées des utilisateurs. Devant ces évolutions de plus en plus rapides, les solutions proposées aujourd'hui traitent les problèmes qui surgissent dans un niveau architectural donné de manière isolée sans considérer l'architecture globale. En effet, les solutions du niveau réseau d'acheminement étudient l'évolution de l'infrastructure des plates-formes de connectivités (UMTS, xDSL, IP/MPLS, etc.) et les problématiques de QoS qui en découlent (comme la réservation de ressources réseau.) en ne considérant que ce niveau et le bout en bout transport. Il en est de même des solutions du niveau services applicatifs qui solutionnent le développement et le déploiement des plates-formes des services (RI, OSA, serveurs d'applications, etc.) et les problématiques de QoS qui en découlent (comme la réservation de ressources applicatives) en ne considérant que le niveau et le bout en bout applicatifs. L'objectif de la thèse est de proposer une vue et une solution globale en mettant en œuvre un concept d'intégration globale des architectures de télécommunications en incluant tous les acteurs des niveaux superposés de la chaîne de bout en bout, à savoir, équipements matériels, le réseau de transport, les service et les usagers de ces services. Nous avons baptisé ce concept Ingénierie d'Architecture qui se base sur : (i) un modèle de cohabitation entre les niveaux pour s'assurer de la consistance de la structure d'ensemble, c'est-à-dire, que la superposition des blocs architecturaux entre les niveaux soit fonctionnellement complémentaire et non redondante pour la QoS de bout en bout, , et (ii) un modèle de coopération pour superviser et évaluer en temps réel la QoS offerte à travers les différents réseaux constituant les niveaux horizontaux (équipement, réseau, service ou usagers). L'objectif étant d'automatiser les processus de déploiement de nouveaux services et de mettre en œuvre la QoS demandé de manière efficace. Pour le modèle de coopération du niveau réseau nous proposons un algorithme d'auto-organisation des éléments du réseau pour maintenir la QoS horizontale. Nous avons nommé cet algorithme Path-Based Clustering. Pour la mise en œuvre de l'Ingénierie d'Architecture et des modèles associés (cohabitation et coopération), nous avons conçu une plate-forme baptisée Pilote Organisationnel (POrg) en définissant les trois dimensions suivantes : organisationnelle, fonctionnelle et architecturale. (i) La dimension organisationnelle qui définit le rôle, la portée et l'emplacement de chaque entité composant la plate-forme POrg dans l'architecture globale. Nous avons défini POrg comme une plate-forme d'agents distribués, potentiellement intégrés dans chaque nœud de l'architecture (routeurs, serveurs, proxies, etc.), activables à tous moments si besoin. Ils prennent en charge la déclinaison et l'agrégation de la QoS ainsi que la réorganisation des domaines. (ii) La dimension fonctionnelle qui définit l'ensemble des fonctions et actions à mettre en œuvre par POrg pour assurer l'ajout de nouveaux services et maintenir la QoS de bout en bout de manière automatisée. Pour la modélisation des traitements nous avons eu recours à UML : l'ensemble des fonctions des agents POrg est défini à travers des diagrammes des Use-Cases UML. (iii) Et la dimension architecturale qui définit la structure et la coordination des modules composant POrg. Par soucis de cohérence et de généricité, nous avons divisé ces modules architecturaux en deux grandes parties : La première partie est celle qui permet à l'agent de communiquer avec son environnement. La deuxième partie est le Noyau qui englobe tous les traitements internes et propres à l'agent. Cette séparation entre le traitement et la communication facilite la jonction entre un agent POrg et n'importe quelle architecture assurant une certaine évolutivité et adaptabilité de la plate-forme POrg. L'implémentation d'un prototype POrg nous conforte sur la faisabilité et la pertinence de notre proposition.
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Dates and versions

pastel-00762673 , version 1 (07-12-2012)

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  • HAL Id : pastel-00762673 , version 1

Cite

Tarek Nadour. Une Ingénierie d'Architecture pour une évolution trans-génération aux NGNs : Intégrations verticale et horizontale. Réseaux et télécommunications [cs.NI]. Ecole nationale supérieure des telecommunications - ENST, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00762673⟩
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