DGX, Paris, 16 septembre 2003 1 Data Grid Explorer Thème Réseaux Pascale Vicat-Blanc Primet LIP ENS Lyon, France

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1 DGX, Paris, 16 septembre 2003 1 Data Grid Explorer Thème Réseaux Pascale Vicat-Blanc Primet LIP ENS Lyon, France Pascale.Primet@ens-lyon.fr

2 DGX, Paris, 16 septembre 2003 2 Plan Objectifs communauté réseaux Emulation de réseaux Cas détude: Ex: émulation dun « nuage réseau de grille» et étude des protocoles de transport. Contribution à la construction de lémulateur

3 DGX, Paris, 16 septembre 2003 3 Objectifs dun grand instrument pour la communauté réseaux

4 DGX, Paris, 16 septembre 2003 4 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?

5 DGX, Paris, 16 septembre 2003 5 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

6 DGX, Paris, 16 septembre 2003 6 Objectifs pour la communauté réseau Un instrument détude Multi-domaines hétérogènes à topologie connue À configuration modifiable À charge contrôlée À profils de trafic réalistes

7 DGX, Paris, 16 septembre 2003 7 Créer et étudier un nuage réseau « réaliste » Réaliste Configurable Contrôlable Réaliste Configurable Contrôlable

8 DGX, Paris, 16 septembre 2003 8 Un nuage réseau « réaliste » Vrais protocoles dextrémités Vrais trafic concurrentVrais équipements

9 DGX, Paris, 16 septembre 2003 9 Un nuage réseau « contrôlable » Contrôle du trafic injecté Contrôle de la topologieContrôle des performances

10 DGX, Paris, 16 septembre 2003 10 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

11 DGX, Paris, 16 septembre 2003 11 Multi-domaines hétérogènes. Réseaux daccès réels: sous-réseaux daccès très haut-débit sous-réseaux (locaux) d'accès filaires (xDSL) sous-réseaux daccès étendus sans fil (802.11) Domaines internes émulés backbone très haut-débit (ex: LIP RESO) émulation de G-MPLS (ENST) émulateur dun sous-ensemble dInternet (LAAS)

12 DGX, Paris, 16 septembre 2003 12 Emulation de réseaux

13 DGX, Paris, 16 septembre 2003 13 References The Network Simulator: ns-2, http://www.isi.edu/nsnam/ns/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

14 DGX, Paris, 16 septembre 2003 14 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 conditions Patch Gigabit (Marc Herbert – LIP)

15 DGX, Paris, 16 septembre 2003 15 Cas détude: « nuage réseau » de grille et protocoles de transport

16 DGX, Paris, 16 septembre 2003 16 Contexte des grilles de calcul Le nuage reseau permet linterconnexion des ressources distribuées mais introduit des problématiques de performance, dhétérogénéïté, de sécurité. Comment maîtriser lécart grandissant entre capacités théoriques et la qualité de service (délai, débit, fiabilité) obtenue de bout en bout ?

17 DGX, Paris, 16 septembre 2003 17 End to end performance Combinaison de beaucoup de facteurs Problemes relatifs au r é seau 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 li é s aux applications small messages or pauses in the data flow

18 DGX, Paris, 16 septembre 2003 18 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 SUN ENS RESO/LIP New router New VTHD site VTHD site CERN Starlight Chicago 1Gb/s experimental EDT link

19 DGX, Paris, 16 septembre 2003 19 DataTAG Testbed r04gva Cisco7606 r04chi Cisco7609 stm16 (DTag) r05chi-JuniperM10 r06chi-Alcatel7770 r05gva-JuniperM10 r06gva Alcatel7770 SURF NET stm16(Colt) backup+projects s01gva Extreme S1i w01gva w02gva w03gva w04gva w05gva w06gva w20gva v02gva v03gva 7x w01chi w02chi v10chi v11chi v12chi v13chi s01chi Extreme S5i 8x VTHD/INRIA stm16 (FranceTelecom) ChicagoGeneva 2x ONS15454 Alcatel 1670 SURFNET CESNET ONS15454 stm64 (GC) CNAF GEANT cernh7 w03chi w04chi w05chi 3x 2x w02chi 1000baseSX SDH/Sonet 1000baseT 10GbaseLX w03 w06chi w01bol CCC tunnel stm64 Edoardo Martelli

20 DGX, Paris, 16 septembre 2003 20 Etudes envisagées sur GridExplorer Etude de protocoles de transport haute performance et à délai contrôlé en unicast en multicast Calibrage outil destimation de la capacité hop by hop et du débit disponible dun chemin (TraceRate)

21 DGX, Paris, 16 septembre 2003 21 EX: Etude Transport Multicast 1. Quantifier limpact 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…

22 DGX, Paris, 16 septembre 2003 22 Contribution à la construction de GdX RESO Réseaux HP : Myrinet, Geth Comm. sur liens très haut débit WAN Routeurs logiciels/actifs haute performance LAAS Génération de Trafic concurrent réaliste LIP6 Métrologie ENST Intégration déquipements réels (L2/L3) INT Outils de Validation de protocoles

23 DGX, Paris, 16 septembre 2003 23 Un nuage réseau « réaliste » Vrais protocoles dextrémités Vrais trafic concurrentVrais équipements Liens haut débit

24 DGX, Paris, 16 septembre 2003 24 Noeud actif Tamanoir

25 DGX, Paris, 16 septembre 2003 25 Déploiement de services actifs Service broker

26 DGX, Paris, 16 septembre 2003 26 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 lenvironnement dexecution et traite les paquest avec des services réseaux personnalisés

27 DGX, Paris, 16 septembre 2003 27 Intégrer des ressources distribuées pour supporter les réseaux hautes performances Réseau interne hautes performances (Myrinet/GigaEth) Stratégies déquilibrage de charges entre backend pour répartir efficacement les flux à traiter à la volée Tamanoir est interfacé avec IBP

28 DGX, Paris, 16 septembre 2003 28 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

29 DGX, Paris, 16 septembre 2003 29 Contribution Validation des systèmes à grand échelle par: la réalisation des modèles de validation transversaux permettant de tester linteropérabilité, application de ces modèles à la plate-forme démulation, vérification de passage à léchelle de ces modèles de validation, support par des outils logiciels de la procédure de validation, fourniture dun support pour la réalisation d expériences.

30 DGX, Paris, 16 septembre 2003 30 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 didées, beaucoup de solutions =>il faut cibler… => hétérogénéïté vs haut débit