O documento apresenta a Recursive InterNetwork Architecture (RINA), uma proposta de arquitetura de rede "clean-slate" baseada no conceito de comunicação entre processos através de IPC. A RINA define camadas funcionais separando mecanismos e diretrizes, com endereçamento e nomeação repensados. Ela é implementada através de Distributed IPC Facility (DIF) que fornece serviços de IPC em um determinado escopo.

1. RINA
Recursive InterNetwork Architecture
Marco Casaroli
INATEL – Instituto Nacional de Telecomunicações
Santa Rita do Sapucaí, 29 de maio de 2014
1º seminário de internet do futuro

2. Programa
• Conceitos iniciais
• Visão da Internet
• Problemas da Internet
• Requisitos da Internet
• Arquitetura RINA
• Implementação RINA
• Conclusão
• Teoria de redes

3. Caixa Preta [Norbert Weiner]

4. Camadas [Sistemas Operacionais]

5. Modelo OSI

6. Requisitos da Internet
• Sistemas Operacionais (IPC)
• Interligar terminais (telnet) (socket, fim-a-fim)
• Transferência de arquivos (ftp) (request/reply)
• Entidades confiáveis
• Redes (e rotas) estáticas
• Camadas funcionais (violações)
• Endereçamento de interfaces (IP)

7. Internet
Network
Transport
Data Link
Physical
Applications
Network
Transport
Data Link
Physical
Applications
Network
DL DL
PHY PHY
Web, email, ftp, …
www.cs.bu.edu
128.197.15.10
128.10.0.0 128.197.0.0

8. Internet
• Camadas com “funcionalidades diferentes”
• Princípio fim-a-fim (TCP)
• Mecanismos ineficientes (TCP)
• Violação de camadas (IP, NGN, bridge, overlay)
• Endereçamento quebrado (IPv4 -> IPv6)
• DNS = FAIL!
• Segurança: spoof, sniffing, poisoning, DoS, etc.
• “Demo não terminado”!

9. Requisitos atuais
• Vídeo, Voz, Dados (differentes QoS, QoE)
• Aplicações distribuídas (torrent, tor, etc)
• Virtualização (VLAN, VPN, VXLAN, Tunnel,
overlay)
• Privacidade, segurança
• Confiabilidade
• Flexibilidade
• Mobilidade, multihoming

10. Simples

11. Virtual LAN (VLAN)

12. Provider Backbone Bridge (PBB)

13. Multiprotocol Label Switching (MPLS)

14. Tunnel IPIP

15. Virtual Extensible LAN (VXLAN)

16. V$#^!X!LAN

17. RINA
• Clean-slate
• Rede é comunicação entre processos (IPC)
• As camadas são essenciais para limitar o escopo
das redes
• Separação entre mecanismos e diretrizes
• Nomeação, endereçamento repensado
• Alocação de recursos
• DIF: aplicação distribuída que prove serviços de
IPC sobre um determinado escopo

18. Internet
Network
Transport
Data Link
Physical
Applications
Network
Transport
Data Link
Physical
Applications
Network
DL DL
PHY PHY
Web, email, ftp, …
www.cs.bu.edu
128.197.15.10
128.10.0.0 128.197.0.0

19. Camadas
Network
Transport
Data Link
Physical
Applications
Network
Transport
Data Link
Physical
Applications
Network
DL DL
PHY PHY
TCP, UDP, …
IP
Web, email, ftp, …

20. RINA
Network
Transport
Data Link
Physical
Applications
Network
Transport
Data Link
Physical
Applications
Network
DL DL
PHY PHY
TCP, UDP, …
IP
Web, email, ftp, …

21. DIF – “Networking is IPC”
Network
Transport
Data Link
Physical
Applications
Network
Transport
Data Link
Physical
Applications
Network
DL DL
PHY PHY
TCP, UDP, …
IP
Web, email, ftp, …
IPC
IPC IPC

22. Funções (mecanismos)
IPC API
Data Transfer Data Transfer Control Layer Management
SDU Delimiting
Data Transfer
Relaying and
Multiplexing
SDU Protection
Transmission
Control
Retransmission
Control
Flow Control
RIB
Daemon
RIB CDAP
Parser/Generator
CACEP Enrollment
Flow Allocation
Resource
Allocation
Forwarding Table
Generator
Authentication
StateVectorStateVectorStateVector
Data TransferData Transfer
Transmission
Control
Transmission
Control
Retransmission
Control
Retransmission
Control
Flow Control
Flow Control
Increasing timescale (functions performed less often) and complexity

23. Modelo da arquitetura
DIF
System (Host)
IPC
Process
Shim IPC
Process
Mgmt
Agemt
System
(Router)
Shim IPC
Process
Shim IPC
Process
IPC
Process
Mgmt
Agemt
System
(Host)
IPC
Process
Shim IPC
Process
Mgmt
Agemt
Appl.
Process
Shim DIF
over TCP/UDP
Shim DIF
over Ethernet
Appl.
Process
IPC API
Data Transfer Data Transfer Control Layer Management
SDU Delimiting
Data Transfer
Relaying and
Multiplexing
SDU Protection
Transmission
Control
Retransmission
Control
Flow Control
RIB
Daemon
RIB CDAP
Parser/Generator
CACEP Enrollment
Flow Allocation
Resource Allocation
Forwarding Table
Generator
Authentication
StateVector
StateVector
StateVector
Data TransferData Transfer
Transmission
Control
Transmission
Control
Retransmission
Control
Retransmission
Control
Flow Control
Flow Control
IPC
Resource
Mgt.
Inter DIF
Directory
SDU
Protecti
on
Multipl
exing
IPC Mgt. Tasks
Other Mgt. Tasks
Application Specific Tasks
Increasing timescale (functions performed less often) and complexity

24. Link

25. Relay

26. Provedor

27. Escalabilidade

28. Escalabilidade

29. Escalabilidade

30. Roteamento, multihoming

31. Endereçamento
• Aplicação de destino é identificada pelo “nome”
• Nome da aplicação é mapeado para o nome do nó (endereço)
• Endereços e nomes de nós são privados a uma camada de IPC
– Aplicação recebe um identificador de porta dinamicamente
BA
I1
I2
Manda mensagem para “Bob”
IPC Layer
Para: B
“Bob”B
Bob
IPC Layer

32. Endereçamento
• Late binding de nome do nó para um endereço PoA.
• Endereço PoA é um “nome” na camada IPC de baixo
BA
I1 I2
Manda mensagem para “Bob”
BI2
Para: B
Bob
IPC Layer
IPC Layer
B, , são
processos IPC
na mesma
máquina
I1 I2

33. Mobilidade (grid 8x8)

34. RINA API
• Resource Information Base API
– createSub
– deleteSub
– readSub
– createPub
– deletePub
– writePub
• IPC Manager API
– allocateFlow
– deallocateFlow
– send
– receive

35. Protocolos
• EFCP: Error and Flow Control Protocol
• DTP: Data Transfer Protocol
• DTCP: Data Transfer Control Protocol
• Common Distributed Application Protocol
(CDAP)

36. Implementações
• ProtoRINA (BU)
• Alba (i2CAT, TSSG)
• TRIA Network Systems
• IRATI, PRISTINE

38. E agora?
• Teoria unificada de redes
• Sistema de gerenciamento autônomo
• RIB -> Banco de dados genérico?
• (mais) reutilização de mecanismos?
• Biblioteca de componentes para aplicações
• Há algo mais ainda sobre nomeação?
• Rede, informação, serviços

39. Livro
Patterns in Network Architecture:
A Return to Fundamentals.
John Day, 2008
Início de uma
“teoria unificada de redes”

40. Referências
• http://csr.bu.edu/rina/
• http://rina.tssg.org/
• http://irati.eu/
• http://ict-pristine.eu/
• http://pouzinsociety.org/

41. Obrigado!
Marco Aurélio Favoreto Casaroli
marco.casaroli@gmail.com
Skype: mcasaroli
INATEL, sala II-19