Sieci informacyjne - Instytut Telekomunikacji
Transkrypt
Sieci informacyjne - Instytut Telekomunikacji
Instytut Telekomunikacji PW Wybrane zagadnienia przyszłego Internetu Sieci informacyjne Materiały wykładowe do uŜytku wewnętrznego ICN 1 Wykorzystanie Internetu • Rozpowszechnianie i obrabianie nazwanej informacji – podstawowe zastosowanie Internetu – centralna rola adresu IP nie odpowiada istocie wykorzystania sieci • „host-centric” Global FIXED traffic (ExaByte/month) 100 2.5 Residential Unicast TV 80 Residential Internet 60 40 20 Global MOBILE traffic (ExaByte/month) Voice Traffic Business Internet 0 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Laptop Data Traffic 1.5 1.0 0.5 Voice Traffic 0.0 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Fixed broadband traffic is 40x mobile in 2015 Mobile data traffic grows 300 fold ICN źródło: MEVICO / Nokia Handheld data traffic 2.0 2 Podejścia i problemy • Wzrost ruchu, np. video i cloud computing => stosowanie rozmaitych technik i rozproszonych usług bazujących na: – schowkowaniu, replikacji danych i dostarczaniu treści • Obecnie dominuje podejście typu „silos” – wzajemnie rozłączne sieci CDN i aplikacje P2P Przykładowo – nie zapewniają jednoznacznej i bezpiecznej identyfikacji nazwanej treści w sposób niezaleŜny od kanału dystrybucji – realizowane na bazie „firmowych” rozwiązań – implementowane nakładkowo => niepotrzebna utrata efektywności • podejścia typu ALTO dla P2P – na razie teoria. (Application Layer Traffic Optimisation) ICN 3 Dokładniej: wybrane problemy (1) • Trwałość nazwy obiektu (name persistence) – nazwa raz nadana przez twórcę powinna być trwała, niezaleŜnie od lokalizacji obiektu i jego aktualnego właściciela(i) oraz dostawcy(ów) – np. struktura WEB URL: format ”gdzie/co”. • URL dostosowany do „adresowej” struktury sieciowej • wymaga zmiany przy zmianie dostawcy (gdzie) • przy okazji: sieć typu ICN => moŜliwość wyszukiwania by-name (atrybut „gdzie” jest zbędny) • Dystrybucja treści – poprawianie jakości dystrybucji i wykorzystania zasobów przez schowkowanie i replikację – na bazie rozwiązań „firmowych” (Akamai CDN, P2P, WEB proxy) – nie współpracują, często płatne • sieć typu ICN => moŜliwość wbudowania replikacji i schowkowania jako „prymitywów sieciowych” dostępnych dla kaŜdego ICN 4 Dokładniej: wybrane problemy (2) • Opóźnienie wyszukiwania – obecnie kaŜde zapytanie zaczyna się od interakcji z DNS (pobranie adresu IP) – opóźnienie DNS staje się czynnikiem znaczącym (zaleŜnie od obiektu rzecz jasna) • systemy CDN typowo mają wewnętrzny DNS, co dodatkowo spowalnia proces wyszukiwania (request routing) – sieć typu ICN => moŜliwość wyeliminowania mediacji DNS • Mobilność – adres IP zwykle określa lokalizację oraz identyfikuje zakończnie • źródło wielu problemów • sieć typu ICN => nazwa określa zarazem „zakończenie” – a ruting nie odnosi się wprost do lokalizacji ICN 5 Dokładniej: wybrane problemy (3) • Bezpieczeństwo – uŜytkownika interesuje zaufana treść – dzisiaj osiąga się to pośrednio: przez zaufanie do strony, która udostępnia treść (a nie do samej treści) – obecnie wiele ryzyk – wiele stron w łańcuchu, np. • wiara, Ŝe negocjuję z Amazon (bo klikam”www.amazon.com”, na stronie Google • pośrednio DNS, który tłumaczy URL na adres IP • następnie wierzę serwerowi lustrzanemu po przekierowaniu przez CDN itd. • sieć typu ICN => informacje zapewniające bezpieczeństwo (uwierzytelnienie, zaufanie) bezpośrednio związane z treścią; – treść moŜe pochodzić z niezaufanego serwera, być przenoszona przez niezaufaną sieć – pozwala to na replikację treści w dowolnym miejscu » prawa autorskie i aktualność treści to odrębna kwestia ☺ ICN 6 Co dalej ? Information-Centric Networking (ICN) Przyszła ICN Dzisiejszy Internet Centrum uwagi: obiekty informacyjne (równieŜ jako reprezentacje obiektów fizycznych – IoT) Centrum uwagi: węzły, hosty Dominująca forma wykorzystania sieci: dostęp do informacji ICN 7 Wymagania i główne podejścia • Wymagania i korzyści – unikatowe nazwy obiektów informacyjnych – podstawa przyszłego Internetu – dane niezaleŜne od lokalizacji, właściciela i dostawcy i formy transportu • wsparcie dla cachingu i replikacji w sieci – spodziewane korzyści: • poprawa wydajności i ekonomiki sieci • większa skalowalność sieci w odniesieniu do liczby obiektów i pasma • ułatwienie dostawy treści w wymagających scenariuszach sieciowych (mobilność, sieci DTN, sieci czujników, etc.) • Terminy „komercyjne”: Network of Information (NetInf), Content-Centric Networking (CCN) (aka Named Data Networking, NDN), Publish/Subscribe Internet Routing Paradigm. • CCN – – • NetInf – – • http://conferences.sigcomm.org/co-next/2009/papers/Jacobson.pdf http://www.parc.com/content/attachments/securing-network-content-tr.pdf http://www.netinf.org/home/home/ http://www.netinf.org/home/publications/ PSIRP – http://www.cs.ucla.edu/classes/cs217/2011_Illustrate_PubSub.pdf ICN 8 ICN – sposoby wdroŜenia • wymagana „ciągłość pracy” – bez godzin W itp. – dla prowadzenia eksperymentów na szeroką skalę kluczowe dla wykazania zasadności danej koncepcji ICN 9 Wybrane podejścia - porównanie: CDN/NetInf - CCN CDN (NetInf fragmentami dość podobnie) DNS proxy Req. Origin server CDN DNS Resp. 2/3 CCN Req. 4/5 4/6 Resp. CDN schowek schowek Streamer selector DNS proxy 3/6 schowek 1/6 HTTP GET/302 1/6 schowek Resp. Req. 1/6 schowek HTTP GET/OK jak brak w schowku Origin server 1/6 1/7 2 Req. HTTP GET/OK ICN 10 Dwa główne podejścia • Ewolucyjne (por. NetInf) – poprawienie obecnego Internetu – zasada: opracowanie nakładki „content centric” – w istocie to forma ewolucji CDN • wprowadzenie metadanych jako kanonu • dozwolone róŜne formy transportu (nie tylko TCP/IP) • domenowość, ale na bazie wspólnej formy ID (z grubsza: hash kryptograficzny) • Radykalne (clean-slate) (por. NDN / CCN) – nazwa obiektu hierarchiczna – warstwa sieciowa content-centric • operuje bezpośrednio na łączy danych • caching wbudowany w warstę sieciową • uwierzytelnienie treści (podpis konkatenacji nazwa+pole_danych ) – wymaga nowego podejścia do wielu zagadnień • ruting i mobilność (skalowalność – compact routing?) • QoS i sterowanie przeciąŜeniem (odp. congection control w TCP) • model współpracy z warstwą aplikacyjną ICN 11