Mobility and Caching in Information Centric Networking

1. Mobility and Caching in Information Centric Networking (Κινητικότητα και προσωρινή αποθήκευση στηΔεδομενοκεντρική Δικτύωση) Ξενοφών Βασιλάκος ΥΔ ΟΠΑ, Πληροφορική, MMLab xvas@aueb.grmm.aueb.gr/~xvas

2. Περιεχόμενα Προσωρινή αποθήκευση (Caching) στην αρχιτεκτονική PSI Υποστήριξη της κινητικότητας των χρηστών (mobilitysupport) EPC: Efficient (αποδοτικό), Proactive (προκαταβολικό)Caching Mobility & Caching in ICN - xvas@aueb.gr

3. PSI: Publish Subscribe Internetworking ΠΡΟΣΩΡΙΝΗ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ (Caching) ΣΤΗΝ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ PSI Mobility & Caching in ICN - xvas@aueb.gr

4. Η πληροφορία έχει όνομα (1/2) • Οι χρήστες χρησιμοποιούν το όνομα (ταυτότητα) • Διαφημίζουν τη διαθεσιμότητα (advertise) • Αιτούν: εγγράφονται (sub) • Δημοσιεύουν τα δεδομένα (pub) • Δεν εμπλέκεται πουθενά η έννοια της διεύθυνσης • Το δίκτυο αποφασίζει αυτόνομα με βάση το όνομα • Να αποθηκεύσει προσωρινά (cache) ή • Να δημιουργήσει αντίγραφα (replication) • Εντός του δικτύου (in-network caching / replication) Mobility & Caching in ICN - xvas@aueb.gr

5. Η πληροφορία έχει όνομα (2/2) • Ομοιόμορφη αντιμετώπιση του in-network caching/replication • Δε χρειάζεται το είδος της πληροφορίας, ούτε υποδομή • Αντιπαράδειγμα: opaque (un-named) data στο IP • web caching • Δυνατότητα αποθήκευσης ή δημιουργίας αντιγράφων • Τμήματος ή συνόλουτης πληροφορίας • Σε οποιοδήποτε συστατικό του δικτύου (forwarder, host, ..) • Το δίκτυο εξυπηρετεί αιτήματα από οποιαδήποτε πηγή • Αρχική πηγή/πηγές ή Replica ή Cached πληροφορία • Δυνατότητα παράλληλης εξυπηρέτησης από διάφορα σημεία Mobility & Caching in ICN - xvas@aueb.gr

6. Caching εντός της διαδρομής • Slow Rendez-vous • Topology function • Τα δεδομένα ρέουν από τον publisher στον subscriber μέσω μιας διαδρομής δικτύου • Εξυπηρέτηση με fast rendezvous • Κόμβοι-προωθητές (Forwarding Nodes -FNs) • Αποφασίζουν αυτόνομα να κάνουν cache • «Ελαφρύ», γρήγορο, αποδοτικό caching On-path caching. Xylomenos et. al, “Caching and Mobility Support in a Publish-Subscribe Internet Architecture” - figure 3 Mobility & Caching in ICN - xvas@aueb.gr

7. Caching εκτός της διαδρομής • Caching στο τοπικό δίκτυο • Οποιοσδήποτε υπολογιστής υπηρεσίας (host) ή εξειδικευμένη cache • Οικονομικό κίνητρο • Απαιτούνται πόροι/υπολογισμοί: • Το τοπικό RENE κρατάει πληροφορία και για cached αντιγραφα • Συντονισμός application-level caches • Πιο ελαφριά (λιγότερη) επικοινωνία με global RENE Off-path caching. Xylomenos et. al, “Caching and Mobility Support in a Publish-Subscribe Internet Architecture” - figure 4 Mobility & Caching in ICN - xvas@aueb.gr

8. ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΧΡΗΣΤΩΝ (mobilitysupport) Mobility & Caching in ICN - xvas@aueb.gr

9. «Εγγενής» υποστήριξη κινητικότητας στο PSI • Το μοντέλο επικοινωνίας Pub/Sub αποσυνδέει τα αίτηματα • Χώρο:Δεν προσπαθείς να συνδεθείςξανά με το ίδιο άκρο (ίδια IP διεύθυνση αποστολέα) • Το επιπεδο εφαρμογών δε καταλαβαίνει ότι έγινε μετακίνηση • Χρόνο: Ασύγχρονη επικοινωνία • Συμπέρασμα: Εγγενής υποστήρηξη κινητικότητας στο PSI • Αντίθετα, τριγωνικό routing στο Mobile IP (overlay/patch solution) Mobility & Caching in ICN - xvas@aueb.gr

10. Κινητικότητα και Caching (1/2) • Cached πληροφορία: μια επιλέον πηγή • Μικρο-κινητικότητα (micro-mobility) • Κίνηση εντός του ίδιου τοπικού δικτύου • Εκμεταλευση του off-path caching Mobility & Caching in ICN - xvas@aueb.gr

11. Κινητικότητα και Caching (2/2) • Μακρο-κινητικότητα (macro-mobility) • Κινηση μετάξύ διαφορετικών δικτύων πρόσβασης • Υποστήριξη με προκαταβολικόcaching σε γειτονικά δίκτυα πρόσβασης (access NWs) • Κοστοβόρα επιλογή σε όρους bandwidth και storage • Βελτιωμένη Λύση: EPC Mobility & Caching in ICN - xvas@aueb.gr

12. EPC: Efficient (ΑΠΟΔΟΤΙΚΟ), Proactive (ΠΡΟΚΑΤΑΒΟΛΙΚΟ)Caching Mobility & Caching in ICN - xvas@aueb.gr

13. EPC: Proactive • Επικουρική λύση: Βελτίωση της υπηρεσίας+ οικονομικά κίνητρα • Οφέλη: «Φθηνή» απόκτηση της πληροφορίας • Χαμηλότερο delay, εγγυημένο data rate από «κοντινή» πηγή • Αποφυγή χρέωσης / κόστους μετάδοσης (WiFi hotspot, Femtocell) • Αποφυγή απώλειας πληροφορίας που δημοσιεύτηκε κατά το handoff • Alerts, streaming/conferencing, μεγάλα αρχεία, online gaming Mobility & Caching in ICN - xvas@aueb.gr

14. EPC: Efficient • Το τυφλό/αφελές caching είναι υποαποδοτικό • Σπαταλά τηπεπερασμένη μνήμη αποθήκευσης • Δε λαμβάνει υπόψη πόσο πιθανό είναι να ζητηθεί κάτι • Proxiesπαίρνουν αυτόνομα απόφαση σταθμίζοντας: • Κόστος αποθήκευσης • Κόστος μετάδοσης από τοπική cache Vs. από απομακρυσμένο πάροχο της πληροφορίας • Πιθανότητα μετάβασης κινητού χρήστη προς τη περιοχή επίβλεψης του proxy. Mobility & Caching in ICN - xvas@aueb.gr

15. Αναφορές / Σχετική βιβλιογραφία • Xylomenos, George, et al. "Caching and mobility support in a publish-subscribe internet architecture." Communications Magazine, IEEE 50.7 (2012): 52-58. • Vasilakos, Xenofon, et al. "Proactive selective neighbor caching for enhancing mobility support in information-centric networks." Proceedings of the second edition of the ICN workshop on Information-centric networking. ACM, 2012. • Siris, Vasilios A., Xenofon Vasilakos, and George C. Polyzos. "A Selective Neighbor Caching Approach for Supporting Mobility in Publish/Subscribe Networks⋆." FIFTH ERCIM WORKSHOP ON EMOBILITY. 2011. • Katsaros, Konstantinos V., et al. "On inter-domain name resolution for information-centric networks." NETWORKING 2012. Springer Berlin Heidelberg, 2012. 13-26. • Xylomenos, George, et al. "A survey of information-centric networking research." (2013): 1-26.

16. ΤΕΛΟΣ ? Mobility & Caching in ICN - xvas@aueb.gr