Iniciativa para Identificação de Oportunidades Tecnológicas para o Desenvolvimento da Internet do Futuro. Tania Regina Tronco

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1 Iniciativa para Identificação de Oportunidades Tecnológicas para o Desenvolvimento da Internet do Futuro Tania Regina Tronco Data: 15/04/2009

2 Motivadores A evolução da Internet causará um forte impacto na economia e no modo de vida em sociedade; poderoso motivador de inovação e de crescimento econômico-social A rede Internet necessitará de novas soluções que permitam a sua expansão nos próximos anos A busca de uma nova arquitetura para a rede é enfatizada pelo grande número de projetos em vários países com o objetivo de promover a pesquisa de soluções que atendam as expectativas de evolução da rede

3 Foco Atividade suportada com recursos do FUNTTEL Ministério das Comunicações (MC) Identificação de oportunidades de P&D relevantes na área de Arquiteturas de Rede e tecnologias de ruptura para a rede Internet do Futuro (2015 ~2020) Linhas e projetos de pesquisas que se mostrarem promissores para o desenvolvimento tecnológico do setor industrial brasileiro de TICs (Tecnologias de Informação e Comunicação) Contribuir para a capacitação do país no tema de Internet do Futuro

4 Como? Identificando tecnologias promissoras para o desenvolvimento de produtos e serviços para a Internet do Futuro, com base em oportunidades tecnológicas, mercadológicas e de sinergia com a base industrial brasileira

5 Como? Explorando diferentes abordagens de P&D na área de novas arquiteturas de rede para a Internet: Evolutiva (incremental) Disruptiva (clean-slate) substituir a Internet por outra tecnologia de rede.

6 Visões do Futuro A) Curto Prazo - Evolutivo Equipamentos de Rede Internet Global Serviços e Aplicações B) Médio Prazo - Overlay Equipamentos de Rede Rede IP Internet Global Serviços e Aplicações Rede IP Acesso Sem Fio Global Overlay C) Longo Prazo - Disruptivo Internet Global Próxima Equipamentos Geração de Rede Serviços e Aplicações Rede Nova Rede IP Acesso Sem Fio Acesso Sem Fio

7 Como? Articulando com a comunidade científica e tecnológica brasileira que está trabalhando no tema de Internet do Futuro com o intuito de construir parcerias Realizando o workshops com objetivo de discutir e conhecer diferentes visões sobre o futuro da Internet, novas aplicações e serviços futuros Pesquisando os principais motivadores e requisitos de rede da Internet do Futuro Identificando as limitações da arquitetura TCP/IP Identificando novos requisitos de rede

8 Cenários de Evolução Possíveis Mobilidade Plena Redes Ad hoc Redes de Sensores (Internet Object-Centric ) Redes de Conteúdo (Internet Content-Centric ) Redes com Foco no Usuário (Internet User-Centric )

9 Cenário de Mobilidade Plena Motivado pelo crescente uso de dispositivos móveis apoiados por uma rede cada vez mais ubíqua levando a uma facilidade de roaming local e global; Diversidade dos terminais de acesso e necessidade de estar conectado praticamente a qualquer momento e em qualquer lugar; Mobilidade de terminal, mobilidade de serviço/aplicação, mobilidade de sessão e mobilidade de domínio

10 Cenário de Mobilidade Plena Atributos: Desafios: Adaptar a Internet para suportar um alto grau de dinamismo devido à mobilidade Oferecer mecanismos para estar always connected Oferecer suporte técnico para suportar heterogeneidade de dispositivos e tecnologias de comunicação Política econômica e social que permita o acesso à Internet através de dispositivos móveis Integração entre setor privado e público a fim de promover o acesso móvel Internet Limitações da Arquitetura TCP/IP: Ubiqüidade, escalabilidade, acessibilidade, adaptabilidade Falta de suporte natural à mobilidade Sobrecarga semântica do atual modelo de endereçamento IP Falta de mecanismos de segurança Não há um mecanismo eficiente de tarifação de objetos móveis Benefícios Sócio-Econômicos: Inclusão digital de usuários de diferentes classes sociais Facilidades para a vida diária e para os negócios aumentando a qualidade de vida

11 Cenário de Comunicação Ad Hoc Engloba as redes ad hoc formando um conjunto de nós de rede autônomos que possuem a capacidade de comunicação entre si sem que exista uma infraestrutura de comunicação previamente estabelecida

12 Cenário de Comunicações Ad hoc Atributos: Associações colaborativas e oportunistas entre os nós (similar ao peer-to-peer) Computação autonômica sistemas auto-configuráveis, auto-regeneráveis Escalabilidade, ubiqüidade, acessibilidade (banda larga) Desafios: Suporte a bilhões de dispositivos em 2011 Prover segurança, privacidade e confiabilidade em diferentes níveis aos usuários Suporte a aplicações baseadas em contexto Oferecer banda larga tanto cabeada quanto sem-fio para suportar as diferentes aplicações de multimídia, dados e jogos Limitações da Arquitetura TCP/IP A infraestrutura não está preparada para suportar uma visão de redes sociais e colaborativas Problemas para escalabilidade, ubiqüidade, computação autonômica Benefícios Sócio-Econômicos Auxílio na recuperação de desastres e defesa civil Infraestrutura local de comunicação deve estimular a cooperação entre usuários Serviços voltados para a área médica, monitoramento, meio-ambiente, cuidados com idosos, segurança pública, controle de tráfego urbano e em rodovias etc. serão aplicações comuns e farão parte da vida diária

13 Cenário de Redes de Sensores (Object-Centric) Internet das Coisas Refere-se a uma rede mundial de objetos interconectados, cada um com um endereço único, comunicando-se através de protocolos padronizados. Envolve uma grande variedade de objetos totalmente diferentes em termos de funcionalidades, tecnologia e campo de aplicação, com rótulos RFID (Radio-Frequency IDentification) e sensores embutidos, conectados à Internet.

14 Cenário de Redes de Sensores (Object-Centric) Atributos: Inteligência e identidade (e capacidade de interação/comunicação) na maior parte dos objetos Atuação dos objetos entre si sem necessidade de ativação ou mediação por parte de seres humanos (smart objects); Aumento de robôs e aparelhos/máquinas automáticas, no ambiente público e doméstico, domótica Aumento de volume de tráfego, e necessidade de comunicação de dados em tempo real (ou com atraso mínimo), para os processos de controle Desafios: Necessidade de conectividade de zilhões de objetos Mudança do paradigma request-and-retrieve para o push-and-process Novos protocolos baseados em semântica de mensagens com escalabilidade Context-aware autonomic objects, explorando modelos de comunicação do tipo peerto-peer

15 Cenário de Redes de Sensores (Object-Centric) Limitações da Arquitetura TCP/IP Dificuldades para identificação e conexão de zilhões de sensores e escalabilidade dos protocolos de roteamento Funcionamento atual baseado no paradigma request-and-retrieve Dificuldade para controle em tempo real com baixos atrasos (circuito em malha fechada de sensores) Falta de mecanismos para descoberta e localização de objetos Benefícios Sócio-Econômicos Criação de um ambiente computacional contínuo (ubíquo/pervasivo) para suporte às necessidades dessa nova sociedade Facilidades para a vida diária aumentando a qualidade de vida Ampla cobertura de assistência médica personalizada

16 Cenário com Foco em Conteúdo (Content/InformationCentric) Uso majoritário da Internet (95%) é para adquirir conteúdo páginas Web, conteúdo multimídia em redes P2P, mensagem instantânea O BitTorrent, contribui com mais do 30% do tráfego na Internet, assim como os serviços de vídeo do YouTube ou as páginas de redes sociais do Orkut O YouTube hospeda hoje cerca de 6M vídeos, crescendo 20% a cada mês, exigindo 45TB de armazenamento e gastando milhões de US$/ mês para o transporte dos clips de vídeo. O MySpace, em 2007, gerou um número assombroso de 31,5 bilhões de acesso a páginas por mês Canais de TV digital de alta definição também irão progressivamente penetrar o espaço na Internet Fonte: Van Jacobson, 2006

17 Cenário com Foco em Conteúdo (Content/Information-Centric) Atributos Criação e disseminação de conteúdo digital de modo global e irrestrito Identificadores para porções de conteúdo Mecanismos para caching, multicast (um para vários), anycast (qualquer para um), concast (vários para um), confiabilidade, controle de acesso, controle de congestionamento e segurança Desafios Conteúdo criado e manipulado por profissionais e usuários comuns, a serem distribuídos e acessados em qualquer lugar e em qualquer terminal Novas técnicas de armazenamento e busca Facilitar o transporte de conteúdo de uma forma diferente da hop-by-hop Novos mecanismos de segurança e proteção dos direitos autorais Privacidade, Identidade da informação, Escala, Semântica, Governança da informação Limitações da Arquitetura TCP/IP TCP (Conectividade, desempenho, multicast) IP (Semântica, Tarifação) DNS (Identificador de informação, gerência) Benefícios Sócio-Econômicos Novos serviços colaborativos e inteligentes Disseminação global do conhecimento de forma gratuita ou mais barata (vários provedores)

18 Cenário com Foco no Usuário (Client/User-centric) Alta interatividade do usuário com a rede, através de uma ampla variedade de interfaces e pela personalização e adequação dos conteúdos e serviços às preferências de uso e contexto do usuário

19 Cenário com Foco no Usuário (Client/user-centric) Atributos Alta interatividade do usuário com a rede, através de uma ampla variedade de interfaces (context-aware para diversos terminais) Personalização e adequação dos conteúdos e serviços às preferências de uso e contexto do usuário Auto-configuração dos serviços pelo usuário de modo dinâmico Multi-homming (vários provedores de acesso) Desafios Alta interatividade na rede Aumento do volume de informações inseridas na rede Mecanismos e inserção de metadados para personalização dos serviços Novos mecanismos de segurança e proteção dos direitos autorais dos usuários Adaptação de contexto e de serviços ao terminal do usuário de forma dinâmica

20 Cenário com Foco no Usuário (Client/user-centric) Limitações da Arquitetura TCP/IP Problema para alta interatividade Serviços não personalizados Dificuldade para prover mudança seamless de dispositivos e serviços Precisa de novos mecanismos para auto-configuração dos serviços Multi-homming Benefícios Sócio-Econômicos Compartilhamento de conteúdo e exportação de aplicações e serviços produzidos pelos próprios usuários Sociedade mais criativa e disseminadora de conhecimento

21 Cenários de Evolução da Internet Internet Futuro Internet do do Futuro Internet das Pessoas Cenário C Content-centric Serviços e Aplicações User-centric Internet do Conteúdo Cenário B Internet das Coisas Cenário A Object-centric Infra-estrutura Infra-estruturadedeRede Rede Mobilidade Plena,escalável escalável eedinâmica, simplicidade, interatividade Mobilidade Plena, dinâmica, simplicidade, interatividade Segurança, privacidade e proteção dos direitos autorais Segurança, privacidade e proteção dos diretos autorais, disponibilidade Sustentabilidade econômica e energética, gerência de tráfego, disponibilidade, etc.. Sustentabilidade econômica e energética, gerência de tráfego, etc... Fonte: Inspirado em Future Internet The Cross-ETP Vision Document, 08/01/09

22 Estratégia de Trabalho Drivers Motivadores Mobilidade Cenário A Cenário B Ad-hoc - Requisitos Serviços de Rede (Cenários Cenário C Internet Estado da A, B e C) Sensores Estado da Arte dos Projetos Arte dos de P&D sobre Protocolos Arquiteturas IP e e Novos Identificação Conceitos Tópicos de Pesquisa do futuro CPqD + Universidades Domínio Tecnológico em Redes IP do Futuro Desenv. de Produtos & Serviços Especificação Especificação dede Tecnologias Projetos Curto e Médio Prazo de P&D - Curto e Médio Prazo Especificação Projetos Especificação de de Tecnologias Longo PrazoPrazo de P&D - Longo

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