Des milliards de flux : l'analyse d'applications à gestion d'états dans le contexte des commutateurs programmables

Les réseaux, et spécifiquement l’internet, ont transformé radicalement notre société. Or, l’omniprésence d’objets connectés, la proéminence de l’infonuagique et même les pandémies mettent les réseaux à rude épreuve. Les réseaux ont plus que jamais besoin de s’adapter finement à l’utilisation que l’on en fait. Les commutateurs programmables viennent permettre de bénéficier de la performance du matériel avec la flexibilité du logiciel. Les applications avec gestion d’états permettent d’adapter le traitement en fonction d’événements passés. La granularité de ce genre de traitement pose toutefois problème. Afin de pouvoir effectuer la gestion d’états au moyen de ces commutateurs, nous discutons des contraintes propres à ce type d’application. Nous présentons la littérature entourant les commutateurs programmables. Nous illustrons ensuite les cas de six applications avec gestion d’états. Parmi ces applications, le protocole TCP fait l’objet d’une analyse plus approfondie. Nous introduisons une approche de traitement des flux longs à partir de trace volumineuse ainsi qu’une approche de traitement hiérarchique des états. Deux programmes ont été conçus pour la réalisation d’une telle analyse. Ce mémoire porte sur l’analyse d’applications avec gestion des états et les contraintes qui leur sont propres dans le contexte des commutateurs programmables.

Abstract

Networks, and specifically the Internet, have radically transformed our society. However, the omnipresence of connected objects, the prominence of cloud computing and even pandemics put networks to the test. More than ever, networks need to adapt finely to the use that we make of them. Programmable switches allow you to benefit from the performance of hardware with the flexibility of software. Applications with state management allow processing to be adapted according to past events. However, the granularity of this type of processing is problematic. In order to be able to perform state management by means of these switches, we discuss the constraints specific to this type of application. We present the literature surrounding programmable switches. We then illustrate the cases of six applications with state management. Among these applications, the TCP protocol is the subject of further analysis. We introduce a long flow processing approach for large network capture as well as a hierarchical state processing approach. Two programs have been produce to help conduct such an analysis. This thesis focuses on the analysis of applications with state management and the constraints specific to them in the context of programmable switches.