Transcript PowerPoint プレゼンテーション

ヘテロジニアスネットワークサポート：
ETL(Extended Transport Layer)
の設計と実装
慶應義塾大学
政策・メディア研究科
大越 匡
([email protected])
概要

ヘテロジニアス・ネットワークでの
プロトコル透過的な通信を実現


多様な機器が、多様なネットワークでつながる
環境
物理層～トランスポート層プロトコルに透過的
なアプリケーション間の通信を実現する
SSLab Project
App
App
VNA
App
WN
SensorNet
Middleware Architectures
C.ミドルウェアとアプリケーションサポート
透過的通信機構
ヘテロジニアス
ネットワーク
B.ネットワーク環境サポート
A.物理環境サポート SSLab実験装置
Sensor
Sensor
背景: 情報家電時代のネットワーク

PC Era → Post PC Era


携帯端末、家電機器、センサなど多様な機器の情報
化。および新しい情報機器の登場
Networked Appliances

ネットワーク接続機能をそなえたもの
Cellular Phone
with Internet
Connectivity
© NTT DoCoMo
Microwave
with Network
Connectivity
Digital Video
Camera
With A/V
Network
Connection
© Sony
© Sharp
1.背景: 情報家電時代のネットワーク

特徴



機器の多様性
ネットワークの多様性
動的な接続
IEEE1394
(A/V Devices)
Ethernet
(LAN)
USB
(PC Devices)
Piconet
(Embedded Wireless)
WaveLAN
(Wireless LAN)
IrDA
(Infrared)
Example Host
with Multiple Network Interfaces
IEEE1394
IrDA
(A/V Devices)
(Infrared)
Ethernet
(LAN)
© Sony
USB
(PC Devices)
Sensor Network
(e.g. RS-232C)
LAN (e.g. Ethernet)
22 ℃
Bluetooth
36 ℃
IrDA
Embedded Wireless Network (e.g. Piconet)
IEEE1394
Digital A/V Network (e.g. IEEE1394)
USB, IrDA,
IEEE1394, Ethernet
Mobile Hosts
and Equipments
2.研究課題：

移動透過的な通信の実現



多様なプロトコルに透過的な通信の実現



Mobile Communication Support
MobileSocket … 既存の研究
Heterogeneous Communication Support
ALN? ETL? Or ?…現在取り組んでいる点
動的なネットワーク構成の実現


Ad-hoc Network Support
Routing Protocol → MANET
3. Approach
Network階層モデルのどこで実現するか？
 共通のNetwork Layer
 Transport Layer上部
L5 Application Layer
Proxies, GIOP
L4
Transport Layer
ETL
IP-Masquerade
L3
Network Layer
NAT, IP over
L2
Datalink Layer
L1
Physical Layer
x
Layers
Layer 7
Layer 6
ISO OSI Reference Model
The Internet (TCP/IP) Model
Application
Layer
Application
Layer
Application
Presentation
Layer
Session
Layer
Layer 5
Enhanced Transport Layer (ETL)
Transport
Network
Datalink
Physical
TCP/UDP/IP
IEEE1394
Ethernet
IEEE802.3
Wireless Etc…
IEEE802.11
IrDA
アプローチの特徴

多様なL1-4プロトコルへの適応性
L1-4プロトコルには変更を加えない
→多様なネットワーク


既存のL1-4プロトコルを使うことによる
実装の軽量化
→多様なホスト

移植性
4. ETLの設計
Communication between Applications
Host(2)
Host(3)
Host(1)
Host(4)
Application
ALN-HCL
L5
L4
L3
L2
IrTTP
IrTTP
TCP/UDP
TCP/UDP
1394 Trans
1394 Trans
IrLMP
IrLMP
IP
IP
1394
1394
IrLAP
IrLAP
Datalink
Datalink
L1
Palm
IrDA
Host Addressing
Ethernet
Ethernet
Communication Endpoint Identifier
TCP/IP
IEEE1394
Routing/Connection
Redirecting
Interface for Applications
ETLの設計(2)

Host Addressing




Communication Endpoint ID





ALN-HostAddress for each host
Allocated by hand
Ex. “VAIO-Server-Dad”
(ALN-HostAddress, ALN-PortName)
Port guarantees uniqueness inside a host
Ex. (“VAIO-Server-Dad”, “VODServer”)
Routing
Interface to Applications
ETLの設計(2)

Routing


Reactive routing protocols for Ad-hoc Network
Interface to Applications


Virtual Circuit
Datagram
Practical Communication
Virtual Circuit Transport
Host-1
Host2
Host-3
A
A1
ETL
TCP/IP
TCP/IP
TCP/IP
TCP/IP
IP(1)
IP(2)
IP(3)
Dest.
Gtw,
Dest.
Gtw,
H5
H2
IP(4)
IP(2)
H1
H5
H3
IP(1)
IP(4)
IP(4)
A5
4
3
ETL
Host-5
A
A
2
ETL
Host-4
ELT!
ETL
1394
IrDA
IrDA
IP(4) FW-1
FW-2
IR(1)
IR(2)
Dest.
Gtw,
Dest.
Gtw,
Dest.
H2 IP(3)
H1 IP(3)
H5 FW-2
H4 FW-2
H3
H1
H5
FW-1
FW-1
IR(2)
H4
H1
1394
Gtw,
IR(1)
IR(1)
Route Discovery (1)
Route Request
Host-1
Host2
A
A1
Host-4
ETL
ETL
TCP/IP
TCP/IP
TCP/IP
TCP/IP
IP(1)
IP(2)
IP(3)
IP(4) FW-1
Route to H5?
Gtw,
Dest.
H1
Route to H5?
Gtw,
IP(1)
A5
4
3
ETL
Host-5
A
A
2
ETL
Dest.
Host-3
Dest.
1394
ETL
1394
IrDA
IrDA
FW-2
IR(1)
IR(2)
Route to H5?
Route to H5?
Gtw,
Dest.
Gtw,
Dest.
H2 IP(3)
H1 IP(3)
H3
H1
FW-1
FW-1
H4
H1
Gtw,
IR(1)
IR(1)
Route Discovery (2)
Route Reply
Host-1
Host2
Host-3
A
A1
ETL
ETL
TCP/IP
TCP/IP
TCP/IP
TCP/IP
IP(1)
IP(2)
IP(3)
IP(4) FW-1
IP(4) has R-to-5
Dest.
Gtw,
Dest.
H5
H2
IP(4)
IP(2)
H1
H5
H3
I have R-to-5
Gtw,
IP(1)
IP(4)
IP(4)
A5
4
3
ETL
Host-5
A
A
2
ETL
Host-4
Dest.
1394
ETL
1394
IrDA
IrDA
FW-2
IR(1)
IR(2)
I have R-to-5
I have R-to-5
Gtw,
Dest.
Gtw,
Dest.
H2 IP(3)
H1 IP(3)
H5 FW-2
H4 FW-2
H3
H1
H5
FW-1
FW-1
IR(2)
H4
H1
Gtw,
IR(1)
IR(1)
5.実装

ALN-HCL




Platform: Linux-2.2.16, FreeBSD4.0R
Language: C, Java
Network: TCP/IP, IrDA
Server & Library
+ SOCKS-compatible proxy server
Software概要 (1)
C App
C App
ETL
Server
C Lib.
Layer1-4 Network Interface Library
TCP/IP, IrDA, etc…
FreeBSD/Linux
Java
App
Java
App
Java Lib.
Native (c)
Application
Server
Application
ALN-Port Manager
Route
Manager
Port Table
Routing Table
Main Thread
Client
Application
libHCL
ServerSocket
Route
Exchanger th.
Connection Redirector
Parent th.
Networks
Connection
Redirector
Child th.
Connection
Redirectors
Client Socket
Internal Server th.
Connection
Server th.s
Internal Server Child th.s
ALN Transport Interface
User Level
ALN-HCL-Server
L1-4 (unix_ip)
L1-4 (linux_irda)
L1-4 (unix_serial)
Multiplexer
L1-4 (internal_unix)
Socket(AF_INET)
Socket(AF_IRDA)
Device File
Socket(AF_UNIX)
TCP/IP
IrTTP/LMP/LAP
Com Port
IPC
Ethernet
IrPHY
Serial
Kernel
L1-4 Interfaces (Library)
Software概要 (2)
DNS Server
ETL
Server
SOCKS Proxy
C Lib.
Layer1-4 Network Interface Library
TCP/IP, IrDA, etc…
FreeBSD/Linux
Java
App
C App
現状

Cアプリケーション用
Cサーバ + Cライブラリセット



Linux2.2… TCP/IP, IrDA, + (RS-232c)
FreeBSD3.x… TCP/IP,
+(IrDA, RS-232c)
Javaアプリケーションサポート


Cライブラリ上にJavaライブラリを乗せるプランが頓挫
(green_thread JavaVM問題)
対策


Javaによるライブラリを実装
(SOCKS Proxy + DNS)サーバを実装
実装状況
Platform
 FreeBSD
(PC, DUONUS)
 Linux(PC)
 TINI
 Palm
 I-mode Java
C-Apps
動作
Java-Apps
JavaLib or Proxy
動作
JavaLib or Proxy
JavaServ + JavaLib
JavaServ + JavaLib
専用JavaLib
予測不能
なし
今後

実装

ホストにシリアル接続された機器への通信路


～(Network)～ [UONUS + ETL] ～(RS-232C)～ [センサ]
研究



測定
モデル整理、論文執筆
SSLabにおけるネットワークプレーンの実現


機器間が複数の異種のネットワークで接続されている場合の
適応的通信
最大公約数 v.s. 局所的連合問題