Estudo e análise das redes centradas em conteúdos

A Internet, conforme a conhecemos, foi projetada com base na pilha de protocolos TCP/IP, que foi desenvolvida nos anos 60 e 70 utilizando um paradigma centrado nos endereços individuais de cada máquina (denominado host-centric). Este paradigma foi extremamente bem-sucedido em interligar máquinas através de encaminhamento baseado no endereço IP. Estudos recentes demonstram que, parte significativa do tráfego atual da Internet centra-se na transferência de conteúdos, em vez das tradicionais aplicações de rede, conforme foi originalmente concebido. Surgiram então novos modelos de comunicação, entre eles, protocolos de rede ponto-a-ponto, onde cada máquina da rede pode efetuar distribuição de conteúdo (denominadas de redes peer-to-peer), para melhorar a distribuição e a troca de conteúdos na Internet. Por conseguinte, nos últimos anos o paradigma host-centric começou a ser posto em causa e apareceu uma nova abordagem de Redes Centradas na Informação (ICN - information-centric networking). Tendo em conta que a Internet, hoje em dia, basicamente é uma rede de transferência de conteúdos e informações, porque não centrar a sua evolução neste sentido, ao invés de comunicações host-to-host? O paradigma de Rede Centrada no Conteúdo (CCN - Content Centric Networking) simplifica a solução de determinados problemas de segurança relacionados com a arquitetura TCP/IP e é uma das principais propostas da nova abordagem de Redes Centradas na Informação. Um dos principais problemas do modelo TCP/IP é a proteção do conteúdo. Atualmente, para garantirmos a autenticidade e a integridade dos dados partilhados na rede, é necessário garantir a segurança do repositório e do caminho que os dados devem percorrer até ao seu destino final. No entanto, a contínua ineficácia perante os ataques de negação de serviço praticados na Internet, sugere a necessidade de que seja a própria infraestrutura da rede a fornecer mecanismos para os mitigar. Um dos principais pilares do paradigma de comunicação da CCN é focalizar-se no próprio conteúdo e não na sua localização física. Desde o seu aparecimento em 2009 e como consequência da evolução e adaptação a sua designação mudou atualmente para Redes de Conteúdos com Nome (NNC – Named Network Content). Nesta dissertação, efetuaremos um estudo de uma visão geral da arquitetura CCN, apresentando as suas principais características, quais os componentes que a compõem e como os seus mecanismos mitigam os tradicionais problemas de comunicação e de segurança. Serão efetuadas experiências com o CCNx, que é um protótipo composto por um conjunto de funcionalidades e ferramentas, que possibilitam a implementação deste paradigma. O objetivo é analisar criticamente algumas das propostas existentes, determinar oportunidades, desafios e perspectivas para investigação futura.

The Internet, as we know it, was designed based on the stack TCP/IP protocol, which was developed in the 60s and 70s using a paradigm centered on the individual addresses of each machine (called host-centric). This paradigm has been extremely successful in interconnect machines via routing based on IP address. Recent studies show that a significant proportion of the current Internet traffic focuses on the content transfer, instead of the traditional network applications, as originally conceived. Then came new communication models, among them point-to-point network protocols, where each machine on the network can perform content distribution (called peer-to-peer networks), to improve the distribution and exchange content in Internet. Therefore, in recent years the host-centric paradigm began to be challenged and there was a new approach in Information-Centric Networking (ICN). Considering that the Internet today, is basically a network of content transfer and information, why not focus its evolution in this sense, rather than communications host-to-host? The paradigm of the Content Centric Networking (CCN) simplifies the solution of certain security issues related to TCP/IP architecture and is one of the main proposals of the new approach in Information-Centric Networks. One of the main problems of the TCP/IP model is the protection of content. Currently, to guarantee the authenticity and integrity of data shared on the network, it is necessary to ensure the safety of the repository and the way that data must travel to their final destination. However, the continued ineffectiveness against the denial of service performed on the Internet, suggests the need to be their own network infrastructure to provide mechanisms to mitigate it. One of the main pillars of the CCN communication paradigm is to focus on the content itself and not on its physical location. Since its onset in 2009 and as a result of its evolution and adaptation, its name has now changed to Named Network Content (NNC). In this thesis, we make a study of an overview of the CCN architecture, featuring their main characteristics, which components comprise and how its mechanisms mitigate the traditional problems of communication and security. Experiments will be performed with the CCNx, that it is a prototype, composed of a set of features and tools, which enable the implementation of this paradigm. The aim is to critically analyze some of the existing proposals, determine opportunities, challenges and prospects for future research.