Sieci informacyjne Materiały wykładowe do uŝytku wewnętrznego

Transkrypt

1 Instytut Telekomunikacji PW Wybrane zagadnienia przyszłego Internetu Sieci informacyjne Materiały wykładowe do uŝytku wewnętrznego ICN 1

2 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) Global MOBILE traffic (ExaByte/month) Residential Unicast TV 2.0 Handheld data traffic 60 Residential Internet 1.5 Laptop Data Traffic Voice Traffic Business Internet Voice Traffic Fixed broadband traffic is 40x mobile in 2015 źródło: MEVICO / Nokia Mobile data traffic grows 300 fold ICN 2

3 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

4 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

5 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

6 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 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

7 Co dalej? Information-Centric Networking (ICN) Dzisiejszy Internet Centrum uwagi: węzły, hosty Przyszła ICN Centrum uwagi: obiekty informacyjne (równieŝ jako reprezentacje obiektów fizycznych IoT) Dominująca forma wykorzystania sieci: dostęp do informacji ICN 7

8 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 PSIRP ICN 8

9 ICN sposoby wdroŝenia wymagana ciągłość pracy bez godzin W itp. dla prowadzenia eksperymentów na szeroką skalę kluczowe dla wykazania zasadności danej koncepcji ICN 9

10 Wybrane podejścia - porównanie: CDN/NetInf - CCN CDN (NetInf fragmentami dość podobnie) CCN DNS proxy CDN DNS Origin server Resp. 2/3 4/5 Req. Req. DNS proxy Resp. CDN Streamer selector 4/6 schowek 3/6 schowek Req. 1/6 1/6 HTTP GET/302 1/6 HTTP GET/OK schowek 1/6 HTTP GET/OK Origin server schowek Resp. 1/7 Req. schowek 2 jak brak w schowku ICN 10

11 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