Thèse modélisation formelle du déploiement et de la reconfiguration automatique de services réseau en infrastructures virtualisées multiples F/H at Orange

about the role

Votre rôle est d'effectuer un travail de thèse sur la « modélisation formelle du déploiement et de la reconfiguration automatique de services réseau logiciels dans des infrastructures virtualisées multiples.»
L'évolution actuelle des systèmes de télécommunications conduit les opérateurs de télécommunications, tel qu'Orange, à déployer de nouvelles infrastructures d'hébergement, logicielles et réseau, programmables, potentiellement à grande échelle et massivement réparties. Les enjeux pour l'opérateur sont multiples. Il s'agit entre autres d'optimiser l'utilisation des ressources d'infrastructure, d'automatiser leur déploiement et leur reconfiguration à la volée, en fonction des services à héberger et de leurs besoins.
Les configurations logicielles et matérielles de ce type d'infrastructures, comme les systèmes numériques de large échelle, deviennent alors complexes et évoluent de façon continue. Elles peuvent être sujettes à des erreurs, par exemple liées à des incohérences entre configurations, parfois difficiles à résoudre, et conduire en cascade à une dégradation voire à une rupture de service.
Les techniques de modélisation formelle représentent un moyen essentiel à la conception de systèmes complexes de large échelle fiables et résilients Une approche de modélisation consiste à modéliser les ressources à configurer sous différents plans : plan de service, plan d'infrastructure, plan d'administration... Les dépendances entre ressources sont elles-mêmes de différentes natures : dépendances fonctionnelles entre éléments de service, dépendances non fonctionnelles telles que l'ordre d'activation entre deux paquets logiciels, dépendances de placement entre une ressource d'exécution (par ex,une machine virtuelle) et un élément logiciel qu'elle héberge.
Dans le domaine logiciel, des systèmes formels permettent de vérifier la cohérence entre distributions logicielles et que l'installation de paquets logiciels est possible. D'autres approches consistent à exprimer en langage logique les dépendances de déploiement de systèmes complexes et à vérifier la réalisation de leur déploiement. Certaines modélisent plus particulièrement l'assemblage de ces systèmes en tenant compte de dépendances à l'infrastructure et en exprimant le partage de composants communs à différents assemblages. Pour modéliser le cycle de vie des composants logiciels et leurs dépendances, la solution Aeolus permet le développement d'un système de vérification de la faisabilité de déploiement/redéploiement. Mais à notre connaissance, peu de travaux se sont intéressés au cas des services réseau hébergés dans des infrastructures cloud.
L'objectif de la thèse est de développer une modélisation formelle du déploiement et de la reconfiguration de services réseau logiciels dans des infrastructures multiples, afin de lever, dès la phase de conception et avant celle de déploiement ou de reconfiguration, toute erreur pouvant conduire à une situation de blocage, tout en étant compatible avec des procédés de déploiement et d'intégration continus et des systèmes de grande échelle.
Le principal résultat attendu est un langage de description de configurations, avec une implémentation de référence et son outillage à des fins de vérification. Ce travail ouvrira des opportunités de contributions, soit dans des communautés opensource (e.g. ONAP : Open Network Automation Platform, CNCF : Cloud Native Computing Foundation), soit dans des consortiums de normalisation (e.g. ETSI NFV), soit dans des partenariats industriels en lien avec les opérateurs de nouvelle génération.

about you

Vous êtes diplômé-e d'une école d'ingénieur ou universitaire et titulaire d'un Master Recherche dans le domaine des théories des langages en informatique, des mathématiques appliquées à l'informatique, des sciences et technologies du logiciel, des applications réparties ou des systèmes distribués.
Des compétences en langage de programmation, sémantique, modélisation et vérification formelles sont recherchées pour le poste. En outre, vous présentez une appétence pour le développement d'outils, la validation expérimentale sur plate-forme et la simulation. Des compétences en Java et/ou Python seront utiles.
Vous disposez également d'une aisance tant à l'oral qu'à l'écrit en français et en anglais, êtes curieux.se, méthodique, autonome, motivé.e par la recherche en milieu industriel, avez un esprit de synthèse, êtes capable de vous intégrer à une équipe de recherche et de travailler en mode collaboratif.
Une première expérience en modélisation d'architecture logicielle répartie ou en virtualisation d'infrastructure réseau serait un plus. Une contribution à la soumission d'un article scientifique serait également fortement appréciée.
Vous êtes diplômé-e d'une école d'ingénieur ou universitaire et titulaire d'un Master Recherche dans le domaine des théories des langages en informatique, des mathématiques appliquées à l'informatique, des sciences et technologies du logiciel, des applications réparties ou des systèmes distribués.
Des compétences en langage de programmation, sémantique, modélisation et vérification formelles sont recherchées pour le poste. En outre, vous présentez une appétence pour le développement d'outils, la validation expérimentale sur plate-forme et la simulation. Des compétences en Java et/ou Python seront utiles.
Vous disposez également d'une aisance tant à l'oral qu'à l'écrit en français et en anglais, êtes curieux.se, méthodique, autonome, motivé.e par la recherche en milieu industriel, avez un esprit de synthèse, êtes capable de vous intégrer à une équipe de recherche et de travailler en mode collaboratif.
Une première expérience en modélisation d'architecture logicielle répartie ou en virtualisation d'infrastructure réseau serait un plus. Une contribution à la soumission d'un article scientifique serait également fortement appréciée.

additional information

Cette thèse sera l'occasion d'évoluer au sein d'un groupe à dimension internationale, et de mener des activités de recherche sur des sujets pointus dans le domaine de la transformation des infrastructures de l'opérateur, rapprochant les technologies du réseau des technologies de l'information.
Elle sera co-encadrée par Orange et l'Inria dans le cadre du laboratoire commun IOLab. Elle s'appuiera sur l'expertise de l'Inria tant au niveau de l'ingénierie des infrastructures logicielles largement distribuées que sur la modélisation formelle. Elle bénéficiera en outre de l'expérience de l'équipe d'accueil sur les architectures réseau et les outils de gestion d'infrastructures d'hébergement. La perspective de mener les travaux de recherche au sein d'Orange en collaboration avec un institut de recherche national renommé offrira une opportunité rare de développement d'expertise et de son application directe dans les projets d'une entreprise innovante.
Vous aurez l'occasion de participer à des conférences internationales afin de présenter vos travaux de recherche. Les résultats de cette thèse pourront également faire l'objet de dépôts de brevets ou de dépôt de logiciels.
Le travail de thèse pourra s'appuyer sur des études et des développements en cours à Orange et à l'Inria :
  • Sylla, K. Guillouard, F. Klamm, M. Ouzzif, P. Merle, S. Ben Rayana, J.-B. Stefani, "Formal Verification of Orchestration Templates for Reliable Deployment with OpenStack Heat." CNSM 2019 - 15th International Conference on Network and Service Management, Oct 2019, Halifax, Canada. pp.1-5.
  • Merle, A. N. Sylla, M. Ouzzif, F. Klamm, K. Guillouard, “A Lightweight Toolchain to Validate, Visualize, Analyze, and Deploy ETSI NFV Topologies”, IEEE Conference on Network Softwarization (NetSoft) 2019.
  • https://github.com/Orange-OpenSource/Cloudnet-TOSCA-toolbox
  • https://toscatoolbox.orange.com
  • Merle P, Ben Rayana S, Seinturier L, Pissard-Gibollet R, Stefani JB, Ndeye Sylla A. “Towards a formal reference computational model for cloud configuration management”. Research Report RR-9317, INRIA; 2020.

department

Valoriser les outils mis à disposition, le contexte, le sujet, l'innovation, la participation à des projets collaboratifs
Au sein de la Division Technology and Global Innovation dont l'ambition est de porter plus loin l'innovation d'Orange et de renforcer son leadership technologique, la thèse se déroulera dans le département IIE (Infrastructure Innovation & Engineering) qui est en charge de l'innovation du groupe sur les technologies, équipements et logiciels du domaine de l'infrastructure d'hébergement cloud et réseau, dans une équipe localisée sur le site d'Orange Atalante, Cesson-Sévigné, France.
Le département définit les solutions d'infrastructure en termes de choix technologiques, d'architecture, d'équipements et/ou de logiciels associés et assure le support aux projets dans la mise en oeuvre de ces recommandations et solutions.
Il s'implique dans des programmes de recherche et d'anticipation définissant le futur des infrastructures logicielles et réseaux et le rôle des opérateurs telco de nouvelle génération.

contract

Thesis

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