High Speed Networks Budapest University of Technology and Economics High Speed Networks Laboratory Multicast címzés újragondolva Tapolcai János, Heszberger Zalan, Gulyás András, Bíró József, András Zahemszky

High Speed Networks Laboratory Multicast címzés Jövő internet architektúra (clean state design) Új címzési megoldás multicast forgalomhoz Inter-domain Source-routing | | HSNLab Overview2 Csomag fejlécének mérete Állapotok száma a routerekben Hatékonyság (False positives)

High Speed Networks Laboratory Miért állapotmentes? Nagy multicast fák Akár végpont Tartalom terjesztés Kevés ilyen fa Egyszerűbb állapotként bejegyezni a rotuerekbe Kis multcast fák Tipikusan 10 végpont 1 … 50 Sok ilyen fa lesz a hálózatokban Állapotmentes multicast Explicit multicast addressing Nincsenek extra router bejegyzések Source routing Multicast fa nem feltétlen a legrövidebb utak fája | | HSNLab Overview3

High Speed Networks Laboratory Változtatható méretű csomag fejléc A hagyományosan a csomagkapcsolt hálózatokban fix méretű a fejléc Képzeletben lépjünk túl ezen a megkötésen A tényleges implementációban visszatérünk a fix méretű fejléchez Gyakran átlépik ezt a megkötést Source routing IP LSRR (loose source and record route) IP SSRR (strict source and record route) MPLS label stacking Hátrányok Router architektúra fixméretű címeket tud támogatni Mi valójában fix maximális méretű címeket szeretnék. Azaz a cím lehet rövidebb. Minél nagyobb méretű a cím annál tovább tart feldolgozni Memória hozzáférések száma korlátos (a kimenő portok számához képest) A fejléc akár ehet hosszabb is mint az adat rész VoIP 200 byte + IPv4 header 20 byte | | HSNLab Overview4

High Speed Networks Laboratory Feltételezéseink a hálózat architektúráról Ismerjük a hálózat topológiáját A linkeknek lesz címe Petri Jokela, András Zahemszky, Christian Esteve Rothenberg, Somaya Arianfar, and Pekka Nikander, ”LIPSIN: Line Speed Publish/Subscribe Inter-Networking”, Sigcomm 2009 A csomópontoknak is lehet címe Minden router Fel kell tudja dolgozni a fejlécet O() lépésben, ahol  a router ki foka A fejlécet csak egyszer olvashatjuk be Read or write A cím kiszámítása legfeljebb O(L) lépést igényeljen a, ahol L a multicast fában szereplő élek száma A fejléc mérete változhat Hatékony kódolást szeretnénk | | HSNLab Overview5

High Speed Networks Laboratory Él címek – ha ismerjük a fejléc méretét m méretű tömb k különböző hash függvény h 1 (ID), h 2 (ID), …, h k (ID) Pozíciókat határoz meg: | | HSNLab Overview

High Speed Networks Laboratory | | HSNLab Overview7 In Packet Bloom filter-ek Bloom filterek Véletlen adat struktúra annak eldöntésére, hogy egy elem benne van-e egy halmazban Bloom filter célja Gyors tartalmazás tesztelés Hatékony helykihasználás Valamilyen valószínűséggel rossz válasz False positiv-ok lehetnek Rome→Milan Milan→Zurich Milan→Munich Bloom filter: Milan Zurich Munich Rome Zagreb Link bloom ID: Továbbításnál egy AND és CMP műveletet hajtunk végre

High Speed Networks Laboratory | | HSNLab Overview8 Módosított architektúra Változatható méretű filterek Pub/Sub fix méretű fejlécekkel dolgozott Mint az IP-ben (512bit) Megválaszthatjuk a fejléc méretét A Bloom filter-t méretre szabjuk Rome→Zagreb Zurich→Lyon Zurich→Strasb. Munich→Frankf. Munich→Berlin Munich→Vienna Rome→Milan Milan→Zurich Milan→Munich Bloom filter: Header: Milan Zurich Munich Rome Zagreb Link bloom ID: Lyon Strasbourg Berlin Frankfurt Vienna False positive 5 bit | fejléc Ezt kell tároljuk a cím felépítéséhez a node manager-ben Döntéshez szükséges adat

High Speed Networks Laboratory Hop based Bloom filter A fa pontjait a forrástól való távolság alapján csoportokra bontjuk | | HSNLab Overview9

High Speed Networks Laboratory Multicast fa kódolása Teljesítmény indikátorok A fejléc mérete átlagosan mennyit nő Ha egy új végpontot adunk a fához (bit/node) Pl. IPv4 Xcast esetén ~ 32 bit Ha egy új pontot adunk a fához (bit/link) 50 pontos német hálózat (175 él) In packet Bloom filter (a filter hosszát levágjuk): bit/link In packet Bloom filter (a filtereket a csomag továbbításnál számoljuk): 8.0 bit/link Hop based In packet Bloom filter: 5.3 bit/link | | HSNLab Overview10

High Speed Networks Laboratory Teljesítmény 6/11

High Speed Networks Laboratory Összefoglaló Új architektúrát javasoltuk multicast címzésre csomagkapcsolt hálózatokban Bíztatóak a teljesítmény mutatók Új irányok Biztonságos source routing | | HSNLab Overview12

High Speed Networks Laboratory | | HSNLab Overview13 hsnlab.tmit.bme.hu