FANTNet: Uma Arquitetura para Rede de Trânsito NDN Baseada em Redes Definidas por Software

Tese de Doutorado
por Caroline Félix de Oliveira
Publicado: 19/08/2024 - 10:30
Última modificação: 19/08/2024 - 10:30

Linha de pesquisa: Sistemas de Computação

Resumo: A arquitetura de Redes de Dados Nomeados (NDN) foi proposta para resolver algumas das limitações existentes na Internet atual. Dado o potencial da NDN como alternativa ao TCP/IP clássico, encaminhar o tráfego entre múltiplos domínios NDN por meio de redes de trânsito de alta velocidade é fundamental. Todavia, o desenvolvimento de encaminhadores de pacotes NDN para o núcleo da rede trás inúmeros desafios, especialmente quando se trata do desenvolvimento de estruturas de dados para a NDN FIB em hardware. Embora existam propostas de NDN FIB para comutadores programáveis, dimensioná-las para armazenar milhões de prefixos no ASIC ainda é um problema não resolvido satisfatoriamente. Diante desse contexto, propõe-se nessa tese a FANTNet, uma arquitetura de rede de trânsito NDN centralizada baseada em SDN. A arquitetura FANTNet tem como premissa a aceleração do tráfego entre múltiplos domínios NDN através de uma abstração da rede núcleo que utiliza comutadores de borda programáveis. Para otimizar o encaminhamento no núcleo, propõe-se a Compressed Forwarding Information Base (CoFIB), uma estrutura de dados para a FIB que é empregada exclusivamente nos comutadores de borda. A CoFIB é implementada como um conjunto de tabelas P4 dispostas nos pipelines de ingresso e egresso, onde o algoritmo proposto para o LNPM utiliza múltiplas recirculações de pacotes. Para reduzir o número dessas recirculações, propõe-se uma heurística de posicionamento das tabelas nos blocos de ingresso e egresso. Como critério para comprimir os prefixos na CoFIB, essa tese introduz o conceito de prefixo nomeado canônico e um algoritmo para a extração desses prefixos da RIB. Resultados experimentais mostram uma redução de até 16,58× no consumo de memória on-chip da CoFIB em comparação com o estado da arte, além de uma menor probabilidade de falhas de lookups devido ao baixo número de colisões de hash. Além disso, os resultados mostram um aumento de 23,17% de pacotes de interesse processados a taxa de linha em comparação com o baseline devido a estratégia de otimização de posicionamento de tabelas.

Link para a defesa: https://teams.microsoft.com/l/meetup-join/19%3ameeting_YzFlNTViYTgtYTEzM...

Banca Examinadora: 
Rodrigo Sanches Miani - Universidade Federal de Uberlândia, Centro de Ciências Exatas e Tecnologia, Faculdade de Ciências da Computação.
Pedro Frosi Rosa - Universidade Federal de Uberlândia, Centro de Ciências Exatas e Tecnologia, Faculdade de Ciências da Computação.
Daniel Nunes Corujo - Universidade de Aveiro
António Luis Duarte Costa - Universidade do Minho
Data e Horário: 
27/08/2024 - 09:00
Virtual, 2121 1B
Uberlândia, Minas Gerais, Brasil
38400-902
Campus Santa Mônica - Bloco 1B - Sala 230
Complemento: 
1B