האם ארכיטקטורת האינטרנט עומדת לפני שינוי מהותי?
מאת:
צבי שחם, 18.6.13, 19:00
ארכיטקטורת האינטרנט הנוכחית החלה את דרכה בשנות ה-70, במטרה לאפשר להרבה משתמשים הנמצאים במקומות גיאוגרפיים מרוחקים להשתמש ולקבל מידע ממעט מחשבים גדולים. לכן, ארכיטקטורת הרשת תוכננה להיות מוכוונת-מכונה
(host-based), כך שכל טרנזקציה מחייבת יצירת גישה לכתובת
IP מסוימת, שבה נמצאת המכונה (השרת) וקבלת המידע המבוקש. רוב התנועה באינטרנט כיום היא לצורך העברת תכנים, כגון: דפי
web, וקבצי וידיאו ומוסיקה. למשתמשים חשוב יותר
תוכן המידע (what) ולא מעניין אותם
היכן הוא נמצא
(where). כלומר, קיים פער בין צורת השימוש והביקושים באינטרנט לבין השירותים המוצעים ע"י הארכיטקטורה הקיימת. הדבר מתבטא גם בבעיות כגון: ביצועים (למשל מהירות הורדת קבצים), זמני תגובה ובעיות אבטחה וניידות.
בשנים האחרונות עלו מספר הצעות לשיפור ארכיטקטורת האינטרנט, כך שתתאים יותר לתקופתנו. הרעיון הוא, שהרשת צריכה לאפשר למשתמש להתרכז בתוכן הנתונים ,(data) שהוא זקוק להם, ולא במיקום הספציפי (כתובת ה-IP) בו הם נמצאים.
הכינוי, שניתן לארכיטקטורה זו, הוא "רשת מוכוונת-תוכן"
(Content-Centric Networking, CCN). שמות נוספים, שהתפרסמו לאותו רעיון הם:
Named-Data Networking,
Content-Based Networking, או
Data-Oriented Networking.
לטענת החוקרים, יש בארכיטקטורה החדשה מספר יתרונות כמו: אגירת מידע
(content caching) בצמתי הרשת כדי להקטין את זמני התגובה, קינפוג פשוט יותר של אלמנטים ברשת ואבטחה מובנית בתוך המידע עצמו. אולם מאידך, השינוי הנ"ל צפוי ליצור בעיות ביישומי מולטימדיה בזמן-אמת, ובעיות תאימות שונות. ברור גם, שבניית נתבי-תוכן
(content routers) התומכים ברשתות כאלה במהירויות גבוהות היא משימה, שטרם נפתרה ותדרוש עוד עבודות מחקר נוספות.
התעבורה באינטרנט מתבצעת כיום ע"י זרמים של מנות
(packets) העוברים דרך שרשרת של אלמנטים (נתבים) המקשרים בין שתי נקודות קצה. ארכיטקטורה זאת יעילה לתקשורת (דואר אלקטרוני,
VOIP) אבל לא להפצת מידע ברשת. חלק גדול מאד של המידע נוצר פעם אחת ומועבר אחר-כך למשתמשים הרבה פעמים. לכן, נשמע הגיוני להפיץ עותקים תוך כדי פעולה לתוך צמתי הרשת ולשמור אותם שם לצורך הפניה הבאה של משתמש אחר. רשת
CCN תשתמש באחסון
(cache) בכל אחת מרמות הרשת, כדי להקטין משמעותית את התנועה המועברת וכן לשפר את מהירות התגובה. המידע יישמר בצמתי הרשת בצורת מנות, ולא כ-
file סגור, כדי לאפשר תאימות עם חלקים ברשת הפועלים בשיטה ה"קודמת" (הנוכחית). נתונים המבוקשים ע"י משתמש מסוים יוזרמו במורד הרשת דרך שרתי התוכן. אולם, בפעם נוספת שהם יידרשו, הם יועברו במהירות ובמסלול קצר משמעותית, במידה והם עדיין אגורים בזיכרון ה-
cache ברמה מסוימת ברשת. ראה האיור הבא:
איור 1: השוואת IP forwarding ל- CCN forwarding
אחד הנושאים החשובים ברשת
CCN הוא הגדרה מדויקת של שם
(name) הקובץ והתאמתו המיטבית לתוכן. ברור, שעל השם לכלול מספר מהדורה
(version) כדי לשמור על עדכונו התמידי. השם צריך לכלול גם אמצעי אבטחה (כגון
hash) כך, שרק גורם מוסמך יוכל לשלוף אותו מהרשת, וכן נתונים של שיטת הקידוד בה השתמש היוצר (למשל קידוד וידיאו). אם התוכן עצמו חתום קריפטולוגית, ציוד הקצה המוסמך להורידו יכול לאמת את הנתונים, ולדווח לשרתי התוכן במידה ונמצא לא תקין.
את המחקר בנושא
CCN מוביל כיום מכון
PARC (Palo Alto Research Center).
כזכור, במכון זה פותח בזמנו פרוטוקול האתרנט, שהוא היום דומיננטי בתקשורת.
האם הם יצליחו גם הפעם, וישנו את פניו של האינטרנט?
ימים יגידו.
צבי שחם,
M.Sc.
מרצה ויועץ, מחבר הספר:
תקשורת בעידן ה-IP
zvi.shacham@gmail.com
www.zvish.com
.jpg)
