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Redes FuturísticasRedes Futurísticas
- Desafios e Oportunidades de Pesquisa -- Desafios e Oportunidades de Pesquisa -
RoteiroRoteiro
Motivação – Por que uma nova Internet ? ICN’s – Information-Centric Networking SDN’s e Virtualização de Redes DTN’s – Aplicações e Casos de Uso DTN em Prática Conclusão Referências
Precisamos de uma nova Internet ?Precisamos de uma nova Internet ?
? ?
Nova Internet? Por quê?Nova Internet? Por quê?
Sucesso da Internet Rádio: 38 anos para atingir 50 milhões de usuários; TV: 13 anos para atingir 50 milhões de usuários; Internet: 4 anos para chegar a 50 milhões de usuários;
Premissas Básicas Comutação de pacotes (rede não orientada a conexões); Simplicidade no núcleo e “inteligência” nas extremidades (TCP/IP); Controle distribuído; Princípio fim-a-fim;
MMOOTTIIVVOOSS
Mas o que mudou?Mas o que mudou?
Quantidade de Nós e Usuários
Internet Users (June, 2012): 2.405.518.376Internet Users (June, 2012): 2.405.518.376Fonte: http://www.internetworldstats.com/stats.htmFonte: http://www.internetworldstats.com/stats.htm
Mas o que mudou?Mas o que mudou?
Perfil dos usuários Nível de Especialização
Pesquisadores da Computação Universidades e Centros de
Pesquisa.
Cientistas de outras áreas, População de diferentes idades e
interesses.
Mas o que mudou?Mas o que mudou?
Aplicações
Poucas AplicaçõesPoucos Requisitos
Infinidade de AplicaçõesMuitos Requisitos
Mas o que mudou?Mas o que mudou?
“Remendos”
TCP / IP Evolução baseada em “Remendos”
DHCPDHCP
CIDRCIDR
IP MulticastIP Multicast
CachesCaches
DiffServDiffServ IP SecIP Sec
IPv6IPv6 DNSDNS
NATNAT IP MóvelIP Móvel
Mas o que mudou?Mas o que mudou?
Fins Lucrativos
Não-comercialSem fins Lucrativos
Não-comercialSem fins Lucrativos
Operadoras e Prestadores de Serviços
Mas o que mudou?Mas o que mudou?
Modelo de Comunicação: Host-Centric O que acontece quando digitamos www.ifnmg.edu.br no navegador?
Cliente10.20.30.40
Servidor WEB200.20.15.208
?DNS
Mas o que mudou?Mas o que mudou?
Modelo de Comunicação: Host-Centric O que acontece quando digitamos www.ifnmg.edu.br no navegador?
Cliente10.20.30.40
Servidor WEB200.20.15.208
Conexão TCP
Mas o que mudou?Mas o que mudou?
Modelo de Comunicação: Host-Centric O que acontece quando digitamos www.ifnmg.edu.br no navegador?
Cliente10.20.30.40
Servidor WEB200.20.15.208
HTTP REQHTTP REQ
Conexão TCP
Mas o que mudou?Mas o que mudou?
Modelo de Comunicação: Host-Centric O que acontece quando digitamos www.ifnmg.edu.br no navegador?
Cliente10.20.30.40
Servidor WEB200.20.15.208
Conexão TCP
Mas o que mudou?Mas o que mudou?
Será que - além das aplicações - o modelo de comunicação também se alterou com decorrer do tempo?
O que mudou...O que mudou...
WEB, E-mail, FTP, SSH, etc.Seguem o paradigma de comunicação entre
hospedeiros (hosts).
Novas Aplicações: Vídeo on-line, compartilhamento de arquivos, etc. Interesse pelo CONTEÚDO. Não importa “de onde venha".
Mas isto não é novidade...Mas isto não é novidade...
CDNs - Redes de Distribuição de Conteúdos
Mas isto não é novidade...Mas isto não é novidade...
BitTorrent Sistema par-a-par para compartilhamento de arquivos; Arquivos são divididos em “pedaços” e espalhados
pelos pares; Objetivo é recuperar todo o arquivo, independente da
fonte;
É uma aplicação, não arquitetura de rede!
BitTorrentBitTorrent
PPLivePPLive
Necessidade de Pesquisas!Necessidade de Pesquisas!
Muitas aplicações hoje são Muitas aplicações hoje são orientadas a conteúdoorientadas a conteúdo!!
Mais de Mais de 80%80% do tráfego da Internet do tráfego da Internet atual são P2P atual são P2P Fonte: (Cisco, 2011)Fonte: (Cisco, 2011)
A rede pode-se tornar mais eficiente para A rede pode-se tornar mais eficiente para essas aplicações?essas aplicações?
REDES ORIENTADAS A CONTEÚDOREDES ORIENTADAS A CONTEÚDO
Redes ICN
Uma Nova Arquitetura...Uma Nova Arquitetura...
Muitas proposta de arquitetura na literatura: DONA - Data-Oriented Network Architecture
Koponen et al. 2007 NetInf - Networking of Information
Ahlgren et al. 2008 PSIRP - Publish-Subscribe Internet Routing Paradigm
Tarkoma et al. 2009 CCN - Content-Centric Networking
Jacobson et al. 2009
Redes Orientadas a ConteúdosRedes Orientadas a Conteúdos
Idéia Básica...Idéia Básica...
Quero assistir Quero assistir ““Os VingadoresOs Vingadores””
PIT
Content Face
/films/avengers/0 1 PIT
Content Face
/films/avengers/0 1,2
Idéia Básica...Idéia Básica...
Quero assistir Quero assistir ““Os VingadoresOs Vingadores””
PIT
Content Face
/films/avengers/0 1,2,3
FIB
Content Face
/films/avengers/0 2
Idéia Básica...Idéia Básica...
Quero assistir Quero assistir ““Os VingadoresOs Vingadores””
Quero assistir Quero assistir ““Os VingadoresOs Vingadores””
Novidade no Pedaço...Novidade no Pedaço...
Roteadores devem possuir agora: Cache (Roteadores de Conteúdo) Necessidade de Processamento Superior
“Inteligência agora não fica somente nas bordas”
É possível? Memórias e processadores mais rápidos e com custos
menores!
Vantagens CCNVantagens CCN
Multicast Nativo
TradicionalTradicional CCNCCN
Vantagens CCNVantagens CCN
Suporte Nativo à Mobilidade
TradicionalTradicional
Rede A Rede B
CCNCCN
Rede A Rede B
Vantagens CCNVantagens CCN
Foco na Segurança do Conteúdo, não do Enlace.
TradicionalTradicional CCNCCN
ConteúdoConteúdo
Nem tudo são Flores...Nem tudo são Flores...
Alguns Problemas em Pesquisa... Nomeação de Conteúdos
CCN => /br.edu.ifnmg/site/home.html Mobilidade da Fonte Distribuição de Chaves Criptográficas Será REALMENTE melhor do que o modelo atual?
Necessidade de Testes em escala Global !!! Modelo Econômico da Internet
Provedores e Prestadores de Serviços irão “bancar” uma nova tecnologia?
Mudando de Assunto...Mudando de Assunto...
Redes SDN
Redes Definidas por SoftwareRedes Definidas por Software
Como testar novas arquiteturas em escala global? Análise Matemática:
Poderosa, mas extremamente complexa! Simulação:
Simples, mas resultados podem ser “duvidosos”;
Redes Definidas por SoftwareRedes Definidas por Software
Como testar novas arquiteturas em escala global? Avaliação Experimental
Mais adequada; Criação de plataformas de testes (testbeds);
Exemplos: Emulab PlanetLab Ofelia ...
Redes Definidas por SoftwareRedes Definidas por Software
Como será este novo modelo econômico? Clean Slate Evolucionário
TCP / IP vs. Novas Arquiteturas TCP / IP -> Globalmente em Uso Novas Arquiteturas -> ???
Seria possível a co-existência ?Seria possível a co-existência ?
Sim! É possível!
Redes Definidas por SoftwareRedes Definidas por Software
Qual a solução para a co-existência de
Qual a solução para a co-existência de
sistemas operacionais ?
sistemas operacionais ?
Virtualização de MáquinasVirtualização de Máquinas
Virtualização de RedesVirtualização de Redes
Múltiplas Pilhas de ProtocolosMúltiplas Pilhas de Protocolos
• Redes Independentes• Facilidade de Evolução
Múltiplas Pilhas de ProtocolosMúltiplas Pilhas de Protocolos
• Redes Independentes• Facilidade de Evolução
Gerência de Redes VirtuaisGerência de Redes Virtuais
Necessidade de Controlador Central
Virtualização de RedesVirtualização de Redes
Para saber mais sobre o assunto: ACM SIGCOMM Workshop on Hot Topics in Software
Defined Networking (HotSDN)
Mudando de Assunto...Mudando de Assunto...
Redes DTN
Redes DTNsRedes DTNs
Delay/Disruption-Tolerant Networks Também conhecida como “Redes Oportunistas”
TCP/IP : Paradigma Store-and-Forward Necessidade de um caminho fim-a-fim
Redes DTNsRedes DTNs
Ambientes Desafiadores para o TCP/IP Comunicação entre dispositivos móveis; Comunicação em ambientes rurais; Comunicação em ambientes de desastres naturais; Comunicação em campos de batalha; Comunicação interplanetária; Entre outros;
Modelo TCP/IP é inadequado!Modelo TCP/IP é inadequado!Modelo TCP/IP é inadequado!Modelo TCP/IP é inadequado!
Solução!Solução!
Paradigma Store-Carry-and-Forward
Pilha DTNPilha DTN
Camada de Agregação (RFCs 4838, 5050 e 2007)
Redes DTNsRedes DTNs
Pesquisas Desenvolvidas Redes Veiculares Distribuição de jornal eletrônico em Cambridge Monitoramento de linhas de transmissão
TurtleNetTurtleNet
Problemas de Pesquisa...Problemas de Pesquisa...
Políticas de Encaminhamento Flooding Spray-and-Wait Probabilistic Social-Based
Políticas de Gerência de Buffer Análise de Modelos de Mobilidade Camada de Enlace (Otimizações) Aplicações => Busca do Killer App
DTN em Prática!DTN em Prática!
IBR-DTNIBR-DTN WhisperWhisper
Configurando...Configurando...
wlan0wlan0
Configurando...Configurando...
ReferênciasReferências
Moraes, Igor M. - Notas de Aula, Engenharia de Redes - Pós Graduação - UFF, Niterói, RJ, Brasil, 2012.
Brito, G. M., Velloso, P. B., Moraes, I. M. – “Redes Orientadas a Conteúdo: Um Novo Paradigma para a Internet”, in Minicursos do Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2012, Ouro Preto, MG, Brazil, May 2012.
Moreira, M. D. D., Fernandes, N. C., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O. C. M. B. - "Internet do Futuro: Um Novo Horizonte", in Minicursos do Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2009, pp. 1-59, Rio de Janeiro, RJ, Brazil, May 2009.
Campista, M. E. M., Ferraz, L. H. G., Moraes, I. M., Lanza, M. L. D., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O. C. M. B. - "Interconexão de Redes na Internet do Futuro: Desafios e Soluções", in Minicursos do Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2010, pp. 47-101, Gramado, RS, Brazil, May 2010.
Oliveira, C. T., Moreira, M. D. D., Rubinstein, M. G., Costa, L. H. M. K., and Duarte, O. C. M. B. - "Redes Tolerantes a Atrasos e Desconexões", in Minicursos do Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores - SBRC'2007, Belém, PA, Brazil.
Muito Obrigado!Muito Obrigado!
O Conhecimento não se O Conhecimento não se Transmite, se ConstróiTransmite, se Constrói
Paulo FreirePaulo Freire