sexta-feira, 19 de junho de 2020

Um protocolo de roteamento diferente

O que é um protocolo de roteamento?

Protocolos de roteamento tornam as comunicações da internet possíveis. Isso porque as redes que compõem a internet precisam dos roteadores para se conectarem. Mas os roteadores se comunicam através de rotas e eles conhecem estas rotas, e consequentemente, uns aos outros, através de protocolos de roteamento. No geral, a internet se beneficia de um protocolo de roteamento chamado BGP ou Border Gateway Protocol. O BGP faz essencialmente a comunicação entre redes independentes chamadas de sistemas autônomos. Ele colhe informações de sistemas autônomos, como endereços ip e o caminho para a rede em que o host se encontra. Os roteadores possuem tabelas de roteamento onde registram todos os caminhos para outras redes. Nem sempre são redes de sistemas autônomos diferentes, mas às vezes, são tão grandes que precisam se valer de um protocolo que torne automático o aprendizado destas rotas. Em redes no mesmo sistema autônomo fazemos uso de outros protocolos de roteamento interno, a exemplo do RIP, OSPF e EIGRP. Uma coisa todos estes protocolos tem em comum: eles associam endereços IP a uma interface de saída do roteador local ou um IP de próximo salto. Ou seja, eles usam endereços IP para popular as tabelas de roteamento e assim tornar possível que roteadores falem com roteadores, e portanto, redes falem com redes.

As Redes de Dados Nomeados - NDN

A internet vem crescendo exponencialmente desde que foi concebida como uma rede de universidades. Ela hoje suporta mais que apenas troca de mensagens, planilhas, documentos de texto, como originalmente. Ela trafega dados de magnitude estupenda, faz stream de vídeos, suporta telefonemas, musicas, telepresença, filmes sob demanda etc. A internet está crescendo e novas tecnologias precisam aparecer para que ela continue crescendo. Uma abordagem de rede baseada em nomes e centrada na informação vem sendo cada vez mais cogitada como uma tecnologia que suporte todo este crescimento que é previsto. Esta tecnologia leva em conta a informação que está sendo solicitada e não o host que a possui. Estas redes são baseados em um paradigma chamado ICN de Information Centric Networks e a abordagem mais comum é a NDN de Named-Data Networks. Através de unidades de dados chamados de pacotes de interesse (interest packets), elas solicitam não a um host o dado desejado, mas o solicitam para a internet, que através de pacotes de dados (data packets) devolvem o conteúdo requerido. Porém, semelhante aos roteadores de redes IP tradicionais, os roteadores NDN precisam conhecer o caminho para outros roteadores, o que torna possível alcançar o conteúdo onde ele está disponível. Esses roteadores possuem uma tabela de encaminhamento chamada FIB que possui rotas para outras redes da internet. A diferença? Essas tabelas não usam números de IP e sim nomes de conteúdos associados às interfaces chamadas faces que propiciam o alcance dos dados procurados. Quem alimenta estas tabelas de forma análoga às redes IP é o protocolo de roteamento NLSR.

O NLSR - Named-data Link State Routing Protocol

É um protocolo de roteamento do tipo Link State que trabalha em redes nomeadas e portanto, com nomes ao invés de endereços IP. Ele supre as FIB dos roteadores NDN com Rotas para alcance do dado solicitado através dos pacotes de interesses (interest packets). Semelhante a outros protocolos de roteamento, em especial o OSPF, que também é do tipo link state, ele utiliza o conceito de custo para escolher uma ou mais rotas para um determinado local. Nas redes NDN, as rotas são automaticamente balanceadas caso existam mais de uma, assim, o NLSR precisa associar todas as faces existentes ao caminho para o conteúdo. A troca de informações de roteamento é feita através de LSA, link state Adversement, e pode usar qualquer subcamada da rede, ethernet, tunel IP, tunel TCP/UDP etc. para trocar as informações de base de dados de roteamento LSBD uma vez que o NLSR funciona no topo da estrutura de camadas da NDN. Como pacotes NDN são sempre assinados, as trocas de mensagens LSA são sempre confiáveis. Semelhante ao seu irmão mais velho OSPF, com NLSR todos os roteadores da rede constroem uma topologia geral. Um rank de múltiplos caminhos de encaminhamento é formado a partir desta topologia e de acordo com uma política de compliance de encaminhamento. Não é necessário o uso do shortest path uma vez que não será mais usado o melhor caminho e sim, os caminhos. Esta última sentença, aliás, nos lembra de um problema crítico em roteamento IP que são os loops de roteamento. Com NLSR, isto não mais acontece pois os pacotes NDN são manuseados nativamente de forma a facilitar o transporte por múltiplos caminhos. Muitas são as características deste protocolo, mas destacamos principalmente o uso de nomes, confiabilidade da informação, disseminação de informação e multi caminhos. Além disso, possui mecanismos de recuperação de falhas e de sincronização de base de dados de roteamento. Enfim, um protocolo de roteamento muito diferente!

Referencias:

Named-data.net




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