O futuro da Internet

Tópicos Avançados em Redes e Sistemas Distribuídos e Paralelos IV

Prof. Michael Stanton

Horário: 2a feira, das 9 às 13 na sala 531, bloco D (aulas começaram no dia 8/8/2011)

 

Avisos:

Transparências:

Referências:

·        Paul, Pan e Jain, “Architectures for the future networks and the next generation Internet: A survey”, Computer Communications 34 (2011) 2–42.

·        Pan, Paul, Jain, “A Survey of the Research on Future Internet Architectures”, IEEE Communications Magazine 49, 7 (July 2011), 26-36.

·        Day, Patterns in Network Architecture – a Return to Fundamentals, Prentice-Hall, 2008. ISBN-10: 0-132-25242-2.

 

·         2011-08-15

Transparências:

·        Revisão da Internet: partes 0, 1, 2, 3

 

·         2011-08-22

Transparências

·        A arquitetura da Internet

Referências:

1.      Saltzer, Reed e Clark, “End-To-End Arguments In System Design”, ACM Transactions in Computer Systems 2, 4, November, 1984, pages 277-288.

2.      Clark, “The Design Philosophy of the DARPA Internet Protocols”, Proc. SIGCOMM ‘88, Computer Communication Review Vol. 18, No. 4, August 1988, pp. 106–114.

3.      Carpenter, “Architectural Principles of the Internet”, RFC 1958, June 1996.

4.      Moors, “A critical review of ‘End-to-end arguments in system design’”, Polytechnic University. 5 Metrotech Center. Brooklyn, NY 11201, USA, 2001.

5.      Blumenthal e Clark, “Rethinking the Design of the Internet: The End-to-End Arguments vs. the Brave New World”, ACM Transactions on Internet Technology, Vol. 1, No. 1, August 2001, Pages 70–109.

6.      Floyd, “General Architectural and Policy Considerations”, RFC 3426, November 2002.

7.      Clark, Wroclawski, Sollins e Braden, “Tussle in Cyberspace: Defining Tomorrow’s Internet”, SIGCOMM’02, August 19-23, 2002, Pittsburgh, Pennsylvania, USA.

8.      Floyd, leituras e referências adicionais sobre: Layering and the Internet Architecture, Evolvability of the Internet Infrastructure e Research Questions for the Internet.

 

·         2011-08-29

Transparências

·        Roscoe 2003, Peterson 2006, Avessta 2008

Referências

1.      PlanetLab website

2.      PlanetLab: bibliografia

 

·         2011-09-05

Transparências

·        Clark 2002 (Tussle) (**nova versão), Clark 2007 (Contemplating)

Referências

1.      NewArch website

2.      FIND website (NSF)

3.      FIA website (NSF)

 

·         2011-09-12

Não haverá aula.

 

·         2011-09-19

Discussão preliminar do GENI Research Plan. Veja também Review of the GENI Research Plan.

Transparências: 

·        Ambientes para experimentação

·        Uma agenda para pesquisa

 

·         2011-09-26

Continuação da discussão do GENI Research Plan, “Cut-outs”

Transparências: 

·        Uma agenda para pesquisa

 

·         2011-10-03

Introdução ao ambiente GENI

Transparências: 

·        Introdução ao GENI

Referências

1.      Sumário do sistema GENI

 

Redes definidas por software (SDN)

Transparências: 

·        OpenFlow e SDN

Referências

1.      OpenFlow website

2.      OpenFlow wiki

3.      Open Networking Foundation

 

·         2011-10-10

GENI – Spiral 1 – Arcabouços de Controle

Transparências: 

·        GEC3 (2008) Spiral 1 intro, DETER, PlanetLab, ProtoGENI, ORCA/BEN, Orbit, System Engineering summary

Referências

1.      GENI Spiral 1 Overview

2.      GENI System Overview

3.      PlanetLab GENI Control Framework Overview

4.      ProtoGENI Control Framework Overview

5.      ORCA GENI Control Framework Overview

6.      Orbit Management Framework

 

 

·         2011-10-17

GENI – Spiral 1 – Arcabouços de Controle

Transparências: 

·        ???

 

·         2011-10-24     Não haverá aula.

 

·         2011-10-31     Aula dada pelo prof. Luiz Schara Magalhães

 

·         2011-11-07     Aula dada pelo prof. Luiz Schara Magalhães

 

·         2011-10-14     Aula normal.

 

 

 

 

Descrição:

A Internet tem tido um sucesso enorme em mudar a maneira de que vivemos, no trabalho e no lazer. Desde que foi formulada a atual tecnologia IP há quase 30 anos, mudanças incrementais vêm sendo feitas para estender sua aplicabilidade às demandas que resultam de uma população continuamente crescente de usuários, recursos informacionais e aplicações. A população de usuários no mundo já chega aos bilhões, e a maior parte do tráfego é devida a aplicações Web de diversidade crescente.

 

Grande parte deste sucesso se deve à enorme flexibilidade da tecnologia IP, que fornece um mecanismo uniforme de transporte fim a fim, independente dos detalhes íntimos dos mecanismos de transporte das camadas inferiores. Isto permite o emprego de uma gama diversa e sempre mais numerosa de tecnologias de transporte, para estender tanto a cobertura geográfica como a capacidade disponível da conectividade Internet provida. Em anos recentes, estas tecnologias passaram a incluir enlaces fixos de fibra óptica, responsável pelo crescimento vertiginoso da capacidade de transporte, que permite a escalabilidade da Internet de acordo com a demanda crescente, bem como enlaces sem fio, de impacto crescente, que libertam os usuários de dependência de pontos fixos de acesso Internet.

 

Apesar deste sucesso, a arquitetura básica da Internet limita seu funcionamento, o que se torna mais evidente a cada dia. O conceito de serviço único, que requer tratamento idêntico para todos os fluxos de informação na Internet ao nível do pacote IP, se mostra indesejável, além de pouco econômico, especialmente nas situações quando certas classes de aplicações, como mídia interativa ou acesso remoto a instrumentos científicos, requerem garantias de qualidade de serviço (QoS), que são desnecessárias para a maioria das outras aplicações. Já começam a ser adotadas as chamadas redes híbridas, uma nova abordagem na qual certas classes de aplicações de grande largura de banda utilizam circuitos virtuais fim a fim dedicados, evitando completamente passar por roteadores IP, tradicionalmente usados por manuseio intermediário dos pacotes IP. Sérias limitações já foram apontadas, tanto no esquema usado para identificar pontos terminais de conectividade Internet, onde há muito tempo o endereçamento IPv4 é sabidamente inadequado para escalonar-se ao tamanho atual da Internet sem abandonar suposições fundamentais, tais como o uso de identificadores universalmente únicos, como no DNS (Domain Name System) usado para traduzir entre nomes “amigáveis aos usuários” e os identificadores de pontos terminais. O número crescente de usuários móveis apresenta desafios como a apresentação de dados nas suas plataformas limitadas, e também requer um maior equilíbrio entre transparência de locação (provido por Mobile IP) e consciência de mobilidade (necessária para o melhor desempenho das aplicações). Para finalizar, devemos lembrar os enormes problemas de segurança, que se manifestam por toda parte, dando oportunidades para uma gama ampla de atividades improdutivas, estendendo-se das inconvenientes, como mensagens de correio indesejadas (“spam”), a crimes envolvendo furto de identidade, ou pior.

 

*          *          *

 

Existe um consenso comum que a solução para muitos destes problemas, se não a maioria deles, requererá uma reformulação fundamental da atual arquitetura da Internet, baseada no IP, e o principal objetivo de várias iniciativas de pesquisa em redes é propor e avaliar arquiteturas alternativas para substitui-la.

 

Ao O objetivo desta matéria é apresentar e discutir algumas destas iniciativas e as alternativas de arquiteturas propostas. Espera-se a participação ativa dos alunos nas apresentações e nas discussões.

 

Os alunos devem ter boa compreensão da arquitetura e funcionalidades da atual Internet.

É importante enfatizar que Internet do Futuro é área importante de pesquisa em redes, e que existem boas condições de realizar pesquisas experimentais em “testbeds” (redes para experimentação), inclusive com colaboração internacional.

Ementa

 

Introdução: por quê é importante estudar o futuro da Internet.

Revisão da arquitetura da Internet: limitações do seu projeto original e modificações realizadas.

Alternativa "tábula rasa": vantagens e desvantagens.

Avaliação de propostas alternativas: simulação, emulação, experimentação.

A construção de ambientes para experimentação. Arcabouços de controle e medição.

Estudo de casos.

 

Referência inicial:

"Future Internet Architectures: design and deployment perspectives", seção dentro do IEEE Communications Magazine, julho de 2011, Vol 49, p.24 a 77.

 

Principal referências:

As referências são de iniciativas, programas e projetos de vários países. Alguns destes são:

 

FIND (Future Internet Design) - website

 

GENI – Global Environment for Network Innovations - website, project-office, WGs.

 

FIRE - Future Internet Research & Experimentation - http://cordis.europa.eu/fp7/ict/fire/

FIREworks - http://www.ict-fireworks.eu/home.html

 

PlanetLab - http://www.planet-lab.org/

VINI - a virtual network infrastructure - http://www.vini-veritas.net/

 

OpenFlow - http://www.openflowswitch.org/wp/learnmore/

 

NetFPGA - http://www.netfpga.org/ , http://netfpga.org/wordpress/learn-more/

 

Eventos:

Há alguns eventos relevantes ao longo do período, inclusive:

 

Projeto FIBRE: reunião inicial, provavelmente em setembro no Rio de Janeiro.

 

Prequisito:

Consentimento do professor (será levado em consideração conhecimento prévio de tecnologias de redes e/ou computação distribuída)

Aulas:

 

 

Modificada em 17/10/2011