Cấu trúc mở rộng của Internet

Một mạng ANTS bao gồm: các ứng dụng sử dụng mạng bằng cách gửi và nhậnnhững gói tin đặc biệt được gọi là các capsule qua một active node cục bộ (hay còngọi là một router có khả năng lập trình). Mỗi active node được kết nối với với cácnode lân cận với nó. Các ứng dụng có thể lựa chọn các loại capcule khác nhau tùythuộc vào phần mềm. Code sẽ được thực thi tại mỗi active node khi nó đi qua. Do đó,để tạo ra một dịch vụ mới thì nó chỉ cần xây dựng một tập các...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cấu trúc mở rộng của Internet3.1. Mô hình lập trình capsuleMột mạng ANTS bao gồm: các ứng dụng sử dụng mạng bằng cách gửi và nhậnnhững gói tin đặc biệt được gọi là các capsule qua một active node cục bộ (hay còngọi là một router có khả năng lập trình). Mỗi active node được kết nối với với cácnode lân cận với nó. Các ứng dụng có thể lựa chọn các loại capcule khác nhau tùythuộc vào phần mềm. Code sẽ được thực thi tại mỗi active node khi nó đi qua. Do đó,để tạo ra một dịch vụ mới thì nó chỉ cần xây dựng một tập các loại capsule mới vớicác code lập trình tương ứng. Vì vậy, mô hình này cho phép quá trình xử lý tùy biếndọc theo mạng, và cho phép các ứng dụng mới được triển khai chỉ bằng một bước màkhông cần yêu cầu việc triển khai thêm hay xây dựng thử nghiệm. Và các ứng dụngmới được lựa chọn một cách rõ ràng bằng cách lựa chọn loại capsule hơn là việc nângcấp router.3.2. Forward packet mở rộngMô hình lập trình capsule dễ hiểu và linh hoạt nhưng lại khó thực thi. Để có thể thựcthi ở hiệu suất cao cần được giới hạn theo 2 cách:• Việc forward một capsule được chia làm các phần như: truyền code và thực thi code.Việc phân chia việc thực thi những forwarding thành những phần trên cho phép mỗiphần được thực thi với các kỹ thuật phù hợp và cho phép code được cache ở nhữngactive node để tăng hiệu suất. Nhiều kỹ thuật có thể được sử dụng để truyền codephụ thuộc vào kích thước và tần suất của việc truyền• Mô hình capsule được sửa đổi để phù hợp với 1 mạng mà trong đó chỉ những nodexác định mới là active node. Ở những node bình thường thì các capsule sẽ đượcforward như những gói tin IP bình thường. ANTS xem những active node như nhữngnode đặc biệt được nhúng vào mạng.Hình 3. 1 Các trường trong gói capsule3.3. Các thành phần kiến trúcGồm một mô hình lập trình capsule, một giao thức demand pull code và hệ điều hànhcủa node3.4. Capsule programing moduleGồm 3 phần: định dạng của capsule; luật forward; và API của node3.4.1. Định dạng của capsuleMỗi capuslemang theo những trường sau: địa chỉ nguồn, đích; resource limit (tương tựnhư TTL của IPv4 và hopcount của IPv6); version( xác định version của ANTS);type(xác định loại forwarding routine tương ứng); previous address (được sử dụng đểtruyền code trong mạng); các trường header khác (phụ thuộc vào loại capsule được xácđịnh ở trường type); payload.• Trong những trường này thì trường type là quan trong nhất vì nó xác định forwardingroutine; code group và protocol mà capsule đó thuộc về. Mỗi bit đều được sử dụng đểxử lý capsule ở mỗi node. Yêu cầu là type phải là duy nhất dễ dàng kiểm tra và phânphối.• Code group và protocol được xác định bởi các cấu trúc phân cấp vì vậy cho phép nóđược sử dụng an toàn trong mạng mà trong đó các code không phải lúc nào cũng có.Định nghĩa các capsule type bằng cách sẽ cung cấp 2 đặc tính quan trọng:- Các type mới có thể được phân phối một cách nhanh chóng. Vì các dấu hiệu của nólà duy nhất và type phụ thuộc vào code tương ứng, do đó chỉ cần chọn một hàm dấuhiệu với một tầm lớn để làm cho khả năng đụng độ là nhỏ nhất. Với số hash 128 bitngẫu nhiên như MD5 thì đụng độ xảy ra khi có 264 dầu hiệu đồng thời. Do đó, cácdịch vụ mới có thể được hỗ trợ bằng sự đồng ý tương hỗ giữa những phần xác định.- Các type sẽ xác lập một secure binding giữa capsule và code tương ứng. Vì hash làmột chiều nên sẽ xóa được nguy cơ giả code vì mỗi node có thể nhanh chóng xác minh(mà không cần thêm những thông tin bên ngoàni) rằng một tập các code xác định sẽtương ứng với một capsule tương ứng.3.4.2. Active node APITrong thực tế, một loại routine có thể được xác định phụ thuộc vào active node APIsẵn có. Ví dụ: nếu không thể lưu và truy cập các trạng thái node thì các chương trìnhcapsule sẽ không thể giao tiếp với nhau. Ngoài ra việc thực thi code phụ thuộc vàoAPI. Ví dụ: các hàng xóm của một node xác định có thể được tìm thấy bằng cách điqua toànn bộ bảng định tuyến để hỏi những node kế cận hay hỏi trực tiếp node là phụthuộc vào hàm API nào được hỗ trợ. Ví dụ: Các hàm API cho capsule forwardingroutine:Bảng 3.1: Các phương thức của NodeKhi kết hợp với các khả năng được cung cấp bởi mô hình forward mở rộng; nhữngloại API này đủ để hỗ trợ các loại dịch vụ mới một cách hiệu quả:• Các đặc tính của mạng có thể được khám phá và những đường mới được tính toánbằng cách sử dụng các hàm truy nhập môi trường kết hợp với các header và việctruyền có kiểm soát.• Các dịch vụ định tuyến mới được cung cấp bằng cách sử dụng soft-store để duy trìnhững đường vừa được tính và forwarding sẽ đi theo những đường này.• Multicast có thề được cung cấp bằng cách tạo ra các capsule mới trong mạng vàchúng sẽ đi theo những đường được duy trì trong soft-store.3.4.3. Capsule forwarding:Quá trình forward phụ thuộc vào loại capsule trừ khi ở những node không phải activethì quá trình forward IP mặc định sẽ được sử dụng. Ở mỗi active node thì trường typesẽ được sử dụng để xác định loại forward tương ứng (được truyền riêng). Sau khi đãxác định thì routine tương ứng sẽ được thực thi để forward capsule. Việc này xảy rabằng một mô hình thực thi.• Trước hết, các forarding routine được cho phép chạy trong một thời gian ngắn (phụthuộc vào tốc độ truyền đích của capsule). Các active node sẽ ép buộc quá trình xử lýnày bằng cách kiểm soát capsule runtime. Nếu tốc độ vượt quá, thì node sẽ bỏforwarding và sẽ sử dụng quá trình forward mặc định.• Thứ 2, chỉ một lượng nhỏ các trạng thái được xác định một cách rõ ràng là đượcmang theo cùng với capsule.Các trạng thái khác phải được lưu ở node để xử lý sau,hay sẽ được phục hồi bởi active node runtime. ANTS cho phép các nhà phát triển dịchvụ định nghĩa những trường cho capsule để nó có thể được truy cập từ bên trongmạng. Những trường này được định nghĩa cùng với capsule forwarding routine.• Thứ 3, routine có thể được chạy mà không bị delay ở mỗi active node trong mạng.Các forwarding routine có thể thực hiện các lời g ...