ARD
4W
4WARD
Architecture and design for the
Future Internet
22 Abril 2008
Portugal Telecom Inovação, S.A.
Agenda
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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”
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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)
QoS
multicast
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


mobile
IP

active
networks
IPsec
IPv6
















(NAT)
increase system vulnerability




Fonte: H. Schulzrinne, Columbia University, ”Thoughts on a next-generation Internet and next
generation network management”, www.noms.org/2006/docs/HenningNOMS.ppt
Uma nova Internet?
• Como seria a arquitectura Internet se pudéssemos
recriá-la a partir do zero sem restrições ou
constrangimentos (abordagem ‘clean slate’)?
Desafio
• Criar uma nova arquitectura para a Internet, sem
fazer uma ruptura com a Internet actual
Iniciativas na área da ‘Future Internet’
EU FP 6/7
Europa
•FP 6
•FP 7
•Network of the Future
•4WARD
•FIRE
New Gen.
Networks
Japão
•New Generation Networks
•AKARI
FIND/ GENI
Estados Unidos
•FIND
•GENI
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
Ericsson
Nokia-Siemens-Networks
VTT
Ericsson
KTH
SICS
Alcatel-Lucent
Deutsche Telecom
Ericsson
Nokia-Siemens-Networks
Tu Berlin
Univ. of Bremen
Univ. of Karlsruhe
UNiv. of Paderborn
Canada
Ericsson
NEC
Univ. of
Lancaster
Univ. of Surrey
Finland
Sweden
Norway
Telekomunikacja Polska
WIT
Ireland
UK
Alcatel-Lucent
France Telecom
GET-INT
LIP6
Siemens
TPUCN
Poland
Germany
France
Austria
Switzerland
Romania
Italia
IST-TUL
PTIN
Spain
Univ. of Basel
Israel
Telcom Italia
US
Rutgers
university
Technion
Robotiker-Tecnalia
Telefonica
Estrutura do projecto
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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
WP1
BIRD
WP5 Formux
WP4
InNet
Mgmt
WP3 Virtualisation
WP0 Project Management
WP2
New
APC
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
Physical
Infrastructure
Virtualization of Resources
(partitioning of physical infrastructure into “slices”)
Virtualized
Substrate
Provisioning of Virtual Networks
(on-demand instantiation of virtual networks)
Virtual
Network
Virtual
Network
Management of Virtual Networks
Solução para o impasse da Internet?
Elemento de
rede físico
Rede virtual n
Rede virtual 3
Rede virtual 2
Rede virtual 1
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’.
WP4: Motivações e abordagem
• 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, …)
Gestão In-network vs. clássica
Analysis and
action
Managed
domain
Management
command
Notification
Managed
domain
Network element
with embedded
management
processes
Peer-to-peer
interaction
Network
element
In-network
Traditional Network Manage ment
•
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•
•
•
•
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
•
•
•
Manage ment
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
Cenários
•
•
•
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
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.
Conclusões
• 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.
Para mais informação…
WP2, WP3
WP4
WP5
Jorge Carapinha (PTIN)
Teresa Almeida (PTIN)
Vítor Mirones (PTIN)
Susana Sargento (IT)
Rui Aguiar (IT)
Augusto Neto (IT)