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HTTP-NDN 网关的设计与实现. 答辩提纲. 选题意义和背景 主要研究工作 HTTP-NDN 网关需求分析 HTTP-NDN 网关设计 一种 HTTP-NDN 网关应用场景 总结及未来研究展望 Q&A. 答辩提纲. 选题意义和背景 主要研究工作 HTTP-NDN 网关需求分析 HTTP-NDN 网关设计 一种 HTTP-NDN 网关应用场景 总结及未来研究展望 Q&A. 选题意义和背景. 解决 NDN 缺少原生应用的困境 作为 NDN 实验网络核心部分 利用 HTTP 应用推进 NDN 研究. 问题 : 什么是 NDN ?. - PowerPoint PPT Presentation
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HTTP-NDN网关的设计与实现
答 辩 人 :杨 旭
指 导 教 师 :樊海宁 副教授
联合指导教师 :毕 军 教 授
答辩提纲
• 选题意义和背景• 主要研究工作
– HTTP-NDN 网关需求分析– HTTP-NDN 网关设计– 一种 HTTP-NDN 网关应用场景
• 总结及未来研究展望• Q&A
答辩提纲
• 选题意义和背景• 主要研究工作
– HTTP-NDN 网关需求分析– HTTP-NDN 网关设计– 一种 HTTP-NDN 网关应用场景
• 总结及未来研究展望• Q&A
选题意义和背景
–解决 NDN 缺少原生应用的困境
–作为 NDN 实验网络核心部分
–利用 HTTP 应用推进 NDN 研究
问题 : 什么是 NDN?
Named Data Networking
– 一种内容中心网络:位置到内容的转变
TRIADhttp://www-dsg.stanford.edu/triad/
Named Data Networking
– 一种内容中心网络:位置到内容的转变
TRIADhttp://www-dsg.stanford.edu/triad/
Named Data Networking
基于订阅 / 发布 (Publish/Subscribe) 模式,围绕“命名数据”展开数据传输
传统网络体系结构 当前 NDN 网络位置 未来 ( 若干年后 ) 体系结构
NDN 研究困境
NDN 原生应用缺乏 NDN 原生应用与IP 网络不兼容
缺少大规模 NDN实验网
理论论证,或仿真模拟,或小范围实验
利用 HTTP 网络建立 NDN 实验网
HTTP-NDN 网关
问题 : 怎么解决这种困境?
答辩提纲
• 选题意义和背景• 主要研究工作
– HTTP-NDN 网关需求分析– HTTP-NDN 网关设计– 一种 HTTP-NDN 网关的应用场景
• 总结及未来研究展望• Q&A
答辩提纲
• 选题意义和背景• 主要研究工作
– HTTP-NDN 网关需求分析– HTTP-NDN 网关设计– 一种 HTTP-NDN 网关应用场景
• 总结及未来研究展望• Q&A
答辩提纲
• 选题意义和背景• 主要研究工作
– HTTP-NDN网关需求分析– HTTP-NDN 网关设计– 一种 HTTP-NDN 网关应用场景
• 总结及未来研究展望• Q&A
HTTP-NDN 网关需求分析
HTTP-NDN 网关需求分析
HTTP-NDN 网关需求分析
HTTP-NDN 网关需求分析
HTTP-NDN 网关需求分析
HTTP-NDN 网关需求分析
HTTP-NDN 网关需求分析
答辩提纲
• 选题意义和背景• 主要研究工作
– HTTP-NDN 网关需求分析– HTTP-NDN 网关设计– 一种 HTTP-NDN 网关应用场景
• 总结及未来研究展望• Q&A
答辩提纲
• 选题意义和背景• 主要研究工作
– HTTP-NDN 网关需求分析– HTTP-NDN网关设计– 一种 HTTP-NDN 网关应用场景
• 总结及未来研究展望• Q&A
HTTP-NDN 网关系统架构
NDN网络
WEB服务器
用户
管理员
WEB管理系统
出口网关
出口网关
入口网关
入口网关
WEB浏览器
WEB浏览器
管理和监控命令
NDN协议
HTTP协议
NDN终端NDN终端
WEB浏览器
HTTP请求NDN内容
HTTP-NDN 网关系统架构
NDN网络
WEB服务器
用户
管理员
WEB管理系统
出口网关
出口网关
入口网关
入口网关
WEB浏览器
WEB浏览器
管理和监控命令
NDN协议
HTTP协议
NDN终端NDN终端
WEB浏览器
HTTP请求NDN内容
问题 : 为什么有入口网关和出口网关之分?
HTTP-NDN 网关角色
• 借用 HTTP 流量– 入口网关
• 与 HTTP 用户端交互• 连接 NDN 网络
– 出口网关• 与 HTTP 服务端交互• 连接 NDN 网络
HTTP-NDN 网关角色
Http Request
Http Response
NDN(内容分发和获取 )
HTTP-NDN 入口网关Web 浏览器
Http RequestResponse Http
HTTP-NDN 出口网关
Web
服务器
Http Request
Http Response
HTTP-NDN 出口网关
NDN Interest
NDN Content
NDN Content
NDN Interest
HTTP-NDN 模块分析
数据包处理时序
WEB浏览器入口网关 出口网关
WEB服务器NDN节点
Req
HTTP模块
翻译模块
NDN 模块
Req->Interest
Interest
Interest
CS命中Content
YesInterest
No
NDN模块
Interest
Interest->Req
翻译模块
HTTP模块
Req
Reply
Content<-Reply
Content
Content
Content
Content
Reply<-Content
Reply
Content
Reply<-Content
Reply
Req: HTTP Request Reply: HTTP Response Interest: NDN Interest Content: NDN Content CS: NDN Content Store入口网关: 与WEB浏览器通信,接受普通用户HTTP Request,并将Response发送至浏览器出口网关: 与WEB服务器通信,发送HTTP Request至服务器,并等待接收Response
由NDN直接完成响应的会话
答辩提纲
• 选题意义和背景• 主要研究工作
– HTTP-NDN 网关需求分析– HTTP-NDN 网关设计– 一种 HTTP-NDN 网关的应用场景
• 总结及未来研究展望• Q&A
答辩提纲
• 选题意义和背景• 主要研究工作
– HTTP-NDN 网关需求分析– HTTP-NDN 网关设计–一种 HTTP-NDN网关应用场景
• 总结及未来研究展望• Q&A
应用场景设计
– 目标:验证 NDN的 Interest 聚合和 Content多路径转发特性
– 方法: HTTP 用户端同时通过两个网关下载HTTP 服务器上同一个文件
– 实验设计:• 平台: PlanetLab[1]• 节点:不同国家的 7 个节点(用户 x1 ,服务器 x1 ,
网关 x3, NDN 路由器 x2 )• 工具: wget
[1] PlanetLab: An open platform for developing, deploying, and accessing planetary-scale services. http://www.planet-lab.org
实验节点拓扑
tu132120.ip.tsinghua.edu.cn166.111.132.120
pl02.comp.polyu.edu.hk
202.125.215.12
pl2.zju.edu.cn
210.32.181.184
nis-planet2.doshisha.ac.jp
202.23.159.52
lefthand.eecs.harvard.edu
140.247.60.123host3-plb.loria.fr
152.81.47.4
www.onelab.eu
46.165.193.53
IG
IG EG
HTTP流NDN流
网关 用户 服务器NDN路由器
IG: 入口网关 EG: 出口网关
实验节点地理分布
NDN节点 路由配置( ZJU) pl2.zju.edu.cn
[210.32.181.184]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 202.23.159.52 ( J
P )
( HK) pl02.comp.polyu.edu.h
k
[202.125.215.12]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 202.23.159.52 ( J
P )
( JP) nis-
planet2.doshisha.ca.jp
[202.23.159.52]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 140.247.60.123 ( U
S )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 202.125.215.12 ( H
K )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 210.32.181.184 ( ZJ
U )
( US) lefthand.eecs.harvard.ed
u
[140.247.60.123]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 152.81.47.4 ( F
R )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 202.23.159.52 ( J
P )( FR) host3-plb.loria.fr
[152.81.47.4]
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 140.247.60.123 ( U
S )
FRUS
NDN 实验节点路由配置ZJU
HK
JP
FRUS
NDN 实验节点路由配置NDN Interest 路由 -HTTP GET&POST
ZJU
HK
JP
NDN节点 路由配置( ZJU) pl2.zju.edu.cn
[210.32.181.184]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 202.23.159.52 ( J
P )
( HK) pl02.comp.polyu.edu.h
k
[202.125.215.12]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 202.23.159.52 ( J
P )
( JP) nis-
planet2.doshisha.ca.jp
[202.23.159.52]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 140.247.60.123 ( U
S )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 202.125.215.12 ( H
K )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 210.32.181.184 ( ZJ
U )
( US) lefthand.eecs.harvard.ed
u
[140.247.60.123]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 152.81.47.4 ( F
R )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 202.23.159.52 ( J
P )( FR) host3-plb.loria.fr
[152.81.47.4]
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 140.247.60.123 ( U
S )
NDN节点 路由配置( ZJU) pl2.zju.edu.cn
[210.32.181.184]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 202.23.159.52 ( J
P )
( HK) pl02.comp.polyu.edu.h
k
[202.125.215.12]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 202.23.159.52 ( J
P )
( JP) nis-
planet2.doshisha.ca.jp
[202.23.159.52]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 140.247.60.123 ( U
S )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 202.125.215.12 ( H
K )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 210.32.181.184 ( ZJ
U )
( US) lefthand.eecs.harvard.ed
u
[140.247.60.123]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 152.81.47.4 ( F
R )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 202.23.159.52 ( J
P )( FR) host3-plb.loria.fr
[152.81.47.4]
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 140.247.60.123 ( U
S )
FRUS
NDN 实验节点路由配置NDN Interest 路由 -HTTP GET&POST
ZJU
HK
JP
NDN节点 路由配置( ZJU) pl2.zju.edu.cn
[210.32.181.184]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 202.23.159.52 ( J
P )
( HK) pl02.comp.polyu.edu.h
k
[202.125.215.12]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 202.23.159.52 ( J
P )
( JP) nis-
planet2.doshisha.ca.jp
[202.23.159.52]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 140.247.60.123 ( U
S )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 202.125.215.12 ( H
K )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 210.32.181.184 ( ZJ
U )
( US) lefthand.eecs.harvard.ed
u
[140.247.60.123]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 152.81.47.4 ( F
R )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 202.23.159.52 ( J
P )( FR) host3-plb.loria.fr
[152.81.47.4]
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 140.247.60.123 ( U
S )
FRUS
NDN 实验节点路由配置NDN Interest 路由 -HTTP GET&POST
ZJU
HK
JP
NDN节点 路由配置( ZJU) pl2.zju.edu.cn
[210.32.181.184]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 202.23.159.52 ( J
P )
( HK) pl02.comp.polyu.edu.h
k
[202.125.215.12]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 202.23.159.52 ( J
P )
( JP) nis-
planet2.doshisha.ca.jp
[202.23.159.52]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 140.247.60.123 ( U
S )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 202.125.215.12 ( H
K )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 210.32.181.184 ( ZJ
U )
( US) lefthand.eecs.harvard.ed
u
[140.247.60.123]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 152.81.47.4 ( F
R )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 202.23.159.52 ( J
P )( FR) host3-plb.loria.fr
[152.81.47.4]
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 140.247.60.123 ( U
S )
FRUS
NDN 实验节点路由配置NDN Interest 路由 -HTTP GET&POST
ZJU
HK
JP
FRUS
NDN 实验节点路由配置
NDN节点 路由配置( ZJU) pl2.zju.edu.cn
[210.32.181.184]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 202.23.159.52 ( J
P )
( HK) pl02.comp.polyu.edu.h
k
[202.125.215.12]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 202.23.159.52 ( J
P )
( JP) nis-
planet2.doshisha.ca.jp
[202.23.159.52]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 140.247.60.123 ( U
S )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 202.125.215.12 ( H
K )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 210.32.181.184 ( ZJ
U )
( US) lefthand.eecs.harvard.ed
u
[140.247.60.123]
ccnx:/.gateway/http/IG tcp 152.81.47.4 ( F
R )
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 202.23.159.52 ( J
P )( FR) host3-plb.loria.fr
[152.81.47.4]
ccnx:/.gateway/http/EG tcp 140.247.60.123 ( U
S )
NDN Interest 路由 -HTTP GET&POST
NDN Interest 路由 -HTTP POSTZJU
HK
JP
需手动配置
下载任务示意
任务 1 启动
任务 1 完成
任务 1 连接到入口网关pl02.comp.plyu.edu.hk
任务 2 启动
任务 2 完成
任务 2 连接到入口网关pl2.zju.edu.cn
NDN Interest 聚合和多路径转发示意
NDN Content多路径转发
NDN Interest聚合
NDN 节点各相关接口流量数据节点 [节点代码 ] NDN接口 流量 (Bytes/sec In/Out)
pl2.zju.edu.cn[ZJU]
ZJU<->JP 6210/107
pl02.comp.polyu.edu.hk[HK]
HK<->JP 4991/88
nis-planet2.doshisha.ca.jp[JP]
JP <-> ZJUJP <-> HKJP <-> US
121/5418156/50173836/161
lefthand.eecs.harvard.edu[US]
US <-> JPUS <-> FR
80/59564821/129
host3-plb.loria.fr[FR]
FR <-> US 85/6456
IP 网络
FRUS
ZJU
HK
JP FRUS
ZJU
HK
JP+ +
NDN 网络
NDN 节点各相关接口流量数据节点 [节点代码 ] NDN接口 流量 (Bytes/sec In/Out)
pl2.zju.edu.cn[ZJU]
ZJU<->JP 6210/107
pl02.comp.polyu.edu.hk[HK]
HK<->JP 4991/88
nis-planet2.doshisha.ca.jp[JP]
JP <-> ZJUJP <-> HKJP <-> US
121/5418156/50173836/161
lefthand.eecs.harvard.edu[US]
US <-> JPUS <-> FR
80/59564821/129
host3-plb.loria.fr[FR]
FR <-> US 85/6456
IP 网络
FRUS
ZJU
HK
JP FRUS
ZJU
HK
JP+ +
NDN 网络
NDN 节点各相关接口流量数据节点 [节点代码 ] NDN接口 流量 (Bytes/sec In/Out)
pl2.zju.edu.cn[ZJU]
ZJU<->JP 6210/107
pl02.comp.polyu.edu.hk[HK]
HK<->JP 4991/88
nis-planet2.doshisha.ca.jp[JP]
JP <-> ZJUJP <-> HKJP <-> US
121/5418156/50173836/161
lefthand.eecs.harvard.edu[US]
US <-> JPUS <-> FR
80/59564821/129
host3-plb.loria.fr[FR]
FR <-> US 85/6456
IP 网络
FRUS
ZJU
HK
JP FRUS
ZJU
HK
JP+ +
NDN 网络NDN Interest 聚合特性
实验结论
• 可在可在 PlanetLabPlanetLab 顺利部署顺利部署
• 可有效验证可有效验证 NDNNDN 的特性的特性
• 大规模大规模 NDNNDN 实验网络快速构建实验网络快速构建
答辩提纲
• 选题意义和背景• 主要研究工作
– HTTP-NDN 网关需求分析– HTTP-NDN 网关设计– 一种 HTTP-NDN 网关应用场景
• 总结及未来研究展望• Q&A
答辩提纲
• 选题意义和背景• 主要研究工作
– HTTP-NDN 网关需求分析– HTTP-NDN 网关设计– 一种 HTTP-NDN 网关应用场景
• 总结及未来研究展望• Q&A
总结
• HTTPHTTP和和 NDNNDN 协议分析协议分析
• HTTP-NDNHTTP-NDN 网关网关
• 利用网关和利用网关和 PlanetLabPlanetLab 验证验证 NDNNDN 特性特性
进一步研究方向
• NDNNDN 协议扩展协议扩展
• NDNNDN 路由集中式自动配置或动态路由算法路由集中式自动配置或动态路由算法
谢谢!
Q&A
HTTP-NDN 网关需求分析
HTTP-NDN 网关
协议适配
内容服务
内容缓存
协议识别和解析
网关监控和运行管理
安全管理
协议转换
HTTP服务器
访问
NDN内容列
表
NDN内容访
问
磁盘持久缓存 路由器内
存缓存
网关状态信息查询网关
注册
网关运行管理
用户认证
HTTP-NDN 网关需求分析
HTTP-NDN 网关
协议适配
内容服务
内容缓存
协议识别和解析
网关监控和运行管理
安全管理
协议转换
HTTP服务器
访问
NDN内容列
表
NDN内容访
问
磁盘持久缓存 路由器内
存缓存
网关状态信息查询网关
注册
网关运行管理
用户认证
NDN 节点各相关接口流量数据
IP 网络
FRUS
ZJU
HK
JP
FRUS
ZJU
HK
JP
+
+
NDN 网络