portugal telecom inovação, s.a. 22 abril 2008 4ward architecture and design for the future...
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Portugal Telecom Inovação, S.A.
22 Abril 2008
4WARDArchitecture and design for the
Future Internet
W A DR
4
Agenda
• Enquadramento e objectivos• Abordagem 4WARD• Áreas de trabalho e actividades• Conclusões
Problemas da Internet actual
• A arquitectura da Internet foi concebida tendo em vista um cenário radicalmente diferente do actual em muitos aspectos:– Segurança / confiança– Mobilidade dos terminais e dos utilizadores– Qualidade de serviço– Escala
Solução tradicional: “evolução na continuidade”
• Segurança → Firewalls, tunneling• QoS → IntServ, DiffServ• Mobilidade → Mobile IP• Multicast → IP Multicast• Espaço de endereçamento → NAT, IPv6
• A cada novo “remendo”, a complexidade aumenta • Princípios fundamentais são postos em causa:
– Transparência extremo-a-extremo (NAT, firewalls)– Endereçamento global (NAT)
• Complicado introduzir novas funcionalidades a uma escala alargada
Alguns fracassos (relativos)
Fonte: H. Schulzrinne, Columbia University, ”Thoughts on a next-generation Internet and next generation network management”, www.noms.org/2006/docs/HenningNOMS.ppt
QoS multi-cast
mobile IP
active networks
IPsec IPv6
not manageable across competing domains
not configurable by normal users (or apps writers)
no business model for ISPs no initial gain 80% solution in existing system
(NAT)
increase system vulnerability
Uma nova Internet?
• Como seria a arquitectura Internet se pudéssemos recriá-la a partir do zero sem restrições ou constrangimentos (abordagem ‘clean slate’)?
• Criar uma nova arquitectura para a Internet, sem fazer uma ruptura com a Internet actual
Desafio
FIND/ GENIEU FP 6/7 New Gen.
Networks
Estados Unidos •FIND •GENI
Europa •FP 6 •FP 7
•Network of the Future•4WARD
•FIRE
Japão •New Generation Networks
•AKARI
Iniciativas na área da ‘Future Internet’
4WARD
• Projecto no âmbito do FP7; maior iniciativa europeia na área da ‘Future Internet’
• Duração: Jan 08 – Dez 09• Budget de 23 M€, contribuição da UE de 14 M€• Participação de [PTIN + IT] = 72 HM• 37 parceiros (universidades, indústria,
operadores, empresas tecnológicas)
Consórcio 4WARD
Switzerland
Spain
France
UKGermany
Poland
Austria
Italia
Norway
Sweden
Israel
WIT
Ericsson
KTH
SICS
Ericsson
Nokia-Siemens-Networks
VTTAlcatel-Lucent
Deutsche Telecom
Ericsson
Nokia-Siemens-Networks
Tu Berlin
Univ. of Bremen
Univ. of Karlsruhe
UNiv. of Paderborn
Telekomunikacja Polska
Siemens
TPUCN
Technion
Telcom Italia
Alcatel-Lucent
France Telecom
GET-INT
LIP6
Univ. of Basel
Robotiker-Tecnalia
Telefonica
IST-TUL
PTIN
Romania
Finland
NEC
Univ. of Lancaster
Univ. of SurreyEricsson
Po
rtu
gal
Ireland
Rutgers university
US
Canada
Estrutura do projecto
• WP 1: Business Innovation, Regulation, and Dissemination – BIRD• WP 2: New Architecture Principles and Concepts – NewAPC• WP 3: Network Virtualisation – Vnet• WP 4: In Network Management – INM• WP 5: Forwarding and Multiplexing for Generic Paths – ForMux• WP 6: Network of Information – NetInf
WP6 NetInf
WP5 FormuxWP1 BIRD
WP3 Virtualisation
WP4 InNetMgmt
WP2 NewAPC
WP0 Project Management
WP2 - NewAPC
Objectivos: • Definir um conjunto de
conceitos base que permitam enquadrar o desenvolvimento de novas arquitecturas de rede.
• Especificar requisitos técnicos e propriedades em relação a um conjunto de temas transversais: QoS, segurança, mobilidade, inter-domínio, camada física.
WP3 - VNet
Management of Virtual Networks
Provisioning of Virtual Networks(on-demand instantiation of virtual networks)
PhysicalInfrastructure
VirtualizedSubstrate
VirtualNetwork
VirtualNetwork
Virtualization of Resources(partitioning of physical infrastructure into “slices”)
Management of Virtual Networks
Provisioning of Virtual Networks(on-demand instantiation of virtual networks)
PhysicalInfrastructure
VirtualizedSubstrate
VirtualNetwork
VirtualNetwork
Virtualization of Resources(partitioning of physical infrastructure into “slices”)
Solução para o impasse da Internet?
Elem
ento
de
rede
físi
co
Rede virtual 1
Rede virtual 2
Rede virtual 3
Rede virtual n Plano de controlo / Gestão de recursos
O que pode oferecer a virtualização?
• Resolução do actual impasse da evolução da Internet;• Coexistência nas redes de operador de novas soluções
com soluções ‘legacy’;• Abertura à diversidade de requisitos e soluções, em vez
da tradicional abordagem ‘one size fits all’;• Abertura ao desenvolvimento e oferta de serviços
inovadores sem necessidade de “consensos universais”;• Gestão flexível de recursos e economias resultantes da
partilha da rede;• Separação efectiva entre infra-estrutura e serviços;• Criação de novos modelos de negócio e abertura do
mercado a novos ‘players’.
• Limitações da gestão centralizada das redes– Redes Ad-hoc, Redes de sensores, Redes de
grandes dimensões– Problemas de escalabilidade e desempenho– Depende demasiado da intervenção manual
• Funcionalidades de gestão distribuídas– A new thin and pervasive layer– A nova camada reside dentro da rede (in-network)– Capacidade de decisão– Monitorização em tempo-real (situation awareness)– Self-* (management, configuration, organizing,
healing, optimizing, adaptive, descriptive, …)
WP4: Motivações e abordagem
• Gestor interage com cada dispositivo• Polling para obter estados individuais• Analisa centralmente o estado da rede• Toma decisões com base em regras de
negócio e actua sobre a rede• Time-consuming / Intervenção Manual
• Gestor central interage com pontos de acesso ao management plane
• Estes providenciam funções de gestão para toda a rede
• O plano de gestão assenta num conjunto de protocolos distribuídos
• Escalável, redes dinâmicas, tempos de reacção mais curtos
Gestão In-network vs. clássica
• Demonstrar a necessidade e relevância dos conceitos de In-Network Management
• Identificar requisitos para as soluções a desenvolver
• Avaliar a eficiência e qualidade dos resultados obtidos
• Cenário 1 – Self-Management in wireless multi-hop networks– Redes altamente dinâmicas, ausência de autoridade central
• Cenário 2 – Large Operator– Adaptação da rede a falhas e alterações nos padrões de tráfego
• Cenário 3 – Home Networks– Ubiquitous Networks– Múltiplas redes de acesso, múltiplas plataformas e terminais, mobilidade total (utilizador,
terminal, operador,…)
• Cenário 4 – DEFCON – Large-scale adaptation in response to dramatic events– Papel crítico da Internet na sociedade– Garantir continuidade e prioridade de serviços básicos em cenários de catástrofe
Cenários
WP5 - Forwarding and Multiplexing for Generic Paths
• Objectivo: Desenvolver o conceito de “generic path”, com base em técnicas para melhoramento da eficiência do transporte de dados, como “network coding” ou “cooperative coding”.
• Benefícios esperados: melhorias no desempenho e na fiabilidade.
• A Internet é hoje utilizada para fins para os quais não foi concebida – daqui resultam muitos dos problemas actuais.
• Constrangimentos associados à arquitectura original da Internet constituem hoje um obstáculo ao seu crescimento e evolução.
• Soluções incrementais não chegam – é necessário repensar os fundamentos em que assenta a Internet.
• 4WARD é a principal iniciativa europeia na área da “Future Internet” e pretende dar um contributo neste processo.
Conclusões
Para mais informação…
WP2, WP3 Jorge Carapinha (PTIN)Teresa Almeida (PTIN)
WP4 Vítor Mirones (PTIN) Susana Sargento (IT)
WP5 Rui Aguiar (IT)Augusto Neto (IT)