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1DGX, Paris, 16 septembre 2003
Data Grid ExplorerThème Réseaux
Pascale Vicat-Blanc Primet
LIP ENSLyon, France
2DGX, Paris, 16 septembre 2003
Plan
Objectifs communauté réseaux
Emulation de réseaux
Cas d’étude: Ex: émulation d’un « nuage réseau de
grille» et étude des protocoles de transport.
Contribution à la construction de l’émulateur
3DGX, Paris, 16 septembre 2003
Objectifs d’un grand instrument pour la communauté réseaux
4DGX, Paris, 16 septembre 2003
Besoins des chercheurs en réseaux
Evolution d’ Internet: QoS, securité, mobilité sans fil, multicast, overlays…
De nouveaux protocoles et algorithmes sont développés
Comment développer et évaluer?
5DGX, Paris, 16 septembre 2003
Solutions classiques
Vrai tesbed (locaux ou étendus): coûteux et difficiles à contrôler
Simulations (ns) : confinées à des protocoles et des algorithmes synthétiques
Emulation permet de faire interagir un simulateur avec de vrais réseaux opérationnels
6DGX, Paris, 16 septembre 2003
Objectifs pour la communauté réseau
Un instrument d’étude
Multi-domaines hétérogènes à topologie connue À configuration modifiable À charge contrôlée À profils de trafic réalistes
7DGX, Paris, 16 septembre 2003
Créer et étudier un nuage réseau « réaliste »
RéalisteConfigurableContrôlable
RéalisteConfigurableContrôlable
8DGX, Paris, 16 septembre 2003
Un nuage réseau « réaliste »
Vrais protocoles d’extrémités
Vrais trafic concurrent Vrais équipements
9DGX, Paris, 16 septembre 2003
Un nuage réseau « contrôlable »
Contrôle du trafic injecté
Contrôle de la topologie Contrôle des performances
10DGX, Paris, 16 septembre 2003
Etudes envisagées (>RTP réseaux)
Plan Données Etude et expérimentation de nouveaux protocoles et
services• Transport Haute Performance (HS TCP)• Multicast• Multimédia• Mesures de performances de bout en bout
Plan Contrôle et gestion Ingénierie de trafic Déploiement par réseaux programmables Monitorage, configuration, administration Métrologie
Validation de protocoles et systèmes à grande échelle
11DGX, Paris, 16 septembre 2003
Multi-domaines hétérogènes
. Réseaux d’accès réels:sous-réseaux d’accès très haut-débit sous-réseaux (locaux) d'accès filaires (xDSL) sous-réseaux d’accès étendus sans fil (802.11)
Domaines internes émulés backbone très haut-débit (ex: LIP RESO) émulation de G-MPLS (ENST) émulateur d’un sous-ensemble d’Internet
(LAAS)
12DGX, Paris, 16 septembre 2003
Emulation de réseaux
13DGX, Paris, 16 septembre 2003
References
The Network Simulator: ns-2, http://www.isi.edu/nsnam/ns/
L. Rizzo, "Dummynet: a simple approach to the evaluation of network protocols," ACM Computer Communication Review, vol. 27, 1997.
K. Fall, "Network Emulation in the VINT/NS Simulator," In Proceedings of 4th IEEE Symposium on Computers and Communications, July 1999.
Nist Net Home Page
14DGX, Paris, 16 septembre 2003
Nistnet
Network emulation package that runs on Linux. Allows a single Linux PC set up as a router to emulate a wide variety of network conditionsPatch Gigabit (Marc Herbert – LIP)
15DGX, Paris, 16 septembre 2003
Cas d’étude:
« nuage réseau » de grille et protocoles de transport
16DGX, Paris, 16 septembre 2003
Contexte des grilles de calcul
Le “nuage” reseau permet l’interconnexion des ressources distribuées mais introduit des problématiques de performance, d’hétérogénéïté, de sécurité.
Comment maîtriser l’écart grandissant entre capacités théoriques et la qualité de service (délai, débit, fiabilité) obtenue de bout en bout ?
17DGX, Paris, 16 septembre 2003
End to end performance
Combinaison de beaucoup de facteurs Problemes relatifs au réseau
Routing problems, leaky networks (networks with non-congestive packet loss), and excessive packet reordering
Problemes relatifs au protocol TCP TCP designed first and foremost to be robust and when
congestion is detected, TCP accommodates at the expense of reduced performance.
Problemes relatifs à la configuration TCP small buffer space or SACK improperly negotiated
Problemes relatifs aux end system: to the processor and bus speed, to the NIC with its associated driver;
Problemes liés aux applications small messages or pauses in the data flow
18DGX, Paris, 16 septembre 2003
Plate-formes expérimentales
Plateformes locales:• Myrinet et Gigabit Ethernet • 80 processeurs + 80 ports Gigabit + 80 cartes
Gigabit Plate forme nationale Gigabit: VTHD Plate formes internationales Gigabit: DataTAG: Lyon-CERN-Chicago 1Gà 10Gb/s DataGRID/GEANT
EDF/Clamart
CEA/SACLAY
PRISM
SUNENSRESO/LIPNew router
New VTHD siteVTHD site
CERN
Starlight Chicago
1Gb/s experimental EDT link
19DGX, Paris, 16 septembre 2003
DataTAG Testbed
r04gvaCisco7606
r04chiCisco7609 stm16
(DTag)
r05chi-JuniperM10
r06chi-Alcatel7770
r05gva-JuniperM10
r06gvaAlcatel7770
SURFNET
stm16(Colt)backup+projects
s01gvaExtreme S1i
w01gvaw02gvaw03gvaw04gvaw05gvaw06gvaw20gvav02gvav03gva
7x
w01chiw02chi
v10chiv11chiv12chiv13chi
s01chiExtreme S5i
8x
VTHD/INRIA
stm16(FranceTelecom)
Chicago Geneva
2x
ONS15454
Alcatel 1670 Alcatel 1670
SURFNETCESNET
ONS15454
stm64(GC)
CNAFGEANTcernh7
w03chiw04chiw05chi
3x 3x 2x
w02chi
1000baseSX
SDH/Sonet
1000baseT
10GbaseLX
w03
w06chi
w01bol
CCC tunnel
stm64
Edoardo Martelli
20DGX, Paris, 16 septembre 2003
Etudes envisagées sur GridExplorer
Etude de protocoles de transport haute performance et à délai contrôlé en unicast en multicast
Calibrage outil d’estimation de la capacité hop by hop et du débit disponible d’un chemin (TraceRate)
21DGX, Paris, 16 septembre 2003
EX: Etude Transport Multicast
1. Quantifier l’impact des différents paramètres (nombre de récepteurs, débit, répartition, taille des fichiers, capacité des machines) sur les protocoles
2. Proposer et valider de nouveaux composants
flow aware par exemple ceux lies aux retransmissions, au controle de congestion, a la tolerance aux pannes, au partitionnements des recepteurs, au monitoring, a la gestion des groupes…
22DGX, Paris, 16 septembre 2003
Contribution à la construction de GdX
RESO Réseaux HP : Myrinet, Geth Comm. sur liens très haut débit WAN Routeurs logiciels/actifs haute performanceLAAS
Génération de Trafic concurrent réalisteLIP6
MétrologieENST
Intégration d’équipements réels (L2/L3)INT
Outils de Validation de protocoles
23DGX, Paris, 16 septembre 2003
Un nuage réseau « réaliste »
Vrais protocoles d’extrémités
Vrais trafic concurrent Vrais équipements
Liens haut débit
24DGX, Paris, 16 septembre 2003
Noeud actif Tamanoir
25DGX, Paris, 16 septembre 2003
Déploiement de services actifs
Service broker
26DGX, Paris, 16 septembre 2003
Intégrer des ressources distribuées pour supporter les réseaux hautes performances
Utilise le projet LVS (Linux Virtual Server)
Machine frontale (Director) qui distribue les flux (TCP) /paquets (UDP)
Machines internes (Backend) qui déploient l’environnement d’execution et traite les paquest avec des services réseaux personnalisés
27DGX, Paris, 16 septembre 2003
Intégrer des ressources distribuées pour supporter les réseaux hautes performances
Réseau interne hautes performances (Myrinet/GigaEth)
Stratégies d’équilibrage de charges entre backend pour répartir efficacement les flux à traiter à la volée
Tamanoir est interfacé avec IBP
28DGX, Paris, 16 septembre 2003
Contribution à GRID Explorer
Equipe Validation de protocoles et de services
Ana Cavalli, Stephane Maag, Amel Mederreg, Elisangela Vieira, Dario
Vieira, Emmanuel Bayse
GET/INT
29DGX, Paris, 16 septembre 2003
Contribution
Validation des systèmes à grand échelle par: la réalisation des modèles de validation transversaux
permettant de tester l’interopérabilité, application de ces modèles à la plate-forme
d’émulation, vérification de passage à l’échelle de ces modèles de
validation, support par des outils logiciels de la procédure de
validation, fourniture d’un support pour la réalisation
d ’expériences.
30DGX, Paris, 16 septembre 2003
Conclusion/ Observations
La communauté réseaux utilise des émulateurs: Dummynet ou NistNet=> savoir faire, expertise=> LAAS, ENSICA, LIP, ENST…
Infrastructure :-Equipements réseau coûteux=> Solutions routeurs logiciels/prog.=> Partenariat avec équipementiers?
Beaucoup d’idées, beaucoup de solutions=>il faut cibler…=> hétérogénéïté vs haut débit