Контентно-ориентированная сеть
Контентно-ориентированная сеть (CCN) отличается от на основе IP хост-ориентированной архитектуры Интернета тем, что определяет приоритет контента, делая его напрямую адресуемым и маршрутизируемым. В CCN конечные точки взаимодействуют на основе именованных данных, а не IP-адресов . Этот подход является частью информационно-ориентированной сетевой архитектуры (ICN) и включает обмен сообщениями запроса контента (называемыми «Интересы») и сообщениями возврата контента (называемыми «Объектами контента»).
В этой парадигме подключение вполне может быть прерывистым, хранилище на конечном хосте и в сети может использоваться прозрачно, поскольку биты в сети и на устройствах хранения данных имеют одно и то же значение, мобильность и множественный доступ являются нормой а произвольная рассылка , многоадресная рассылка и широковещание поддерживаются изначально. Данные становятся независимыми от местоположения, приложения, хранилища и средств транспортировки, что обеспечивает кэширование и репликацию внутри сети. Ожидаемые преимущества — повышение эффективности, лучшая масштабируемость в зависимости от требований к информации/пропускной способности и лучшая надежность в сложных сценариях связи. В информационно-ориентированных сетях кэш является решением сетевого уровня и имеет быстро меняющиеся состояния кэша, более высокую скорость поступления запросов и меньшие размеры кэша. В частности, политики сетевого кэширования, ориентированные на информацию, должны быть быстрыми и легкими.
История
[ редактировать ]Принципы информационно-ориентированных сетей были впервые описаны в первоначальных 17 правилах проекта Теда Нельсона « Занаду» в 1979 году. В 2002 году Брент Баккала представил Интернет-проект, в котором разграничиваются сети, ориентированные на соединение и сети, ориентированные на данные, и предположил, веб-архитектура быстро становилась все более ориентированной на данные. [1] В 2006 году ДОНА [2] Проект Калифорнийского университета в Беркли и ICSI предложил информационно-ориентированную сетевую архитектуру, которая улучшила TRIAD. [3] путем включения безопасности (подлинности) и устойчивости в качестве первоклассных примитивов в архитектуру. 30 августа 2006 г. научный сотрудник PARC Ван Джейкобсон выступил с докладом на тему «Новый взгляд на сети» в Google. [4] Проект CCN был официально запущен в PARC в 2007 году. В 2009 году PARC объявил о проекте CCNx (Сеть, ориентированная на контент), опубликовав спецификации совместимости и реализацию с открытым исходным кодом на веб-сайте Project CCNx 21 сентября 2009 года. Оригинальный CCN Дизайн был описан в документе, опубликованном на Международной конференции по новым сетевым экспериментам и технологиям (CoNEXT) в декабре 2009 года. [5]
Ежегодные собрания сообщества CCNx проводились в 2011 году. [6] 2012, [7] 2013 [8] и 2015. [9]
CCNx Спецификация протокола 1.0 доступна для комментариев и обсуждения. Работа над CCNx ведется открыто в исследовательской группе ICNRG IRTF .
Спецификация
[ редактировать ]Спецификация CCNx была опубликована в некоторых проектах IETF . В спецификации вошли:
- черновик-irtf-icnrg-ccnxsemantics-01
- черновик-irtf-icnrg-ccnxmessages-01
- черновик-моско-icnrg-ccnxurischeme-00
Бесшовная интеграция данных в открытой среде была предложена в качестве основного фактора, способствующего защите безопасности облачной аналитики и ключевого сетевого шифрования. [10] Движущая сила внедрения этой эвристики была двоякой: потоки данных с прерыванием пакетов оставались ограниченными оптимальной рабочей средой и безопасный доступ к общему облаку в зависимости от интегративных аналитических процессов. [11]
Программное обеспечение
[ редактировать ]Программное обеспечение CCNx было доступно на GitHub .
Мотивация и преимущества
[ редактировать ]Функциональная цель Интернет-протокола, задуманного и созданного в 1970-х годах, заключалась в том, чтобы позволить двум машинам, одна из которых содержит ресурсы, а другая желает получить доступ к этим ресурсам, общаться друг с другом. Принцип работы заключался в назначении адресов конечным точкам, что позволяло этим конечным точкам находить и соединяться друг с другом.
С тех пор произошли фундаментальные изменения в способах использования Интернета — от распространения служб социальных сетей до просмотра и обмена цифровым контентом, таким как видео, фотографии, документы и т. д. Вместо обеспечения базовых возможностей подключения Интернет стать в значительной степени дистрибьюторской сетью с огромными объемами видео и веб-контента, поступающими от контент-провайдеров к зрителям. Сегодняшние пользователи Интернета все чаще требуют более быстрого, эффективного и безопасного доступа к контенту, не беспокоясь о том, где этот контент может находиться.
Сети также используются во многих средах, где традиционная модель связи TCP/IP не подходит. Интернет вещей (IoT) и сенсорные сети — это среды, в которых модель связи источник-назначение не всегда обеспечивает лучшее решение.
CCN был разработан для работы во многих средах: от высокоскоростных центров обработки данных до датчиков с ограниченными ресурсами. CCN стремится:
- Безопасность. Модель связи CCN защищает данные, а не канал связи между двумя конкретными конечными хостами. Однако повсеместное кэширование контента и отсутствие безопасного канала связи между конечными хостами создают проблему защиты контента от несанкционированного доступа, которая требует особого внимания и решений. [12]
- Гибкость: CCN использует имена для общения. Имена могут быть независимыми от местоположения и гораздо более адаптируемы, чем IP-адреса. Сетевые элементы могут принимать более сложные решения на основе именованных запросов и данных.
- Масштабируемость — CCN обеспечивает масштабирование сети за счет кэширования, включения собственного многоадресного трафика, обеспечения собственной балансировки нагрузки и облегчения планирования ресурсов.
Основные понятия
[ редактировать ]Сообщения Content Object — это именованные полезные данные, которые представляют собой фрагменты данных размером в сеть. Имена представляют собой иерархическую серию сегментов двоичных имен, которые назначаются объектам контента издателями контента. Подписи — это криптографические привязки между именем, полезными данными и идентификатором ключа издателя. Это используется для происхождения. Сообщения о заинтересованности — это запросы объектов контента, которые соответствуют имени, а также некоторым дополнительным ограничениям для этого объекта.
Основной протокол работает следующим образом: потребители запрашивают контент, отправляя сообщение Interest с названием желаемого контента. Сеть маршрутизирует интерес на основе имени, используя совпадение с самым длинным префиксом . Интерес покидает состояние при прохождении через сеть. Это состояние сохраняется в таблице ожидающих интересов (PIT). Когда совпадение найдено (когда Interest соответствует объекту контента), контент отправляется обратно по обратному пути Interest, следуя состоянию PIT, созданному Interest.
Поскольку контент идентифицируется самостоятельно (по имени и привязке безопасности), любой объект контента может быть кэширован. Сообщения о интересе могут сопоставляться с кэшами по пути не только у издателей.
Также возможно распределенное кэширование в контентно-ориентированной сети, требующее многофункциональных параметров доступа к базе данных. По сути, это позволяет алгоритмам шифрования общей сети применять ограничения доступа пользователей на основе ролей на основе определенных уровней авторизации. [13]
CCNx-релизы
[ редактировать ]CCNx 0.x
[ редактировать ]Интересы соответствуют объектам контента на основе префиксов имен. Например, Interest для /a/b будет соответствовать объекту контента с именем /a/b/c/d или /a/b.Интересы включают ограничения в виде селекторов. Это помогает сети выбрать, какие из возможных совпадений префиксов являются фактическими совпадениями. Например, интерес может исключить определенные имена, запросить минимальное или максимальное количество дополнительных сегментов имен и т. д.
Объекты контента имеют неявный компонент конечного имени, который равен хешу объекта контента. Это можно использовать для сопоставления с именем.
Кодирование пакетов выполняется с использованием CCNB (собственного формата, основанного на типе двоичного XML).
Последняя версия этой ветки — 0.8.2. Программное обеспечение доступно по лицензии GPL. технические характеристики и документация Также имеются .
CCNx 1.x
[ редактировать ]CCNx 1.x отличается от CCNx 0.x следующим образом: [14]
Интересы соответствуют объектам контента по точным именам, а не по префиксам имен. Следовательно, Interest для /a/b/ будет соответствовать только объекту контента с именем /a/b.Интересы могут ограничивать совпадения идентификатора ключа издателя или ContentObjectHash объекта.
вложенный формат тип-длина-значение Для кодирования всех сообщений в сети используется (TLV). Каждое сообщение состоит из набора заголовков пакетов и сообщения протокола, которое включает имя, содержимое (или полезную нагрузку ) и информацию, используемую для криптографической проверки сообщения — все это содержится во вложенных TLV.
Спецификация CCNx 1.0 доступна по адресу: http://blogs.parc.com/ccnx/specifications/.
Производные работы
[ редактировать ]- Именованные сети передачи данных — это проект, финансируемый NSF и основанный на исходном коде CCNx 0.x.
- CCN-lite — это облегченная версия CCNx, функционально совместимая с CCN 0.x.
См. также
[ редактировать ]- Информационно-ориентированная сеть
- Именованные сети передачи данных
- Политики информационно-ориентированного сетевого кэширования
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Баккала, Брент (август 2002 г.). «Сеть, ориентированная на данные»
- ^ Копонен, Теему; Чавла, Мохит; Чун, Бён Гон; Ермолинский Андрей; Ким, Ке Хён; Шенкер, Скотт; и Стойка, Ион. (август 2007 г.). «Ориентированная на данные (и не только) сетевая архитектура». СИГКОММ Компьютер. Коммун. Откр. 37, 4, 181–192.
- ↑ Страница проекта TRIAD . Архивировано 5 марта 2016 г. в Wayback Machine , Группа распределенных систем Стэнфордского университета, дата обращения 1 августа 2014 г.
- ^ Джейкобсон, Ван. (30 августа 2006 г.). «Новый взгляд на сеть».
- ^ Джейкобсон, Ван; Сметтерс, Диана К.; Торнтон, Джеймс Д.; Пласс, Майкл Ф.; Бриггс, Николас Х.; Брейнард, Ребекка Л. (1–4 декабря 2009 г.). «Сетевой именованный контент». Материалы 5-й Международной конференции по новым сетевым экспериментам и технологиям. Рим, Италия. Проверено 1 августа 2014 г.
- ^ «Цинк — fd.io» .
- ^ «Цинк — fd.io» .
- ^ «Цинк — fd.io» .
- ^ «CCNxCon 2015» . Архивировано из оригинала 22 февраля 2016 г. Проверено 22 февраля 2016 г.
- ^ Бартоломео; и др. (2016). Идентификация и управление распределенными данными: СПП, контентно-ориентированные сети и Интернет . ЦРК Пресс. стр. 39–257.
- ^ Ахмед, Хусейн; и др. (2016). Контентно-ориентированные сети: обзор, приложения и проблемы исследования . Спрингер. стр. 17–64.
- ^ Билал, Мухаммед; и др. (2019). «Безопасное распространение защищенного контента в информационно-ориентированных сетях». Системный журнал IEEE . 14 (2): 1921–1932. arXiv : 1907.11717 . Бибкод : 2020ISysJ..14.1921B . дои : 10.1109/JSYST.2019.2931813 . S2CID 198967720 .
- ^ Фрикер, К. (2012). «Влияние структуры трафика на производительность кэширования в контентно-ориентированной сети». Материалы семинаров IEEE INFOCOM . arXiv : 1202.0108 .
- ^ Солис, Игнасио (июль 2014 г.). «Изменения CCNx 1.0 по сравнению с версией 0.x» , Труды IETF-90. Торонто, Онтарио. Проверено 1 августа 2014 г.