CRAN - Campus Sciences
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Sujet de Thèse : Unification des stratégies de contrôle d'un réseau embarqué temps-réel reconfigurable.
Dates : 2015/10/01 - 2018/09/30
Etudiant : Dorine Alexandrine PETIT
Directeur(s) CRAN : Thierry DIVOUX , Jean-Philippe GEORGES
Description : Dans les réseaux embarqués, la dimension temporelle s’avère essentielle, tant pour la commande que pour l’observation des échanges. C’est d’autant plus vrai pour les protocoles qui n’implémentent pas nativement cette exigence, comme Ethernet par exemple. De précédents travaux ont permis de mettre en évidence des limitations techniques dans l’utilisation du protocole IEEE1588 - PTP (Precision Time Protocol) amenant à des performances en termes d’incertitudes de synchronisation de l’ordre de +/- 200 µs. Pour la fonction d’observabilité, il s’avère que ces valeurs pourraient remettre en cause l’observation de l’ordre des flux. Par ailleurs, si l’ensemble des nœuds terminaux devaient être synchronisés (à des fins d’estampillage notamment), la charge liée à la synchronisation augmenterait. Ceci, associé à une possible augmentation de la charge des autres trafics, pourrait avoir un impact supplémentaire sur ces incertitudes de synchronisation. Aussi, au lieu de considérer (uniquement) de la synchronisation au-dessus d’Ethernet (via PTP), il apparaît important de considérer une synchronisation au niveau de la couche physique (qui ne serait pas soumise à la charge réseau).
Cette stratégie, nommée Ethernet Synchrone (SyncE), est une solution standardisée sous forme de recommandations ITU-T (ITU-TRec. G.8261, ITU-TRec. G.8262 et ITU-T Rec. G.8264). L’objectif de cette thèse est d’étudier cette technologie afin de montrer dans quelle mesure elle pourrait être intéressante dans le cas d’applications embarquées à caractère temps-réel fort. On s’intéressera notamment à l’identification du gain de performances en termes de dérives des horloges et de consommation de bande passante.
Fort de cette qualité de synchronisation, on pourra envisager des méthodes de reconfiguration rapide de la topologie, de la commande applicative, ou même de la « commande » du réseau (classification de service, routage, transmissions parallèles, …).
L’objectif est alors d’unifier ces méthodes de reconfiguration au sein d’un même plan de contrôle permettant d’organiser les échanges associés aux différents services : organisation des tops multicast (pour la diffusion de messages de synchronisation applicative), choix du mode de communication (commande centralisée ou distribuée), gestion de l’observabilité, de la reconfiguration, de l’agrégation des données, de la priorisation, . . . Ces services sont alors retirés de l’équipement d’interconnexion, qui ne gère finalement plus que les données pour être regroupés sur un seul contrôleur. Les communications entre le contrôleur et les équipements d’interconnexion peuvent être alors réalisées par un protocole standard comme OpenFlow. L’avantage de celui-ci est la possibilité de communiquer avec tout équipement ouvert et cela quelque soit la technologie.
Cette nouvelle approche, permettant de séparer le plan de données du plan de contrôle du réseau, est définie selon le paradigme SDN (Software Defined Network) qu’il conviendra d’instancier sur un démonstrateur de grande échelle existant au laboratoire, en spécifiant un nouveau protocole.
Mots clés : Ethernet synchrone, Software Defined Network
Conditions : Le doctorant bénéficiera d'un contrat doctoral sur budget propre CRAN d'une durée de 3 ans. Il sera titulaire d'un diplôme de master ou équivalent qui lui aura donné des compétence fortes en matière de réseaux, en particuliers embarqués et temps-réels.
Département(s) :
Ingénierie des Systèmes Eco-Techniques
Financement : Le doctorant bénéficiera d'un contrat doctoral sur budget propre CRAN d'une durée de 3 ans.