Redes e Internet do Futuro

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1 Redes e Internet do Futuro ::: SDN e NDN ::: Samuel Henrique Bucke Brito Departamento de Engenharia de Computação e Automação Industrial (DCA) Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) 06/02/2015

2 02 Agenda 1. Software-Defined Networking (SDN) Rede Tradicional Paradigma SDN 2. Named Data Networking (NDN) Internet Tradicional Proposta NDN

3 03 Rede Tradicional

4 04 Rede Tradicional Plano de Dados Fluxo de Pacotes encaminhamento, filtro, buffer, marcação, rate-limit, medição de pacotes

5 05 Rede Tradicional Plano de Controle Algoritmos Distribuídos detecta mudanças de topologia, processa e calcula rotas, instala regras de encaminhamento

6 06 Rede Tradicional Plano de Gerenciamento Fator Humano coleta de medições e configuração de dispositivos

7 07 Agenda 1. Software-Defined Networking (SDN) Rede Tradicional Paradigma SDN 2. Named Data Networking (NDN) Internet Tradicional Proposta NDN

8 08 Paradigma SDN Controle Lógico Centralizado Sistema Operacional de Rede: Inteligente e Lento API p/ Plano de Dados (ex.: OpenFlow) Rede SDN Switches Caixas: Burras e Rápidas

9 09 Paradigma SDN

10 10 Agenda 1. Software-Defined Networking (SDN) Rede Tradicional Paradigma SDN 2. Named Data Networking (NDN) Internet Tradicional Proposta NDN

11 11 Internet Tradicional Quando as idéias acerca da Internet foram concebidas em , a telefonia era o único exemplo de sucesso de uma rede de abrangência mundial. A Arquitetura TCP/IP foi única e revolucionária (isso é fato), mas sua solução resolvia um problema da telefonia a comunicação ponto-a-ponto entre duas entidades.

12 12 Internet Tradicional Apesar do TCP/IP ter superado todas as expectativas em relação à escalabilidade da conectividade, ele foi concebido para viabilizar a comunicação fim-a-fim entre dois pontos.

13 13 Internet Tradicional Apesar do TCP/IP ter superado todas as expectativas em relação à escalabilidade da conectividade, ele foi concebido para viabilizar a comunicação fim-a-fim entre dois pontos.

14 14 Internet Tradicional O principal serviço de Internet hoje é a web, que se trata da distribuição de conteúdo. A web tornou fácil a criação, a busca e o consumo da informação que cresce desenfreadamente.

15 15 Internet Tradicional O principal serviço de Internet hoje é a web, que se trata da distribuição de conteúdo. A web tornou fácil a criação, a busca e o consumo da informação que cresce desenfreadamente. Assim como o sistema de telefonia seria um pobre veículo para disseminação da informação via broadcast como acontece no Rádio/TV, a Internet é pobre na distribuição do conteúdo.

16 16 Agenda 1. Software-Defined Networking (SDN) Rede Tradicional Paradigma SDN 2. Named Data Networking (NDN) Internet Tradicional Proposta NDN

17 17 NDN. Proposta NDN (Named Data Networking) é uma nova proposta de reestruturação total (clean-slate) da atual arquitetura da Internet (TCP/IP). A proposta muda seu foco de onde (localização) para o que (conteúdo).

18 18 NDN. Proposta A Arquitetura NDN segue uma abordagem que defende o uso de nomes como identificadores, ao invés de endreeços. Essa simples mudança já elimina a restrição fim-a-fim do TCP/IP.

19 19 NDN. Modelo de Roteamento IP NDN Comparação do Modelo de Roteamento: IP x NDN

20 20 NDN. Distribuição de Conteúdo A distribuição de conteúdo é otimizada através de caches nos roteadores intermediários, o que implica em grande melhora no desempenho da Internet. IP NDN Comparação do Modelo de Distribuição: IP x NDN

21 21 NDN. Distribuição de Conteúdo

22 22 NDN. Distribuição de Conteúdo

23 23 NDN. Distribuição de Conteúdo

24 24 NDN. Distribuição de Conteúdo

25 25 NDN. Distribuição de Conteúdo

26 26 NDN. Distribuição de Conteúdo

27 27 NDN. Distribuição de Conteúdo

28 28 NDN. Distribuição de Conteúdo

29 29 NDN. Arquitetura do Roteador

30 30 NDN. Exemplo de Operação 1. O consumidor envia ao roteador um pacote de interesse contendo em seu cabeçalho um nome (estrutura hierárquica) que identifica o conteúdo desejado. Por exemplo, o usuário pode requisitar /parc.com/videos/widgeta.mpg

31 31 NDN. Exemplo de Operação 2. O roteador armazena o endereço do usuário na PIT (Pending Interest Table), uma tabela que identifica a interface que recebeu o pedido e o conteúdo desejado. Então o roteador encaminha aidante o pacote de interesse depois de um lookup do nome indentificador em sua FIB (Forward Information Base) que funciona com protocolos de roteamento baseados em nomes.

32 32 NDN. Exemplo de Operação 3. Qundo o pacote de interesse chega até um nó que possui o conteúdo, então é devolvido ao roteador um pacote de dados com esse conteúdo. É importante reprar que o pacote de dados faz o caminho reverso ao do pacote de interesse. O roteador analisa sua PIT para encaminhar o conteúdo ao(s) nó(s) interessado(s) e faz um cache desse conteúdo em um buffer.

33 33 NDN. Exemplo de Operação 4. Por fim, o consumidor passa a receber os pacotes de dados com o conteúdo desejado. Esse processo acontece sem nenhum esquema de endereçamento, o que diminui consideravalmente a dependência de uma fonte em particular (servidor físico) e otimiza o desempenho na entrega de pacotes.

34 34 Obrigado! Dúvidas?

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