colloque « télécommunications- réseaux du futur et...
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SEamless and Adaptive Services
over MultipLe AccEsS NetworkS
Services Adaptatifs et sans couture
Sur Réseaux d’accès hétérogènes
Colloque « Télécommunications-
réseaux du futur et services »
Effort total : 384 Hommes-Mois
Cout Total du projet : 3 177 828 Euros
Financement ANR : 1 403 163 Euros
Auto-financement : 1 774 665 Euros
Ressources affectées:
Partenaires
2Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
Rappel : objectifs du projet
� Proposer et expérimenter des solutions viables, permettant une mobilité et un accès sans couture et sécurisé aux services sur des réseaux d’accès sans fil hétérogènes
� Accroitre
� la disponibilité,
� l’adaptation et
� la personnalisation des servicessuite aux changements de contexte etd’environnement des utilisateurs
3Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
Rappel : Contexte du projet : l’environnement RATP
4Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
WP1Access Networks
and User
Characterization
and Requirements
WP2Secure and Seamless
Mobile Networking
WP4
Services
and Applications
Adaptation
WP3Context and Service
Discovery Management
Framework
WP5System Integration and Pilot trial
WP
6M
an
ag
em
en
t
Découpage en sous projets
5Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
Présentation des travaux par sous projet
Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010 6
WiFiTETRA
2G/3G
WiMAX
Overlay SEAMLESS
ServicesContexteDécisions
7Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
WP1 - Access Networks and User
Characterization and Requirements
SEAMLESS devices
Public locations :
Public WiFi, GSM/GPRS, 3G, Edge,Wimax, Bluetooth
Ratp locations :
Naxos WiFi, GSM/GPRS, 3G,bluetooth
Environnement RATP :
Functional requirements- Profils- Besoins- Attentes
Technical requirements
- Types de terminaux- Plateformes logicielles Technical requirements
- Technologies réseaux- Process et services
- Architecture SEAMLESS- Scénarios d’usage
utilisateurs
8Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
WP1 - Access Networks and User
Characterization and Requirements
� Analyse du contexte réseau de la RATP et ses
filiales
� Analyse des profils des utilisateurs: agents,
techniciens, passagers
� Analyse et identification des applications métier
cibles les plus contraignantes: bureau virtuel
(accès à distance), vidéo surveillance, visio
conférence.
� Détermination d’un Scénario de démonstration
9Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
WP1 - Access Networks and User
Characterization and Requirements
Résultats
� Traversée de plusieurs zones de couverture réseau
� Mobilité
� Multi-homing
� Sécurité
� Besoin de continuité de service (entre 3G et WiFi)
� Personnalisation
� Adaptation
10Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
WP1 - Access Networks and User
Characterization and Requirements
Principaux défis :
Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010 11
� Routeurs Mobiles multi-homés dans les véhicules RATP
� Terminaux multi-homés
� Communication inter-véhicules
� Handover Vertical
� Sécurité
� Protocoles
� Hétérogénéité des équipements
� Prise de décisions pour le handover
� Performances
� Sécurité
3G+3G+3G+
wifi
wifi
MobileRouter
� Objectifs
WP2 - Secure and Seamless Mobile Networking
� Difficultés :
� Locales ou assistées
� Basées sur les mesures et les informations de contexte
� Système de réputation basé sur l’expérience passé des utilisateurs,
� Décisions: solutions hybride -hystérésis, moyennes glissantes,système de règles, logique floue, AHP (Analytic Hierarchy Process)système de réputation,théorie des jeux (en cours)
� Solution SMI
� mSCTP (API développée sous Linux),
� Tunneling mSCTP/UDP (problèmes NAT, Firewalls)
� Solution multi-socket TCP et UDP (développée sur terminaux mobiles)
WP2 - Secure and Seamless Mobile Networking
12Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
� Contribution 1: Décisions pour Handover Vertical
� Contribution 2: Multihoming
Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010 13
� Re-utilisation des concepts et softs existants de base pour Mobile Router :
� RFC3963 et RFC5177 Network Mobility avec Mobile IPv4/v6
� Développement de nouveaux concepts pour :
� Communications directes entre véhicules:
Draft IETF V2V IPv6 RA
� Agrégation de plusieurs interfaces externes
dans une seule.
� Extension DHCP pour la délégation de prefix
fe80::FFFE_MAC4 egress interface
MR3
LFN
Passenger
Vehicle3
LFN,
Agent
MR4
LFN
Passenger
LFN,
Agent
egress interface fe80::FFFE_MAC3
Vehicle4
MR1
LFNPassenger
LFN, Agent
Vehicle1
MR2
LFNPassenger
LFN, Agent
Vehicle2
fe80::FFFE_MAC2 egress interfaceegress interface fe80::FFFE_MAC1
WiFi Ad-hoc mode, essid “adhoc”
WiFi ingress AP mode WiFi ingress AP mode
WiFi ingress AP mode WiFi ingress AP mode
2001:db8:1:2::/642001:db8:1:1::/64 2001:db8:2:2::/642001:db8:2:1::/64
2001:db8:3:2::/642001:db8:3:1::/64 2001:db8:4:2::/642001:db8:4:1::/64
RA sent by MR1:•2001:db8:1:1::/64 – f lag RATP agent
•2001:db8:1:2::/64 – f lag Passenger
src Dst prefix Gateway
2001:db8:1:1::/64 2001:db8:2:1::/64 fe80::FFFE_MAC2
2001:db8:1:1::/64 2001:db8:3:1::/64 fe80::FFFE_MAC3
2001:db8:1:1::/64 2001:db8:4:1::/64 fe80::FFFE_MAC4
Routing tables of MR1
Table for RATP agents
src Dst prefix Gateway
2001:db8:1:2::/64 2001:db8:2:2::/64 fe80::FFFE_MAC2
2001:db8:1:2::/64 2001:db8:3:2::/64 fe80::FFFE_MAC3
2001:db8:1:2::/64 2001:db8:4:2::/64 fe80::FFFE_MAC4
Table for Passengers
Scalability: for n routers, each router has (n-1)*2 routing table entries
and there are n messages exchanged, each of length X.
WP2 - Secure and Seamless Mobile Networking
� Contribution 3: Mobilité de réseau
Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010 14
� Contrôle d’accès au réseau véhiculaire : authentification
PEAP ou à deux facteurs, possibilité d’accès anonyme
� Double addressing scheme :
différents préfixes sont utilisés
dans le réseau véhiculaire
en fonction de la classe d’utilisateur
� Double tunneling scheme :
les tunnels IP-IP (NEMO) et IPsec (VPN) sont utilisés
différemment en fonction de la classe d’utilisateur
WP2 - Secure and Seamless Mobile Networking
� Contribution 4: Sécurité
Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010 15
1- Besoins :
• Connaissance du contexte de l’utilisateur et de son
environnement: mesures, découverte, échange, publication
• Analyse de ces connaissances : interprétation, inférence,
• Prise et notification des décisions (mobilité, multi-homing,
adaptation des services)
2- Difficultés :
• Environnement hétérogène (réseaux, terminaux,
plateformes, services, ressources, ….)
• Echelles différentes: (semi)-statique, dynamique
• Environnement géographiquement étendu (temps d’accès)
• Organisation des informations de contexte pour pouvoir les
exploiter (intelligence)
WP3 – Context and Service Discovery Management
Framework
Architecture Overlay à 2 niveaux (virtualisation): pour la
collecte, le traitement des informations de contexte et pour les
prises de décisions globales (sur réseaux et plateformes
hétérogènes). ����Masquer l’hétérogénéité
16Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
WP3 – Context and Service Discovery Management
Framework
� Contribution 1: Virtualisation et Overlay
2nd Abstraction Layer
y
17Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
- Principe XaaS : Everything as a Service
- Description sémantique (Ontologie)
- Possibilité d’inférence et de raisonnement
WP3 – Context and Service Discovery Management
Framework
� Contribution 2: Description sémantique et ontologie
Context
Repository
Context
Representation and
inference
Decision
Execution/
Enforcement
Heterogeneous Networks, Devices, Services, ...
Context
Gathering
Context
Publishing
DecisionPolicy and Decision
Execution/
EnforcementExecution/
Enforcement
• Acquérir les données
• Les représenter de façon unifiée ces
données (utilisation des ontologies)
• Inférence, raisonnement et prise de
décisions
• Publication des données et des
décisions pour les autres composants du
systèmes
18Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
Temps de réponse du gestionnaire de contexte sémantique.
Requêtes effectuées sur une base de 30000 instances, ayant
chacune 15 données contextuelles.
WP3 – Context and Service Discovery Management
Framework
� Contribution 3: Gestionnaire de contexte basé sur la sémantique :
Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010 19Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
� Objectifs
– Permettre l’adaptation des services et des contenus au contexte
– Faciliter la composition et la recomposition des services avec les composants disponibles dans l’environnement
– Garantir la continuité des sessions
� Contraintes
– Préférences utilisateurs et caractéristiques des terminaux
– Contexte dynamique des utilisateurs
– Environnement réseau hétérogène et dynamique
� Contribution 1: Conceptualisation et Modélisation
� Contribution 2: L’application NémoBox
WP4 – Services and Applications Adaptation
Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010 20Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
WP4 – Services and Applications Adaptation
� Contribution 1: Conceptualisation et Modélisation
– Services (User Tasks) : Basée sur SCA(SCA: Service Component Architecture)
– Capacités : extensions de CC/PP(CC/PP: Composite Capabilities/Preference Profiles)
+ modèle quantitatif pour les préférences
utilisateurs
� Algorithme de résolution des User Tasks
– Classification des composants basée sur :
• les préférences des utilisateurs et
• les besoins des services
– Mapping des Services sur les Composants
� Continuité des sessions
– Monitoring de l’environnement (Gestionnaire de contexte)
– Adaptation structurelle dynamique des descriptions abstraites,
(Re)sélection dynamique et remplacement des composants
GT
GN
INIT
Tim
eR
UN
Tim
Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010 21Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
WP4 – Services and Applications Adaptation
� Contribution 2: Application SEAMLESS: La « NémoBox » :
�Agrégation de nouveaux services spécifiques
à de nouveaux besoins
� Adaptation de contenu
� Redistribution de contenu
� Médiateur entre les différents services et le terminal client
Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010 22Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
WP4 – Services and Applications Adaptation
� Traitement de la partie vidéo en priorité
� Transformation de flux IP venant d’une caméra IP ou d’un
terminal mobile en flux UDP
� Interfaçage avec Gestionnaire de contexte pour la mise en
relation des éléments devant communiquer
Visio ConférenceAccès caméra de vidéosurveillance
Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010 23
� Objectif: Intégration et test des différents développements
(en cours)
WP5 – System Integration and Pilot Trial
� Définition des tests
� Intégration et tests Labo
� Tests terrain
� Test avec un panel d’utilisateurs RATP
� Validation du cahier des tests
� Correctifs finaux du prototype
Mobile Router
Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
WP5 – System Integration and Pilot Trial
24Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
Accès caméra
vidéosurveillance
Accès caméra
vidéosurveillance
Espace dédié aux
Agents RATP
Espace dédié aux
Agents RATP
Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010 25
WP5 - System Integration and Pilot Trial
Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010 26
� Plusieurs sorties pour tester l’environnement WiFi de la RATP.
WP5 - System Integration and Pilot Trial
Exemple de tests: connexion
du routeur mobile et des
terminaux
Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010 27
WP5 - System Integration and Pilot Trial
� Difficultés rencontrées lors des développements logiciels :
• Verrouillage de l’accès aux pilotes de la caméra
• Obligation d’implémentation de filtres directshow sur Windows
Mobile
• Windows Mobile n’est plus commercialisé
• Limitation d’accès aux couches réseaux basses sur Android
• Besoin d’adresses routables (IP public)
• Difficultés pour traverser les NATs (protocole SCTP)
� Travaux en cours :
• Sorties de tests terrain
• Intégration des briques visio conférence
• Implémentation des derniers échanges terminal mobile /
gestionnaire de contexte
� Publications
� 10 publications en conférences internationales
� 1 publication journal
� Autres publications à venir
� Standards
� Un draft IETF en cours de discussion
� Autres actions
� Participations aux 3ème et 4ème conventions Systém@tic 2008 et 2009
� Invitation pour participer au PRIT 2010 (13-12-2010 à Paris)
� Démo VIP terrain SEAMLESS prévue en janvier 2011(convaincre les décideurs RATP d’industrialiser le concept SEAMLESS)
WP6 – Project Management
28Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
Liste de publications1. Alexandru Petrescu and Alexis Olivereau, « Mobile VPN and V2V NEMO for Public Transportation », The 9th International
Conference on ITS Telecommunications, ITST 2009 Lille, October 20-22, 2009.
2. D. Belaid, H. Mukhtar, and A. Ozanne, "Service composition based on functional and non-functional descriptions in SCA",
The 1st International Workshop on Advanced Techniques for Web Services (AT4WS 2009), in conjunction with the 11th
International Conference on Enterprise Information, Systems (ICEIS 2009), 6-7 May 2009, Milan, Italy, 2009.
3. D. Belaid, H. Mukhtar, A. Ozanne, and S. Tata, "Dynamic component selection for SCA applications", The 9th IFIP
Conference on e-Business, e-Services, and e-Society (I3E 2009), 23 - 25 September 2009, Nancy, France, 2009.
4. H. Mukhtar, D. Belaid, and G. Bernard, "Session continuity and splitting of multimedia applications using qualitative user
preferences", ACM Mobility Conference 2009: The International Conference on Mobile Technology, Applications and
Systems, ACM, 02-04 September 2009, Nice, France, 2009.
5. Imen Ben Lahmar, Hamid Muktar, and Djamel Belaïd, "Monitoring of Non-Functional Requirements Using Dynamic
Transformation of Components", In proc. The Sixth International Conference on Networking and Services, ICNS 2010, March
7-13, 2010 - Cancun, Mexico (Best Paper Award)
6. Imen Ben Lahmar, Djamel Belaïd, and Hamid Muktar, "Adapting Abstract Component Applications Using Adaptation
Patterns", In proc. of The Second International Conference on Adaptive and Self-adaptive Systems and Applications,
ADAPTIVE 2010, November 21-26, 2010 - Lisbon, Portugal
7. Mariem Zekri, Badii Jouaber, and Djamal Zeghlache, ”'On the use of Network QoS Reputation for Vertical Handover Decision
Making'”, IEEE Globecom 2010 : Workshop on Advances in Communicaitons and Networks (ACN 2010)
8. Mehdi Loukil, Takoua Ghariani, Badii Jouaber, and Djamal Zeghlache, ”A Semantic Database Framework for Context
Management in Heterogeneous Wireless Networks”, 6th IEEE International Conference on Wireless and Mobile Computing,
Networking and Communications (WiMob 2010), Niagara Falls, Canada, October 11-13, 2010
9. Mariem Zekri, Badii Jouaber, and Djamal Zeghlache , ”Context Aware Vertical Handover Decision Making in Heterogeneous
Wireless Networks”, IEEE LCN 2010, 6th IEEE International Workshop on Performance and Management of Wireless and
Mobile Networks (P2MNet), Denver, Colorado, October 2010
10. Mehdi Loukil, Badii Jouaber, and Djamal Zeghlache, ”A Two-Layered Virtualization Overlay System using Software Avatars”,
The IEEE symposium on Computers and Communications (ISCC 2010), 2nd IEEE Workshop on Performance Evaluation of
Communications in Distributed Systems and Web based Service Architectures (PEDISWESA’10), Pages: 1086 - 1090; DOI:
10.1109/ISCC.2010.5546606; Riccione, Italy, 22-25 June 2010.
11. Djamel Belaïd, Imen Ben Lahmar, and Hamid Muktar, "A Framework for Monitoring and Configuration of Components Using
Dynamic Transformation", Submitted to in International Journal On Advances in Software
29Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
30Colloque « Télécommunications – réseaux du futur et services » - Rennes du 6 au 8 décembre 2010
Merci de votre attention !
Vers un projet SEAMLESS 2 …