No description available.

Network function virtualization (NFV) and software-dened networking (SDN) are two recent networking paradigms that strive to increase manageability, scalability, pro- grammability and dynamism. The former decouples network functions and hosting devices, while the latter decouples the data and control planes. As more and more service providers adopt these new paradigms, there is a growing need to address multi-failure conditions, particularly those arising from large-scale disaster events. Overall, addressing the virtual network function (VNF) placement and routing problem is crucial to deploy NFV surviv- ability. In particular, many studies have inspected non-survivable VNF provisioning, however no known work have proposed survivable/resilient solutions for multi-failure scenarios. In light of the above, this work proposes and deploys a survivable multi-objective provisioning solution for NFV infrastructures. Overall, this study initially proposes multi- objective solutions to eciently solve the VNF mapping/placement and routing problem. In particular, a integer linear programming (ILP) optimization and a greedy heuristic meth- ods try to maximize the requests acceptance rate while minimizing costs and implementing trac engineering (TE) load-balancing. Next, these schemes are expanded to perform \risk- aware" virtual function mapping and trac routing in order to improve the reliability of user services. Furthermore, additionally to the ILP optimization and greedy heuristic schemes, a metaheuristic genetic algorithm (GA) is also introduced, which is more suitable for large- scale networks. Overall, these solutions are then tested in idealistic and realistic stressor scenarios in order to evaluate their performance, accuracy and reliability.

La détection tardive des menaces à la sécurité entraîne une augmentation significative du risque de dommages irréparables, invalidant toute tentative de défense. En conséquence, la détection rapide des menaces en temps réel est obligatoire pour l'administration de la sécurité. De plus, la fonction de virtualisation de la fonction réseau (NFV) offre de nouvelles opportunités pour des solutions de sécurité efficaces et à faible coût. Nous proposons un système de détection de menaces rapide et efficace basé sur des algorithmes de traitement de flux et d'apprentissage automatique. Les principales contributions de ce travail sont : i) un nouveau système de détection des menaces de surveillance basé sur le traitement en continu, ii) deux ensembles de données, d'abord un ensemble de données de sécurité synthétiques contenant à la fois du trafic légitime et malveillant, et le deuxième, une semaine de trafic réel d'un opérateur de télécommunications à Rio de Janeiro, au Brésil, iii) un algorithme de pré-traitement de données, un algorithme de normalisation et un algorithme de sélection de caractéristiques rapides basé sur la corrélation entre des variables, iv) une fonction de réseau virtualisé dans une plate-forme Open Source pour fournir un service de détection des menaces en temps réel, v) placement quasi-optimal des capteurs grâce à une heuristique proposée pour positionner stratégiquement les capteurs dans l'infrastructure du réseau, avec un nombre minimal de capteurs, et enfin vi) un algorithme glouton qui alloue à la demande une séquence de fonctions de réseau virtuel. / The late detection of security threats causes a significant increase in the risk of irreparable damages, disabling any defense attempt. As a consequence, fast real-time threat detection is mandatory for security administration. In addition, Network Function Virtualization (NFV) provides new opportunities for efficient and low-cost security solutions. We propose a fast and efficient threat detection system based on stream processing and machine learning algorithms. The main contributions of this work are i) a novel monitoring threat detection system based on streaming processing, ii) two datasets, first a dataset of synthetic security data containing both legitimate and malicious traffic, and the second, a week of real traffic of a telecommunications operator in Rio de Janeiro, Brazil, iii) a data pre-processing algorithm, a normalizing algorithm and an algorithm for fast feature selection based on the correlation between variables, iv) a virtualized network function in an Open source Platform for providing a real-time threat detection service, v) near-optimal placement of sensors through a proposed heuristic for strategically positioning sensors in the network infrastructure, with a minimum number of sensors, and finally vi) a greedy algorithm that allocates on demand a sequence of virtual network functions.

Software Defined Networking (SDN) has become increasingly popular in combination with Network Function Virtualization (NFV). SDN is a way to make a network more programmable and dynamic. However, in order to create a homogeneous network using this concept, legacy equipment will have to be substituted by SDN equipment, which is costly. To close the gap between the legacy world and SDN, we introduce the concept of a legacy Network Management System (NMS) that is connected to an SDN controller to perform service provisioning. This way, the NMS is capable of configuring both legacy as well as SDN networks to provide customers with the services that they have ordered, while still allowing for new SDN features in the SDN domain of the network. The main service we wish to provide using SDN is Service Function Chaining (SFC). Service provisioning consists of dynamically constructing a path through the ordered network services, in this case Virtual Network Functions (VNFs). This thesis focuses on the SDN controller and its interaction with the NMS. This project aims at configuring OpenFlow rules in the network using an SDN controller to perform SFC. Moreover, the focus will be on how to represent an SDN element and a service function chain in the legacy network NMS. The thesis also contains a discussion on what information should be exchanged between the management software and the controller. The management software used is called BECS, a system developed by Packetfront Software. Integrating SDN in BECS is done by creating a proof of concept, containing a full environment from the low level network elements to the NMS. By using a bottom-up approach for creating this proof of concept, the information that BECS is required to send to the SDN controller can be identified before designing and implementing the connection between these two entities. When sending the information, the NMS should be able to receive acknowledgement of successful information exchange or an error. However, when the proof of concept was created a problem arose on how to test and troubleshoot it. For this reason, a web Graphical User Interface (GUI) was created. This GUI shows the number of packets that have gone through a VNF. Because it is possible to see how many packets go through a VNF, one can see where a network issue occurs. The subsequent analysis investigates the impact of making such a GUI available for a network administrator and finds that the part of the network where the configuration error occurs can be narrowed down significantly. / Software Defined Networking (SDN) har blivit mer och mer populärt i kombination med Network Function Virtualization (NFV). SDN är en sätt för att göra ett nätverk mer programmerbart och dynamiskt. För att skapa ett homogent nätverk med detta koncept, behöver man dock ersätta traditionell utrustning med SDN utrustning som är dyr. För att stänga gapet mellan traditionella nätverk och SDN-världen, introducerar vi ett koncept med ett traditionell Network Management System (NMS) som är anslutet till en SDN-styrenhet för att utföra tjänsteprovisionering. På detta sätt kan NMS:et konfigurera både traditionella och SDN-nätverk, samt provisionera tjänster för kunderna medan nya SDN-funktioner möjliggörs i SDN-delen av nätverket. Den huvudsakliga tjänsten som vi vill lansera genom SDN är Service Function Chaining (SFC). Tjänsteprovisionering består av att konstruera en väg genom beställda tjänster, i detta fall Virtual Network Functions (VNFs). Detta examensarbete fokuserar huvusakligen på SDN-styrenheten och dess interaktion med NMS:et. Projektet syftar till att konfigurera OpenFlow regler i SDN-styrenheten för att utföra SFC. Dessutom fokuserar arbetet på hur man kan representera SDN-element och SFCs i ett traditionellt NMS. Vidare diskuteras vilken information som ska utbytas mellan NMS:et och SDNstyrenheten. NMS:et som ska vara användas är BECS, ett system utvecklat av Packetfront Software. Uppgiften löses genom att skapa ett proof of concept, som innehåller ett komplett system med alla komponenter från nätverkselement till NMS:et. Genom att använda en bottom-up-strategi för detta proof of concept kan informationen som BECS måste skicka till SDN styrenheten indentifieras, innan design och implementation av förbindelsen mellan enheterna kan utföras. När informationen är skickad ska NMS:et kunna hämta information om huruvida styrenheten fick informationen utan fel. Dock uppstår ett problem gällande hur man testar och felsöker detta proof of concept. Av denna anledning skapades ett web Graphical User Interface (GUI). Användargränssnittet visar antalet paket som går genom varje VNF, samt var i nätverket fel uppstår. Analysen undersöker hur stor effekten är för en nätverkadministrator och visar att området där fel kan uppstå begränsas avsevärt.

A datacenter hosts hundreds of thousands of servers and a huge amount of bandwidth is required to accommodate communication between thousands of servers. Several packet switched based datacenter architectures are proposed to cater the high bandwidth requirement using multilayer network topologies, however at the cost of increased network complexity and high power consumption. In recent years, the focus has shifted from packet switching to optical circuit switching to build the data center networks as it can support on demand connectivity and high bit rates with low power consumption. On the other hand, with the advent of Software Defined Networking (SDN) and Network Function Virtualization (NFV), the role of datacenters has become more crucial. It has increased the need of dynamicity and flexibility within a datacenter adding more complexity to datacenter networking. With NFV, service chaining can be achieved in a datacenter where virtualized network functions (VNFs) running on commodity servers in a datacenter are instantiated/terminated dynamically. A datacenter also needs to cater large capacity requirement as service chaining involves steering of large aggregated flows. Use of optical circuit switching in data center networks is quite promising to meet such dynamic and high capacity traffic requirements. In this thesis work, a novel and modular optical data center network (DCN) architecture that uses multi-directional wavelength switches (MD-WSS) is introduced. VNF service chaining use case is considered for evaluation of this DCN and the end-to-end service chaining problem is formulated as three inter-connected sub-problems: multiplexing of VNF service chains, VNFs placement in the datacenter and routing and wavelength assignment. This thesis presents integer linear programming (ILP) formulation and heuristics for solving these problems, and numerically evaluate them. / Ett datacenter inrymmer hundratusentals servrar och en stor mängd bandbredd krävs för att skicka data mellan tusentals servrar. Flera datacenter baserade på paketförmedlande arkitekturer föreslås för att tillgodose kravet på hög bandbredd med hjälp av flerskiktsnätverkstopologier, men på bekostnad av ökad komplexitet i nätverken och hög energiförbrukning. Under de senaste åren har fokus skiftat från paketförmedling till optisk kretsomkoppling for att bygga datacenternätverk som kan stödja på-begäran-anslutningar och höga bithastigheter med låg strömförbrukning. Å andra sidan, med tillkomsten av Software Defined Networking (SDN) och nätverksfunktionen Virtualisering (NFV), har betydelsen av datacenter blivit mer avgörande. Det har ökat behovet av dynamik och flexibilitet inom ett datacenter, vilket leder till storre komplexitet i datacenternätverken. Med NFV kan tjänstekedjor åstadkommas i ett datacenter, där virtualiserade nätverksfunktioner (VNFs) som körs på servrar i ett datacenter kan instansieras och avslutas dynamiskt. Ett datacenter måste också tillgodose kravet på stor kapacitet eftersom tjänstekedjan innebär styrning av stora aggregerade flöden. Användningen av optisk kretsomkoppling i datacenternätverk ser ganska lovande ut for att uppfylla sådana trafikkrav dynamik och hög kapacitet. I detta examensarbete, har en ny och modulär optisk datacenternätverksarkitektur (DCN) som använder flerriktningvåglängdsswitchar (MD-WSS) införs. Ett användningsfall av VNF-tjänstekedjor noga övervägd för utvärdering av denna DCN och end-to-end-servicekedjans problem formuleras som tre sammankopplade delproblem: multiplexering av VNF-servicekedjor, VNF placering i datacentret och routing och våglängd uppdrag. Denna avhandling presenterar heltalsprogrammering (ILP) formulering och heuristik för att lösa dessa problem och numeriskt utvärdera dem.