A jövő infokommunikációs hálózata Dr. Babarczi Péter egyetemi adjunktus babarczi@tmit.bme.hu htt://lendulet.tmit.bme.hu/~babarczi/ Internet krónikája MTA-BME Lendület Jövő Internet Kutatócsoort Világhálózat Mobil Internet Egyetemi hálózat Internet mint iac Internet mint kritikus infrastruktúra
Megbízható Jövő Internet Mindig működő hálózat Megbízhatóbb mint a számítógéem Bizalom megnyerése lassú folyamat Továbbléésre műszakilag több lehetőség van Alaok jók: routerek kellően megbízhatóak és intelligensek Célunk azonosítani a gyenge ontokat Megoldásokat javasolni rájuk Lehetőleg anélkül, hogy a működő eszközökön/ rotokollokon változtatnánk Megbízható hálózati infrastruktúra
Gazdaságos erőforrás használat helyreállítási idő komromisszum Hibafüggő védelem (FDP) alaú (megosztott) védelem kées az otimális/közel otimális sávszélesség kihasználás elérésére magas jelzés komlexitás és hosszú helyreállítási idő mellett Hozzárendelt védelem (l., +) és az előre konfigurált védelmek (l, - Cycle) kéesek a jelzések nélküli helyreállításra, de csak kevésbé gazdaságos sávszélesség hatékonyság mellett. Lehetséges-e egy olyan gyors otikai helyreállítás mint a -cycle vagy az + úgy, hogy közben az FDP által megvalósított sávszélesség hatékonyságot elérjük? Megfelelő otikia hibalokalizációval IGEN erőforrás P-cycle? FDP helyreállítási idő R T Teljesen otikai (All-otical) nézet Egy fényút egy olyan otikai út a hálózat két tetszőleges csomóontja között, melyen a jelek kizárólag az otikai tartományban terjednek. Két fényút akkor haladhat át azonos linken, ha különböző hullámhosszat használnak. A fényutakat lehetőség van dinamikusan kiéíteni és lebontani a GMPLS segítségével a felhasználó által kezdeményezett jelzésekre (vezérlő sík). 6
Otikai link hibalokalizáció Közonti hibamenedzser Felügyeleti fényutak, suervisory lightaths (S-LP), monitoring trail (m-trail) Nincs otikai hurok T R a c b d e 0 t t 0 t Link t t t 0 Decimal (0,) 0 5 (0,) 7 (0,) 0 0 (,) 0 (,) 0 6 (,) 0 0 (,) 0 0 (a) m-trail (b) An m-trail solution (c) Alarm code table 7 M-trailek technológia evolúciója M-trail Hibajelek generálása (közonti hibamemedzser) Elosztott hibalokalizáció L-UFL NL-UFL G-NFL A helyreállítási folyamatban még mindig kellenek jelzések Teljesen otikai és jelzések nélküli helyreállítás L-UFL: Local UFL Egy csomóont kées jelzések nélkül (lokálisan) azonosítani a hálózat összes linkjének hibáját NL-UFL: Network-wide Local UFL Minden csomóont L UFL kées G-NFL: Global Neighborhood Failure Localization Csak azokat a hibákat kéesek a csomóontok egyértelműen azonosítani, mely hibák esetén védelmi kacsolást kell végezniük
Local-UFL (L-UFL) A hálózat L-UFL csomóontja lokalizálja a hibát A hiba lokalizálása (. fázis) jelzésmentes, mert valamennyi monitor ugyanannál az L-UFL csomóontnál van. Az L-UFL csomóont felel a helyreállítási folyamat levezérléséért A szétterjesztés (. fázis) során továbbra is szükségesek jelzések 00 0 0 0 00 0 00 9 Network-Wide Local UFL (NL-UFL) Network-wide UFL Úgy tervezzük a felügyeleti fényutakat (m-trail), hogy minden csomóont L-UFL legyen Így minden csomóont azonnal kées az összes hibát egyértelműen azonosítani kizárólag a rajta áthaladó m-trailek státuszinformációi (működik/nem működik) alaján A hibemenedzsment teljesen jelzésmentes! (-. fázis) Alkalmazása a helyreállításban A védelmi utak csomóontjai azonnal megkezdhetik a kacsolók beállítását (5. fázisban nem egymás után, hanem egyszerre kacsolnak!!!). A megszakadt üzemi összeköttetések forrásai azonnal átkacsolhatják a forgalmat a megfelelő védelmi ut(ak)ra, ahogy azonosították a hibát. 0 5
Helyreállítás élda (NL-UFL) t t t t w Új továbbítási alaelvek 6
Tartalom (információ) centrikus hálózatok (ICN) Publish/subscribe architektúra Az információ keletkezése és felhasználása elválik térben és időben, akár több felhasználója is lehet az információnak A hálózati funkciók (toológia kialakítása és továbbítás) elválik egymástól Az ICN aradigma szerint a kommunikáció sokkal inkább arra irányuljon, hogy milyen információra van szükség ahelyett, hogy az információ hol található Hagyományos címzés (IP végontokat címezzük) nem működik, architekturális változás szükséges Tiikusan ont-multiont (azaz multicast) kommunikáció (fák) Alaelv használható eer-to-eer rendszerekben és adatközontokban Link azonosítók alaján történő továbbítás Bloom-fitlerek Hatékony adatstruktúra tartalmazási kérdések eldöntésére Ha egy elem benne van, mindig helyes választ kaunk, de ha nincs, akkor lehet hiba (false ositive) Ütközésmentes link azonosítók: kombinatorikus csoorttesztelés (CGT) kódok (vérminták) 7
Balanced arenthesis rerezentáció Multicast fák hatékony kódolása 5 5 5 5 ( ( ( ( ( ) ( ) )( ( ( ) ) ) ) )( )( ( ) ( ) ) ) 0000000000000 5 5 ( ( ( ( ( )( ) ) ( ( ( ) ) ) ) )( )( ( ) ( ) ) ) 0000000000000 5 5 Port Port Port 5 ( ( ( ( )( ) )( ( ( ) ) ) ) ) ( ) ( ( ) ( ) ) 00000000 5 5 0 000 Új hálózati architektúrák 6 8
Cloud comuting (Felhő számítástechnika) Alavető működési modellje a jelenlegi és jövő infokommunikációs szolgáltatásoknak Felhők (több 0 000 szerver) adatközontok + azokat összekötő dinamikus hálózat Facebook (magán), Google Docs, Amazon (ublikus), stb. Infrastruktúra, vagy latform igénybevétele Virtuális géet kaok, vagy már a szolgáltatást is Hálózati funkciók virtualizálása IP rotokollok komoly bottleneck több millió végont Közöttük lévő kommunikáció komoly kihívások (l.: adatközontok között késleltetés) 7 htt://www.datacenterknowledge.com/archives/0/0 //to-5-data-center-stories-week-of-aril-0/ Miért ont OenFlow? Google is using OenFlow on custom-designed hardware for all the internal networks it runs connecting its global data centers, said Urs Holzle, senior vice resident of technology infrastructure at Google How Google is using OenFlow to lower its network costs? Google is checking out a new form of networking rotocol known as OenFlow, in the communications networks that run between its data centers. The search giant is testing the use of software defined networks in order to lower the cost of delivering a bit of information. (gigaom.com) Virtualization and cloud infrastructure rovider VMware (NYSE: VMW), announced this week that it will ay $.05 billion in cash lus aroximately $0 million in assumed unvested equity awards to acquire Nicira, a software-defined networking (SDN) secialist and rovider of network virtualization for oen source initiatives. (RCR Wireless News Americas) Eunice 0 OenFlow Tutorial szlájdjai 9
Jelenlegi Internet Zárt infrastruktúra az innováció szemontjából Zárt Oerating Oerating Secialized Packet Secialized Packet Oerating Secialized Packet Oerating Secialized Packet Oerating Secialized Packet 9 Eunice 0 OenFlow Tutorial szlájdjai Software Defined Networking megközelítés felnyitja ezt Network Oerating Oerating Oerating Secialized Packet Secialized Packet Oerating Secialized Packet Oerating Secialized Packet Oerating Secialized Packet Eunice 0 OenFlow Tutorial szlájdjai 0
Software-defined Network Network Oerating. Oen interface to hardware (e.g., OenFlow) Simle Packet Simle Packet Simle Packet Simle Packet Simle Packet Eunice 0 OenFlow Tutorial szlájdjai Software Defined Networking (SDN) Az ICN aradigmához hasonlóan a továbbítási (forwarding) és vezérlési (control) funkciók szétválasztása Legyen az adatsík független a vezérlősíktól Jelenleg az OenFlow az egyetlen szabványos rotokoll a switchek és a controller közötti adatkommunikáció lebonyolítására Közontosított rendszer Hatékonyabb, ma már sávszélesség/erőforrás lehetővé teszi IP-vel ellentétben táblabejegyzések nem célcím, hanem er flow alaon Ha folyam továbbítására nincs illeszkedő szabály, megkérdezzük a controllert Single oint of failure