`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Информационно-ориентированные сети могут решить некоторые проблемы Интернета

+22
голоса

Информационно-ориентированная сеть (Information-Centric Networking, ICN) удовлетворяет многим из требований для 5G, движимых распространением программного-определяемых сетей (SDN) и виртуализацией сетевых функций (NFV). Но каковы те проблемы, которые ICN может решить в современном Интернете? И как они могут это сделать? Небольшая статья Алана Карлтона на эту тему появилась в Network World, несколько сокращенный вариант которой предлагается нашим читателям.

В сегодняшнем Интернете уже произошли значительные изменения. По прогнозам, к 2020 г. к Сети будет подключено 50 млрд. устройств IoT. Это окажет огромное влияние на размер таблиц IP-маршрутизации. Это не является проблемой для типичного домашнего маршрутизатора на границе Интернета. Но по мере продвижения к ядру (в так называемую Default Free Zone), узлы в этой части сети должны хранить буквально весь Интернет в своих таблицах маршрутизации. Это требует увеличение памяти в каждом IP-маршрутизаторе, а также повышает сложность обработки и потребление энергии.

Требования пользователей также изменялись, начиная с первых дней Интернета, и будут продолжать меняться в 5G, особенно в отношении задержек для новых приложений, которые будут доминировать в 5G – от дополненной реальности до автономного вождения и приложений для промышленного управления. Задержки сегодня поддерживаются на низком уровне с помощью множества переадресаций, которые направляют наш первоначальный запрос на альтернативные реплики. Ключ к этим переадресациям – искусные манипуляции в системе доменных имен (DNS), которая страдают от неправильной конфигурации и долгого времени сходимости при изменениях в этих переадресациях. Постоянно распространяющаяся мобильность и стремление ограничить время ожидания несколькими прыжками (hops) только увеличивают нагрузку на DNS.

Такие переназначения являются особенно трудными при попытке обеспечить решения на основе политик. Эти политики в значительной степени зависят от таких аспектов, как пользователи, законодательная база страны, и даже в большей степени – динамичными условиями, например, требуемой нагрузкой на сеть. Хотя решения существуют для маршрутизации между сетями на основе политик, специфические для приложения политики, такие как законный перехват трафика, нуждаются в дорогостоящей глубокой инспекции пакетов (DPI), которая манипулирует потоком трафика на лету, увеличивая общую сложность сети и, следовательно, в конечном счете, ее стоимость.

Кроме того, потребление контента становится все более и более персонализированным посредством распространения видеосайтов, таких как YouTube, BBC iPlayer и тому подобное. Как следствие, такой контент доставляется с помощью отдельных веб-подключений к каждому конечному пользователю даже в тех ситуациях, когда многие пользователи смотрят то же содержание в то же время.

Лучшей альтернативой к этому одноадресному подходу является многоадресная передача. Но сегодня ее применение ограничено только прямой трансляцией масштабных мероприятий.

Как ICN может помочь решить эти проблемы? Чтобы выяснить это, давайте очертим воображаемую ICN-архитектуру, которая может иметь место с точки зрения 5G. В этом видении точки входа и выхода из сети ICN четко определены посредством обратно-совместимых точек сопряжения (шлюзов), которые обеспечивают взаимодействие между системой унаследованных приложений/IP и ICN. В модели публикации-подписки ICN все, что требуется, – это чтобы сеть отправляла пакеты вдоль логически определенных сетевых путей.

Вычисления этих кратчайших путей можно выполнить с помощью традиционных механизмов в каждом узле. Эти пути непосредственно определены в пакете в виде поля битовых данных. Биты в этом поле обозначают каждый канал в сети с помощью уникальной позиции бита, поэтому определяют конкретный путь в виде уникального поля битов, которое сочетает в себе все эти битовые позиции каналов вдоль пути. Можно подумать, что это поле битов должно было бы быть огромным, но практически размер поля 256 b это все, что действительно необходимо, предполагая, что применяется типичный для Интернет принцип зонирования.

Маршрутизатору просто нужно проверить наличие своих выходных портов в предоставленном битовом поле каждого пакета. Таким образом, IP-таблицы маршрутизации полностью заменяются этой проверкой поля битов в пакете данных, что исключает необходимость в дорогих таблицах маршрутизации и сводит пересылки к простой бинарной операции. ICN делает возможным это повышение эффективности.

Конечно, IP-адреса, а также веб-имена (URL) по-прежнему должны быть отображены на такие битовые поля путей, но это отображение теперь может быть выполнено в виртуальных устройствах, масштабирование которых можно обеспечить в ЦОД при меньших затратах, чем в каждом маршрутизаторе вдоль пути. Такая эквивалентная оптимизация невозможна в традиционном Интернете, учитывая то, как пакеты в нем направляются.

Использование виртуальных устройств обеспечит также балансировку нагрузки, например, в случае мобильности, где пути должны быть пересчитаны для прямой маршрутизации пути запроса, избегая триангулярную маршрутизацию пакетов в IP. Протокол отображения в точки вход/выход интерпретирует запросы/ответы HTTP как обмен поименованными данными.

Расширение такой простой маршрутизации по кратчайшему пути в узле, в конечном счете, обеспечивает содержательные решения на основе политик/ограничений без необходимости использования дорогостоящих элементов DPI путем замены алгоритма ограничения, используемого для вычисления пути, как правило, оптимизированного для кратчайшего пути, другими ограничениями, такими как задержки или применения политики.

И, наконец, простая операция переадресации может доставить HTTP-ответы, например, отдельные куски видео, для многих клиентов с помощью нативной для ICN многоадресности. Это достигается тем, что отдельные битовые поля, описывающие однонаправленный путь к каждому клиенту, объединяются посредством простой бинарной операции ИЛИ в многоадресное битовое поле.

В общем, ICN является неявной системой многоадресной рассылки, позволяющая по умолчанию использовать все преимущества производительности, которые предоставляет такой подход, который будет значительным, когда такая система будет работать в больших масштабах. Интуитивно понятно, что это увеличение производительности растет линейно с числом видеоклиентов, включенных в систему, обеспечивая значительные улучшения по сравнению с современными системами.

Слишком хорошо, чтобы быть правдой? Стандартные SDN-коммутаторы уже позволяют вышеупомянутые операции с полями битов при практически постоянной стоимости памяти, в то время как виртуализированные элементы для расчета пути являются общими в таких средах SDN. Что необходимо, так это отображение вход/выход для обратной совместимости поддержки IP-сервисов в таком видении ICN. Это проблема, которая решается в рамках текущих исследовательских усилий, и мы можем видеть эти результаты в нашем 5G-мире.

Информационно-ориентированные сети могут решить некоторые проблемы Интернета

Интернет будущего должен поддерживать распространяющиеся мобильные подключения и многоадресную технологию доставки видео, сохраняя при этом низкие задержки. ICN делает это возможным

+22
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT