Um mecanismo de relacionamento entre objetos para economia de recursos na arquitetura de rede CCN : projeto, implementação e avaliação

Abstract

Aplicações de distribuição de conteúdo são atualmente responsáveis pela maior parte do tráfego de dados na Internet. Os recentes esforços para otimizar o desempenho dessas aplicações levaram à proposta de um novo paradigma para a Internet, denominado Redes Orientadas a Conteúdo. Em tal paradigma, conteúdos são modelados como objetos unicamente nomeados, de maneira a possibilitar uma melhor distribuição dos mesmos na rede. Diferentes arquiteturas foram propostas, destacando-se a arquitetura Content- Centric Networking (CCN). Pode-se aumentar a eficiência da arquitetura CCN se conteúdos forem modelados como um conjunto de objetos relacionados. Tal abordagem possibilita o reuso de um mesmo objeto por diferentes conteúdos, podendo reduzir o volume de dados distribuídos na rede e aumentar a taxa de acerto da cache. Neste trabalho, propõe-se um mecanismo que permite o estabelecimento de relações entre objetos em CCN, modelando-o e apresentando exemplos de sua aplicação. Adicionalmente, implementa-se uma extensão para o protótipo CCN e realiza-se uma avaliação experimental, visando quantificar as melhorias de desempenho obtidas quando aplicações utilizam relacionamento entre objetos. Os resultados obtidos mostram que o mecanismo proposto pode melhorar consideravelmente tanto o desempenho da rede quanto a qualidade de experiência percebida pelos usuários. Nos cenários de streaming de vídeo avaliados, o tempo de inicialização do vídeo é reduzido em 33,6% enquanto o tráfego da rede atinge uma redução de 34,4%.

Content distribution applications are nowadays responsible for most of Internet data traffic. Recent efforts aiming at optimizing their efficiency led to the proposal of a new Internet paradigm, known as Information-Centric Networking. In this paradigm, contents are modeled as uniquely named objects, allowing their dissemination to be mode efficient. Different architectures were proposed, from which Content-Centric Networking (CCN) stands out as the most stable and popular one. CCN efficiency may be increased if contents are modeled as a set of related objects. This allows the reuse of a single object by different contents, reducing the volume of data transferred in the network and increasing the cache hit rate. In this work, we propose a mechanism that allows the establishment of relations among objects in CCN, modeling it and presenting examples of its application. Moreover, we implement an extension to the CCN prototype and evaluate it experimentally, aiming at quantifying the benefits of employing object relations for content distribution. Results show that the proposed mechanism can improve network efficiency as well as users’ quality of experience. Considering the evaluated scenarios, the streaming start-up delay was reduced in up to 33.6% while the network traffic was reduced in 34.4%.