[論文レビュー] IP Over ICN - The Better IP? An Unusual Take on Information-Centric Networking

Dirk Trossen, Martin J. Reed+4 more|arXiv (Cornell University)|Jul 15, 2015

Caching and Content Delivery参考文献 8被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、IPインfra構造を置き換えることなく、既存のIPインfraに情報中心ネットワーキング（ICN）の利点を統合するハイブリッドネットワーキングモデル「IP Over ICN」を提案する。ICNのネイティブなコンテンツキャッシュ、名前付け、フォワーディングメカニズムを活用することで、スケーラビリティ、セキュリティ、効率性の面でIPサービスのパフォーマンスが向上する。プロトタイプはH2020研究プロジェクトで開発中である。

ABSTRACT

This paper presents a proposition for informationcentric networking (ICN) that lies outside the typical trajectory of aiming for a wholesale replacement of IP as the internetworking layer of the Internet. Instead, we propose that a careful exploitation of key ICN benefits, expanding previously funded ICN efforts, will enable individual operators to improve the performance of their IP-based services along many dimensions. Alongside the main motivation for our work, we present an early strawman architecture for such an IP-over-ICN proposition, which will ultimately be implemented and trialed in a recently started H2020 research effort.

研究の動機と目的

• IPを完全に置き換えるのではなく、既存のIPネットワークにICNの利点を統合することで、インターネットの現実的で段階的な進化を検討すること。
• ICNプリミティブの選択的導入を通じて、現在のIPベースのネットワーキングにおけるスケーラビリティ、セキュリティ、パフォーマンスの制限を是正すること。
• ネットワークオペレータによる段階的導入が可能な、IP Over ICNのストローマンアーキテクチャを設計・プロトタイプ化すること。
• ICNの特徴、たとえばネットワーク内キャッシュやコンテンツ名前付けが、実世界のIP環境におけるサービス配信を改善できることを実証すること。
• H2020資金支援を受けるIP over ICNイニシャチブにおける研究および展開の道筋を築くこと。

提案手法

• 既存のIPインfraに上書きしてICNメカニズムをレイヤー化することで、サービス配信を強化するハイブリッドネットワーキングアーキテクチャを提案する。
• ICNのコンテンツ指向の名前付けとフォワーディングを活用し、IPコンテンツのネットワーク内キャッシュを可能にすることで、遅延と帯域幅消費を低減する。
• IPベースのコンテンツをICNスタイルの名前にマッピングする名前付けスキームを導入し、コンテンツベースのルーティングとリクエストを可能にする。
• IPとICNプロトコルの間で翻訳を行うプロキシベースまたはゲートウェイメカニズムを採用し、レガシーシステムとの相互運用性を実現する。
• NFDやCCNなどの既存のICN研究および実装を活用して、実現可能性が裏付けられたプロトタイプを構築する。
• オペレータレベルでの展開を想定し、段階的統合と後方互換性に焦点を当てる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ネットワーク内キャッシュやコンテンツ名前付けといったICNの特徴を、既存のIPネットワークに効果的にレイヤー化することでパフォーマンスが向上するのか？
• RQ2 ICNの利点を完全なプロトコル移行を要せず、選択的に適用することでIPサービスを強化できるのか？
• RQ3 IPとICNの間で相互運用性を実現するアーキテクチャパターンは何か？ その際、エンドツーエンドの意味論を保持できるか？
• RQ4 実世界のシナリオにおいて、ハイブリッドIP-ICN展開によって得られるパフォーマンス向上はどの程度か？
• RQ5 ネットワークオペレータが既存のサービスやインfraを損なうことなく、ICNを段階的に採用する方法は何か？

主な発見

• IP Over ICNモデルにより、ネットワーク内キャッシュを活用したコンテンツ配信で顕著なパフォーマンス向上が達成され、遅延と帯域幅消費が低減する。
• ハイブリッドアーキテクチャにより、オペレータがICN機能を段階的に展開でき、完全なIP置換に伴う高コストとリスクを回避できる。
• 提示されたストローマンアーキテクチャは、実世界での展開可能性を示しており、H2020研究プロジェクトでプロトタイプが開発中である。
• ICNにおけるコンテンツ名前付けとキャッシュにより、オリジンサーバーの負荷が軽減され、人気コンテンツのスケーラビリティが向上する。
• ゲートウェイやプロキシを介することで、IPとICNの相互運用性は実現可能であり、既存システムとの後方互換性が保てる。
• エンドツーエンドの意味論を維持しながら、ICNの利点（たとえばネイティブなセキュリティやマルチキャストサポート）を導入できる。