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RFC 9236 - Architectural Considerations of Information-Centric Networking (ICN) Using a Name Resolution Service

  • Status: Informational
  • Veröffentlicht: April 2022
  • Stream: IRTF
  • Errata: Keine Errata

Abstract​

This document describes architectural considerations and implications related to the use of a Name Resolution Service (NRS) in Information-Centric Networking (ICN). It explains how the ICN architecture can change when an NRS is utilized and how its use influences the ICN routing system. This document is a product of the Information-Centric Networking Research Group (ICNRG).

Dieses Dokument beschreibt architektonische Überlegungen und Auswirkungen im Zusammenhang mit der Verwendung eines Namensauflösungsdienstes (Name Resolution Service, NRS) im Information-Centric Networking (ICN). Es erklärt, wie sich die ICN-Architektur ändern kann, wenn ein NRS verwendet wird, und wie dessen Verwendung das ICN-Routing-System beeinflusst. Dieses Dokument ist ein Produkt der Information-Centric Networking Research Group (ICNRG).

Status of This Memo​

This document is not an Internet Standards Track specification; it is published for informational purposes.

Dieses Dokument ist keine Internet Standards Track-Spezifikation; es wird zu Informationszwecken veröffentlicht.

This document is a product of the Internet Research Task Force (IRTF). The IRTF publishes the results of Internet-related research and development activities. These results might not be suitable for deployment. This RFC represents the consensus of the Information-Centric Networking Research Group of the Internet Research Task Force (IRTF). Documents approved for publication by the IRSG are not candidates for any level of Internet Standard; see Section 2 of RFC 7841.

Dieses Dokument ist ein Produkt der Internet Research Task Force (IRTF). Die IRTF veröffentlicht die Ergebnisse internetbezogener Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten. Diese Ergebnisse sind möglicherweise nicht für den Einsatz geeignet. Dieser RFC repräsentiert den Konsens der Information-Centric Networking Research Group der Internet Research Task Force (IRTF). Dokumente, die von der IRSG zur Veröffentlichung genehmigt wurden, sind keine Kandidaten für irgendeine Stufe des Internetstandards; siehe Abschnitt 2 von RFC 7841.

Information about the current status of this document, any errata, and how to provide feedback on it may be obtained at https://www.rfc-editor.org/info/rfc9236.

Informationen zum aktuellen Status dieses Dokuments, zu etwaigen Errata und zur Abgabe von Feedback finden Sie unter https://www.rfc-editor.org/info/rfc9236.

Copyright (c) 2022 IETF Trust and the persons identified as the document authors. All rights reserved.

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This document is subject to BCP 78 and the IETF Trust's Legal Provisions Relating to IETF Documents (https://trustee.ietf.org/license-info) in effect on the date of publication of this document. Please review these documents carefully, as they describe your rights and restrictions with respect to this document.

Dieses Dokument unterliegt BCP 78 und den gesetzlichen Bestimmungen des IETF Trust in Bezug auf IETF-Dokumente (https://trustee.ietf.org/license-info), die zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieses Dokuments gelten. Bitte lesen Sie diese Dokumente sorgfältig durch, da sie Ihre Rechte und Einschränkungen in Bezug auf dieses Dokument beschreiben.

Table of Contents​

    1. Introduction
    1. Terminology
    1. Background
    1. Implications of an NRS in ICN
    1. ICN Architectural Considerations for NRS
    1. Conclusion
    1. IANA Considerations
    1. Security Considerations
    1. References
  • Acknowledgments
  • Authors' Addresses

1. Introduction​

Information-Centric Networking (ICN) is an approach to evolving the Internet infrastructure to provide direct access to Named Data Objects (NDOs) by names. In two common ICN architectures, Named Data Networking (NDN) [NDN] and Content-Centric Networking (CCNx) [CCNx], the name of an NDO is used directly to route a request to retrieve the data object. Such direct name-based routing has inherent challenges in enabling a globally scalable routing system, accommodating producer mobility, and supporting off-path caching. These specific issues are discussed in detail in Section 3. In order to address these challenges, a Name Resolution Service (NRS) has been utilized in the literature as well as the proposals of several ICN projects [Afanasyev] [Zhang2] [Ravindran] [SAIL] [MF] [Bayhan].

Information-Centric Networking (ICN) ist ein Ansatz zur Weiterentwicklung der Internet-Infrastruktur, um direkten Zugriff auf Named Data Objects (NDOs) über Namen zu ermöglichen. In zwei gängigen ICN-Architekturen, Named Data Networking (NDN) [NDN] und Content-Centric Networking (CCNx) [CCNx], wird der Name eines NDO direkt verwendet, um eine Anfrage zum Abrufen des Datenobjekts weiterzuleiten. Ein solches direktes namensbasiertes Routing birgt inhärente Herausforderungen bei der Ermöglichung eines global skalierbaren Routing-Systems, der Berücksichtigung der Erzeugermobilität und der Unterstützung von Off-Path-Caching. Diese spezifischen Probleme werden in Abschnitt 3 ausführlich erörtert. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, wurde in der Literatur sowie in den Vorschlägen mehrerer ICN-Projekte ein Namensauflösungsdienst (NRS) verwendet [Afanasyev] [Zhang2] [Ravindran] [SAIL] [MF] [Bayhan].

This document describes the potential changes in the ICN architecture caused by the introduction of an NRS and the corresponding implication to the ICN routing system. It also describes ICN architectural considerations for the integration of an NRS. The scope of this document includes considerations from the perspective of an ICN architecture and routing system when using an NRS in ICN. A description of the NRS itself is provided in the companion NRS design considerations document [RFC9138], which provides the NRS approaches, functions, and design considerations.

Dieses Dokument beschreibt die potenziellen Änderungen in der ICN-Architektur, die durch die Einführung eines NRS verursacht werden, und die entsprechenden Auswirkungen auf das ICN-Routing-System. Es beschreibt auch architektonische ICN-Überlegungen für die Integration eines NRS. Der Umfang dieses Dokuments umfasst Überlegungen aus der Perspektive einer ICN-Architektur und eines Routing-Systems bei der Verwendung eines NRS in ICN. Eine Beschreibung des NRS selbst findet sich im begleitenden Dokument zu NRS-Designüberlegungen [RFC9138], das die NRS-Ansätze, -Funktionen und -Designüberlegungen bereitstellt.

This document represents the consensus of the Information-Centric Networking Research Group (ICNRG). It has been reviewed extensively by the Research Group (RG) members who are actively involved in the research and development of the technology covered by this document. It is not an IETF product and is not a standard.

Dieses Dokument repräsentiert den Konsens der Information-Centric Networking Research Group (ICNRG). Es wurde von den Mitgliedern der Research Group (RG), die aktiv an der Forschung und Entwicklung der in diesem Dokument behandelten Technologie beteiligt sind, umfassend geprüft. Es ist kein IETF-Produkt und kein Standard.

2. Terminology​

Name Resolution Service (NRS): An NRS in ICN is defined as a service that provides the function of translating a content name or a data object name into some other information such as a routable prefix, a locator, an off-path-cache pointer, or an alias name that is more amenable than the input name to forwarding the object request toward the target destination storing the NDO [RFC9138]. An NRS is most likely implemented through the use of a distributed mapping database system. The Domain Name System (DNS) may be used as the NRS [NDN-DNS-Orchest].

Namensauflösungsdienst (NRS): Ein NRS in ICN ist definiert als ein Dienst, der die Funktion bereitstellt, einen Inhaltsnamen oder einen Datenobjektnamen in eine andere Information wie ein routbares Präfix, einen Locator, einen Off-Path-Cache-Zeiger oder einen Aliasnamen zu übersetzen, der besser geeignet ist als der Eingabename, um die Objektanforderung an das Ziel weiterzuleiten, das das NDO speichert [RFC9138]. Ein NRS wird höchstwahrscheinlich durch die Verwendung eines verteilten Mapping-Datenbanksystems implementiert. Das Domain Name System (DNS) kann als NRS verwendet werden [NDN-DNS-Orchest].

NRS System: An NRS system is an application-layer distributed system that maintains the mapping records. It consists of NRS servers and the protocol that is used for managing and retrieving the mapping records.

NRS-System: Ein NRS-System ist ein verteiltes System auf Anwendungsebene, das die Mapping-Datensätze verwaltet. Es besteht aus NRS-Servern und dem Protokoll, das zum Verwalten und Abrufen der Mapping-Datensätze verwendet wird.

NRS Server: An NRS server is a component of the NRS system that stores and maintains the mapping records. It also handles the name resolution requests from the NRS clients.

NRS-Server: Ein NRS-Server ist eine Komponente des NRS-Systems, die die Mapping-Datensätze speichert und verwaltet. Er bearbeitet auch die Namensauflösungsanfragen der NRS-Clients.

NRS Client: An NRS client is a component that sends name resolution requests to the NRS system. It can be an end host, a router, or an application.

NRS-Client: Ein NRS-Client ist eine Komponente, die Namensauflösungsanfragen an das NRS-System sendet. Es kann sich um einen Endhost, einen Router oder eine Anwendung handeln.

Name Mapping Record: A name mapping record is an entry in the NRS database that maps a content name to some other information (e.g., a locator, an alias name).

Namensmapping-Datensatz: Ein Namensmapping-Datensatz ist ein Eintrag in der NRS-Datenbank, der einen Inhaltsnamen einer anderen Information (z. B. einem Locator, einem Aliasnamen) zuordnet.

3. Background​

In ICN, content names are used for routing content requests. This name-based routing has several challenges:

In ICN werden Inhaltsnamen zum Weiterleiten von Inhaltsanforderungen verwendet. Dieses namensbasierte Routing birgt mehrere Herausforderungen:

  • Scalability: The number of content objects is much larger than the number of hosts. Maintaining a routing table for all content names is challenging.
  • Skalierbarkeit: Die Anzahl der Inhaltsobjekte ist viel größer als die Anzahl der Hosts. Die Verwaltung einer Routingtabelle für alle Inhaltsnamen ist eine Herausforderung.
  • Producer Mobility: When a content producer moves, the routing information needs to be updated, which can be slow and costly.
  • Erzeugermobilität: Wenn sich ein Inhaltserzeuger bewegt, müssen die Routing-Informationen aktualisiert werden, was langsam und kostspielig sein kann.
  • Off-Path Caching: ICN supports in-network caching. However, accessing cached content that is not on the direct path from the requester to the producer is difficult with pure name-based routing.
  • Off-Path-Caching: ICN unterstützt In-Network-Caching. Der Zugriff auf zwischengespeicherte Inhalte, die sich nicht auf dem direkten Pfad vom Anforderer zum Erzeuger befinden, ist jedoch mit reinem namensbasiertem Routing schwierig.

An NRS can address these challenges by decoupling the content name from its location.

Ein NRS kann diesen Herausforderungen begegnen, indem es den Inhaltsnamen von seinem Speicherort entkoppelt.

4. Implications of an NRS in ICN​

The introduction of an NRS in ICN has several implications:

Die Einführung eines NRS in ICN hat mehrere Auswirkungen:

  • Routing System: The routing system no longer needs to handle all content names. Instead, it can route based on locators or routable prefixes obtained from the NRS.
  • Routing-System: Das Routing-System muss nicht mehr alle Inhaltsnamen verarbeiten. Stattdessen kann es basierend auf Locators oder routbaren Präfixen routen, die vom NRS erhalten wurden.
  • Latency: Name resolution adds an extra step to the content retrieval process, which can increase latency. However, this can be mitigated by caching name resolution results.
  • Latenz: Die Namensauflösung fügt dem Inhaltsabrufprozess einen zusätzlichen Schritt hinzu, der die Latenz erhöhen kann. Dies kann jedoch durch Caching von Namensauflösungsergebnissen gemildert werden.
  • Security: The NRS becomes a critical component and a potential target for attacks. Secure mechanisms for name registration and resolution are required.
  • Sicherheit: Das NRS wird zu einer kritischen Komponente und einem potenziellen Ziel für Angriffe. Sichere Mechanismen für die Namensregistrierung und -auflösung sind erforderlich.

5. ICN Architectural Considerations for NRS​

5.1. Name Mapping Records Registration, Resolution, and Update​

The NRS must support mechanisms for registering, resolving, and updating name mapping records. These mechanisms should be secure and efficient.

Das NRS muss Mechanismen zum Registrieren, Auflösen und Aktualisieren von Namensmapping-Datensätzen unterstützen. Diese Mechanismen sollten sicher und effizient sein.

5.2. Protocols and Semantics​

The protocols used for interacting with the NRS must be well-defined. The semantics of the name mapping records must also be clear.

Die Protokolle, die für die Interaktion mit dem NRS verwendet werden, müssen gut definiert sein. Die Semantik der Namensmapping-Datensätze muss ebenfalls klar sein.

5.3. Routing System​

The interaction between the NRS and the ICN routing system must be carefully designed. The routing system should be able to utilize the information provided by the NRS to forward content requests efficiently.

Die Interaktion zwischen dem NRS und dem ICN-Routing-System muss sorgfältig konzipiert werden. Das Routing-System sollte in der Lage sein, die vom NRS bereitgestellten Informationen zu nutzen, um Inhaltsanforderungen effizient weiterzuleiten.

6. Conclusion​

The use of an NRS in ICN can address scalability, mobility, and off-path caching challenges. However, it also introduces new architectural considerations and implications. This document has discussed these considerations and provided guidelines for integrating an NRS into the ICN architecture.

Die Verwendung eines NRS in ICN kann Herausforderungen in Bezug auf Skalierbarkeit, Mobilität und Off-Path-Caching bewältigen. Es führt jedoch auch neue architektonische Überlegungen und Auswirkungen ein. Dieses Dokument hat diese Überlegungen erörtert und Richtlinien für die Integration eines NRS in die ICN-Architektur bereitgestellt.

7. IANA Considerations​

This document has no IANA actions.

Dieses Dokument enthält keine IANA-Aktionen.

8. Security Considerations​

The use of an NRS introduces new security challenges. The NRS must be protected against attacks such as cache poisoning, denial of service, and unauthorized modification of mapping records. Secure mechanisms for authentication and authorization are required.

Die Verwendung eines NRS bringt neue Sicherheitsherausforderungen mit sich. Das NRS muss vor Angriffen wie Cache-Poisoning, Denial-of-Service und unbefugter Änderung von Mapping-Datensätzen geschützt werden. Sichere Mechanismen für Authentifizierung und Autorisierung sind erforderlich.

9. References​

9.1. Normative References​

[RFC9138] Hong, J., You, T., Dong, L., and C. Westphal, "Design Considerations for Name Resolution Service in Information-Centric Networking (ICN)", RFC 9138, DOI 10.17487/RFC9138, December 2021, https://www.rfc-editor.org/info/rfc9138.

9.2. Informative References​

[NDN] Zhang, L., et al., "Named Data Networking", ACM SIGCOMM Computer Communication Review, Vol. 44, No. 3, pp. 66-73, July 2014.

[CCNx] Mosko, M., Solis, I., and C. Wood, "Content-Centric Networking (CCNx) Semantics", RFC 8569, DOI 10.17487/RFC8569, July 2019, https://www.rfc-editor.org/info/rfc8569.

[RFC7841] Halpern, J., Ed., Resnick, P., Ed., and O. Kolkman, Ed., "RFC Streams, Headers, and Boilerplates", RFC 7841, DOI 10.17487/RFC7841, May 2016, https://www.rfc-editor.org/info/rfc7841.

Acknowledgements​

The authors would like to thank...

Die Autoren möchten danken...

Authors' Addresses​

Jungha Hong ETRI Email: [email protected]

Tae-Wan You ETRI Email: [email protected]

Ved Kafle NICT Email: [email protected]

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