Computer Networks Practice - Content Centric Network 1

MMLAB

Computer Networks Practice- Content Centric Network 1

이지민 (jmlee@mmlab.snu.ac.kr) 장동현 (dhjang@mmlab.snu.ac.kr)

2011-10-05

Multimedia & Mobile Communications Lab.

MMLAB The Advent of Network

Networking was invented for sharing resources not for data A user connects to server to use resources in

machines

MMLAB Internet

Original motivation for Internet is to share computing resources Remote login, file transfer

The Internet communication model is host-to-host conversations An IP address indicates a host

It has been working 40 years TCP/IP has been so flexible for diverse host based

applications

MMLAB Evolution of Network

However, overwhelming use of today’s network is for a machine to acquire data Internet traffic is already content-oriented Video stream is over 60% in Internet traffic Multimedia, P2P..

Data communication today is about moving content Internet was moving dozens of exabytes a month

MMLAB Need for New Network

IP datagram can only name communication endpoints Current network-architecture is not appropriate for

current usage Users/applications care ‘WHAT TO

RECEIVE’ Don’t care ‘FROM WHERE or FROM WHOM’ Host-based comm. Model is outdated

Propose an new internet architecture by removing this restriction Content Centric Network

MMLAB Architecture Principle

Hourglass architecture ‘thin waist’ has been a key enabler for internet’s

explosive growth Routing and forwarding plane separation

Similar to current one Security is built into the architecture

By signing all named data

MMLAB NDN Architecture

Component Messages

• Interest• Data

FIB (Forwarding Information Base)• Similar to routing table

PIT (Pending Interest Table)• Store interests for data

Content Store• Space for cached data

MMLAB NDN Architecture

MMLAB NDN Basic Operation

Interest MMLAB.kr/member/tjchung/

profile/v/s0

MMLAB.kr/member/tjchung/profile/v/s0

/MMLAB.kr

DATA:/MMLAB.kr/member/tjchung/

profile/v/s0

MMLAB.kr/member/tjchung/profile/v/s0

1

0

No Cache!

MMLAB NDN Supports

Automatically support various functionality without extra infrastructure Content Distribution

• Many users requesting the same data at different time Mobility

• User request data at different location Delay-Tolerant Networking

• Data is cached close to user

MMLAB Architecture 1) Name

Names are flexible Allows each application to choose the name scheme

that fits its need Hierarchically structured name

Example• http://www.sonystudio.com/spiderman3.avi

To retrieve dynamically generated data, it needs Deterministic algorithm between consumer and

producer Partial name supports

• mmlab/lecture/CNpratice -> mmlab/lecture/CNpractice/2011/

MMLABArchitecture

2) Routing and Forwarding

Routing packets on name, which solves 1) Address space exhaustion

• Think about current IP address..• Unbound namespaces

2) Mobility • No longer breaks communication

3) Scalable address management• Address assignment & management is no longer required

in local network

MMLAB Architecture 3) Caching

CCN router buffers data packet Cache - Router In-network caching

Benefits Both of static and dynamic data could be got

benefits• In case of dynamic data, retransmission cost is eased

Alleviation of privacy problem concerns • In today’s network, one can figure out WHAT data is,

WHO wants data from by inspecting header• NDN router doesn’t know who originates the request

MMLAB Architecture 4) Security

Security is not ‘opt-out’ but mandatory Every data carries a signature

Data publisher information enables provenance

MMLAB CCN conclusion

MMLAB CCN conclusion

MMLAB CCN conclusion

MMLAB 팀별 주제 정하기

상 중 하Video Conference Game Center Cache Monitoring

토폴로지 자동완성 Interest Trace 파일 탐색기

네트워크 통계치 분석 Web-hard Random Chatting

MMLAB 팀 별 주제 정하기

팀 별 위의 주제 중 하나를 선정한다 . 10 월 12 일 ( 수 ) 까지 선정 . 수업시작 전 까지 TA 에게 이메일 로 통보 .

• ne-ta@mmlab.snu.ac.kr 중복 선택은 불가하며 , 선착순 배정 .

10 월 19 일 ( 수 ), 팀 별 해당 주제에 대한 이해도 체크를 위한 팀 별 발표가 있으므로 신중히 선택 .

MMLAB ' 하 ' - Cache Monitoring

Router 에 존재하는 Cache Storage 의 상태를 알려주는 툴을 작성

여러 대의 Router 를 하나의 서버에서 모니터링 할 필요는 없고 한 Router 에 설치되어 설치된 Router 의 Cache Storage 상태만 파악하면 됨

Cache Storage 의 상태란 Cache Storage 에 어떤 Chunk 들이 캐쉬되어 있고 각 청크의 Timeout 은 언제이며 어느 정도의 크기를 갖는지 등등을 의미

Content1

Content2

Content3

MMLAB ' 하 ' - 파일탐색기

기존의 CCNx 에서는 Repository 에 있는 Contents 의 목록만 볼 수 있는 툴이 있는데 , 이 툴을 업그레이드하여 현재 윈도우의 파일 탐색기와 같이 Contents 를 실행할 수 있고 미리보기 할 수 있으며 , Content 의 등록정보를 볼 수 있는 툴을 작성

MMLAB ' 하 ' - Random Chatting

요새 스마트폰의 앱으로 많이 존재하는 Random Chatting 을 CCNx 상에서 구현

이 때 기존의 IP 네트워크에서의 구현과 다른 점은 중앙 서버가 없다는 점임

MMLAB ' 중 ' - Game Center

여러 사람들과 함께 간단한 게임을 할 수 있는 Game Center 를 구축

이 때 Game Center 는 IP 네트워크에서와 같이 하나의 서버로 동작하지 않음 . 즉 , CCN 의 특성을 살려서 중앙서버가 없이 동작하는 Game Center를 구축 .

Game Center 에는 두 사람 이상이 같이 할 수 있는 게임 - 예를 들어 Baseball Game, 빙고 게임 , 끝말잇기 게임 , etc - 을 3 가지 이상 구현

MMLAB ' 중 ' - Interest Trace

기존에 존재하는 Traceroute 와 같은 프로그램을 CCNx에서 구현

Traceroute 는 Packet 을 추적해서 어느 Router 를 거치는지 알아내는 프로그램인데 , 이것의 CCN 버전을 만드는 것임 .

즉 , Interest Packet 이 어느 Router 를 거치는지 알아내는 프로그램을 구현

MMLAB ' 중 ' - Webhard

Dropbox 나 다음클라우드 같은 웹하드를 CCNx 상에 구현

단순히 파일의 업로드 , 다운로드 뿐만 아니라 로컬드라이브와 웹하드와의 Syncronization 도 구현

MMLAB ' 상 ' - Video Conference

말그대로 CCNx 상에서 화상으로 회의를 열 수 있게 해주는 툴을 의미

MMLAB ' 상 ' - 토폴로지 자동완성

CCNx 로 테스트 베드를 구현시에 테스트 베드가 어떤 토폴로지로 구성되어 있는지 분석해 주는 툴을 구현

MMLAB' 상 ' - 네트워크 통계치

분석 얼마나 많은 Interests 와 Content chunks 가

오고 갔는지와 Throughput, Latency, Cache Storage 사용 현황 , FIB, CS, PIT 의 변화 현황 등등을 하나의 서버에서 확인할 수 있음

즉 , 각각의 Router 를 모니터링 해서 네트워크 통계치를 작성하는 툴을 구현