Content centric routing for the future generation internet

• Auteur / Autrice : Yorsa Barouni
• Direction : Serge Fdida, Prométhée Spathis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux d'ordinateurs

Protocoles de réseaux d'ordinateurs

Routage (informatique)

Résumé

Les réseaux centrés sur le contenu (CCN, Content Centric Networks) représentent actuellement un domaine très en vogue. Leur popularité est due à leur indépendance vis-à-vis des adresses physiques utilisés conventionnellement dans les réseaux classiques. En effet, dans les CCNs, les messages sont acheminés sur la base de leur contenu plutôt que sur les adresses des noeuds qui les échangent. Ce nouveau type de réseaux constitue donc une rupture totale avec les réseaux conventionnels dans le sens où ils permettent aux utilisateurs d'accéder à des contenus sur la base de l'intérêt qu'ils y portent. Les utilisateurs expriment leur intérêt à travers des requêtes qu'ils propagent dans le réseau, ces requêtes permettant ensuite de sélectionner les contenus les plus adéquats et de les leur retourner. Le routage des requêtes devient donc centré sur un seul parti de la communication qui est l'utilisateur ayant propagé la requête. Dans cette thèse, nous visons la conception et le déploiement de nouveaux protocoles de routage qui exploitent les propriétés du paradigme de routage centré sur le contenu. Dans ce but, nous proposons une première contribution qui permet une découverte efficace des contenus disponibles dans le réseau. Notre mécanisme, appelé CCR (Content Centric Routing), permet aux routeurs d'acheminer une requête cliente d'une façon distribuée jusqu'à atteindre les destinations qui possèdent les contenus les plus adéquats à cette requête. Chaque requête est relayée en fonction de l'intérêt qu'elle exprime. Cet intérêt est évalué grâce à trois métriques~: la popularité du contenu lui-même, la popularité du voisin qui va acheminer la requête pour des contenus similaires, et la distance sémantique entre la description du contenu et les mots clés contenus dans la requête. Les analyses de performance que nous avons effectuées montrent que, comparé à des mécanismes de routage traditionnels comme l'inondation ou le routage aléatoire, CCR permet d'atteindre un bon compromis entre le taux de messages de contrôle généré pour exécuter les différents algorithmes internes ainsi que la répartition de la charge entre les différents routeurs du réseau. Cependant, comme l'efficacité de CCR avec des algorithmes de dissémination classiques reste inférieure à celle de l'inondation, nous proposons de combiner CCR avec une nouvelle contribution dans le cadre de la dissémination appelée MAGNET. MAGNET est un algorithme qui a pour propriété de disséminer les contenus à travers le réseau de telle façon à regrouper les publications similaires dans les mêmes routeurs. Ainsi, l'algorithme de filtrage CCR peut aisément trouver les chemins vers les meilleurs contenus correspondant à une requête cliente en filtrant cette requête vers ces routeurs gérant des types de contenus similaires à ceux demandés par le client. L'évaluation des performances de MAGNET avec CCR montre que la combinaison des deux contributions permet de réaliser un taux d'efficacité supérieur à celui réalisé avec CCR dans la première partie tout en gardant un taux acceptable de messages de contrôle. Enfin, le troisième volet de cette thèse concerne l'implémentation et le test de notre architecture de routage centrée sur le contenu dans les réseaux autonomes. Le choix de ce type de réseaux est dû au fait que notre architecture de routage possède des propriétés auto organisées qui font d'elle une bonne candidate pour résoudre le problème de routage subsistant dans ce type de réseaux émergents. En effet, les réseaux autonomes ont besoin d'un routage qui puisse s'adapter à la mobilité et à la défaillance des noeuds en abstraction de leurs adresses physiques, et ce tout en garantissant une certaine confiance en ces nœuds. CCR, lui, permet de s'adapter à cette mobilité et aux défaillances du réseau en fournissant un routage centré sur le contenu plutôt que les adresses des hôtes sans pour autant ignorer la réputation des voisons (MRs) par lesquels une requête transite jusqu'à arriver au contenu final. Pour le but de prouver tout cela, nous avons utilisé l’api fourni par le projet européen ANA, dédié aux réseaux autonomes, pour implémenter notre architecture de routage basée sur CCR et Magnet. Ensuite, nous avons déployé les modules implémentés sur la plateforme de test ANA distribuée sur toute l'Europe et dédiée à l'émulation des réseaux autonomes. Grâce à des scénarios réalistes de test, nous avons pu vérifier l'efficacité de CCR dans la découverte et la distribution des contenus dans ce type de réseaux. Nous avons pu aussi vérifier l'auto adaptation et l'auto organisation de notre architecture de routage dans ce même contexte