Après une présentation de l'ensemble du Centre de Calcul Réparti, nous définirons les différentes entités en présence, leurs fonctions principales et la façon dont elles dialoguent. Nous verrons donc comment à partir d'un service local on définit un service réseau et les accès dont un utilisateur dispose pour accéder à des services réseaux. Ensuite, nous examinerons l'ensemble des objectifs définis pour la réalisation d'un Centre de Calcul Réparti (CCR), les contraintes qui nous ont été imposées à cause justement de l'environnement réseau, et les problèmes d'intégration d'un nouvel ordinateur au sein du Centre de Calcul Réparti.

Le contexte de l'évolution des infrastructures des opérateurs de télécommunications vers les paradigmes SDN et NFV nécessite de lever différents verrous techniques, liés d'une part à la centralisation des fonctions de contrôle, d'autre part aux contraintes d'approches qui s'inspirent directement du Cloud Computing. Dans cette thèse, nous avons abordés deux problématiques. Dans la première nous cherchons à définir une architecture SDN plus adaptée et performante par rapport aux besoins des opérateurs. Pour cela, nous avons proposé un plan de contrôle SDN distribué et flexible visant à dépasser les limites du protocole OpenFlow centralisé ainsi que les contraintes de la virtualisation des fonctions réseaux. L'architecture proposée permet la composition, puis la validation et le déploiement différenciés de services réseaux composables et reconfigurables dynamiquement en prenant en compte les SLA associés aux services. Nous avons illustré certaines propriétés de cette architecture, distribution, composition, dynamicité dans une preuve de concepts. Dans la deuxième, pour réaliser les SLA attendus, nous cherchons à optimiser le placement des services réseaux dans cette infrastructure. Nous avons d'abord traité la problématique du placement de contrôleurs SDN en optimisant des métriques de latence, de charge et de fiabilité, puis de manière plus générale le placement de chaînes de fonctions réseaux virtualisées. Nous avons démontré pour cela les potentialités et les performances des algorithmes évolutionnaires pour tenter de proposer un outil de résolution générique de placement de fonctions réseaux. / The evolution of telecommunications operators’ infrastructures towards the SDN and NFV paradigms requires to surmount various technical barriers. On one hand, it is necessary to deal with the centralization of control functions, and on the other hand with the constraints of approaches coming directly from Cloud Computing. In this thesis, we addressed two issues. Firstly, we tried to define a SDN architecture more suited to the requirement of operators. For this purpose, we proposed a distributed and flexible SDN control plane to overcome the limitations of the centralized OpenFlow protocol, as well as the constraints of network function virtualization. The proposed architecture allows for the differentiated composition, validation and deployment of dynamically reconfigurable network services, taking into account the SLAs associated with the services. We have illustrated some of its characteristics, namely, distribution, composition, dynamicity in a proof of concept. Secondly, to achieve the expected SLAs, we try to optimize the placement of network services in this infrastructure. We first dealt with the issue of SDN controllers placement seeking for the optimization of latency, load and reliability metrics. Then, we considered the placement of virtualized network functions chains. We have therefore demonstrated the potentialities and performances of evolutionary algorithms with the perspective to propose a generic resolution tool for placement of network functions.

Dans le domaine des TIC, les services de demain seront certainement basés sur des systèmes ubiquitaires, omniprésents et pervasifs. Ces systèmes devront prendre en considération différents paramètres provenant de l'environnement de l'utilisateur, c'est à dire son contexte. Le contexte de l'utilisateur peut être composé d'informations statiques ou dynamiques, objectives ou subjectives, quantitatives ou qualitatives. Il peut inclure des données telles que la localisation géographique, les caractéristiques du terminal utilisé, la température ambiante, l'humeur de l'utilisateur. Afin d'améliorer la QoS et la QoE, les services et les systèmes doivent être adaptés aux changements du contexte des utilisateurs. Le contexte doit donc être collecté et interprété et les règles d'adaptation du système doivent être définies. Sur les systèmes étendus, riches, dynamiques et hétérogènes, tels que ceux considéré dans le cadre de cette thèse, ces opérations doivent être automatisées. Vu la quantité et la complexité des données contextuelles à considérer, l'utilisation de la sémantique dans la gestion de contexte peut faciliter cette automatisation et ouvrir la porte au raisonnement et à l'adaptation automatiques. Aujourd'hui, peu de solutions viables existent pour cette problématique. Nous proposons alors d'utiliser et d'adapter des mécanismes et technologies provenant du web sémantique pour décrire et manipuler les informations de contexte. Dans un premier temps, nous avons proposé une méthodologie de conception qui nous permit de proposer " Ubiquity-Ont " : une ontologie générique au domaine des TIC, flexible et extensible. Les données de contexte ont alors été décrites sous forme de concepts et d'instances, reliés par des relations sémantiques. Nous avons ensuite proposé une architecture overlay, composée de deux niveaux de vitalisation et permettant d'intégrer un gestionnaire de contexte, basé sur la sémantique, sur des environnements réseaux et services. Cette solution overlay permet de (a) masquer l'hétérogénéité des composants du système et (b) d'augmenter virtuellement les entités du système existant par les capacités nécessaires à la manipulation et au raisonnement sur les données sémantiques du contexte. Nos propositions ont étés implémentées et testées sur une plateforme réelle et appliquées à deux cas d'études : Gestion de la mobilité sur des environnements de réseaux d'accès hétérogènes et Optimisation de la consommation d'énergie dans les terminaux mobiles

Dans le domaine des TIC, les services de demain seront certainement basés sur des systèmes ubiquitaires, omniprésents et pervasifs. Ces systèmes devront prendre en considération différents paramètres provenant de l’environnement de l’utilisateur, c’est à dire son contexte. Le contexte de l’utilisateur peut être composé d’informations statiques ou dynamiques, objectives ou subjectives, quantitatives ou qualitatives. Il peut inclure des données telles que la localisation géographique, les caractéristiques du terminal utilisé, la température ambiante, l’humeur de l’utilisateur. Afin d’améliorer la QoS et la QoE, les services et les systèmes doivent être adaptés aux changements du contexte des utilisateurs. Le contexte doit donc être collecté et interprété et les règles d’adaptation du système doivent être définies. Sur les systèmes étendus, riches, dynamiques et hétérogènes, tels que ceux considéré dans le cadre de cette thèse, ces opérations doivent être automatisées. Vu la quantité et la complexité des données contextuelles à considérer, l’utilisation de la sémantique dans la gestion de contexte peut faciliter cette automatisation et ouvrir la porte au raisonnement et à l’adaptation automatiques. Aujourd’hui, peu de solutions viables existent pour cette problématique. Nous proposons alors d’utiliser et d’adapter des mécanismes et technologies provenant du web sémantique pour décrire et manipuler les informations de contexte. Dans un premier temps, nous avons proposé une méthodologie de conception qui nous permit de proposer « Ubiquity-Ont » : une ontologie générique au domaine des TIC, flexible et extensible. Les données de contexte ont alors été décrites sous forme de concepts et d’instances, reliés par des relations sémantiques. Nous avons ensuite proposé une architecture overlay, composée de deux niveaux de vitalisation et permettant d’intégrer un gestionnaire de contexte, basé sur la sémantique, sur des environnements réseaux et services. Cette solution overlay permet de (a) masquer l’hétérogénéité des composants du système et (b) d’augmenter virtuellement les entités du système existant par les capacités nécessaires à la manipulation et au raisonnement sur les données sémantiques du contexte. Nos propositions ont étés implémentées et testées sur une plateforme réelle et appliquées à deux cas d’études : Gestion de la mobilité sur des environnements de réseaux d’accès hétérogènes et Optimisation de la consommation d’énergie dans les terminaux mobiles / Future Information and Telecommunication Systems are expected to be pervasive and ubiquitous solutions, able to consider users’ context and to automatically adapt to their environments. Traditional configuration and management tools are not adapted. The richness, the heterogeneity and the complexity of the upcoming systems require automated solutions able to gather contextual information, to reason on them and to make the appropriate adaptation decisions. The representation and the sharing of contextual information is a key issue. In this thesis, we proposed and used a methodology to conceive « Ubiquity-Ont », a generic ontology dedicated to Information and Telecommunication Systems. Contextual information are the described through semantic concepts, instances and relations. We then proposed an overlay architecture, composed of two virtualization layers that can integrate a semantic context management framework over existing networking environments. This architecture is able (a) to hide any heterogeneity among the system components and (b) to augment the different entities with additional capacities for context gathering, reasoning and sharing operations. The proposed solutions were then implemented and tested in Lab for two applications. The fisrt is related to mobility management over heterogeneous Wireless Networks and the second aims to power optimization on mobile terminals. These two case studies helped in proving and enhancing the proposed solutions