Wie Name-Data geroutet werden kann

Zentral für diesen Ablauf ist offensichtlich das Geschehen im NDN-Router, auch NDN Forwarding Daemon (NFD) genannt. Die wesentlichen Abläufe beim Empfang einer Datenanfrage (Interest) in einem NDN-Router sowie der Rückweg der Daten über diesen NDN-Router sind in der Bildergalerie dargestellt.

Beim Hinweg wird zunächst in einer lokalen Tabelle, dem Context Store (CS), geschaut, ob die gewünschten Daten vorhanden sind. Falls ja, kann der NDN-Router die Daten sofort und integritätsgesichert liefern. Wenn die Daten nicht lokal vorhanden sind, schaut der NDN-Router in der Pending Interest Table (PIT), ob er eine Anfrage nach diesen Daten bereits weitergeleitet hat. Wenn ja, merkt sich der NDN-Router nur die neuen Eingangs- und Ausgangs-Netzwerk-Schnittstellen. Auf diese Weise wird das Forwarding zustandsbehaftet.

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Ablauf im NDN-Router bei einer Daten-Anfrage (Bild: Wilhelm Nüßer)

Wenn der NDN-Router die Anfrage noch nicht weitergeleitet hat, wird ebenfalls ein Eintrag in der PIT erstellt, aber zudem die Anfrage an die eigentliche Forwarding-Logik weitergeleitet. Mittels der Forwarding Information Base (FIB) und einem Logik-Modul, der Forwarding Strategy, kann der NDN-Router nun entscheiden, ob und wie die Anfrage weitergeleitet wird. Dazu nutzt das Modul einen longest-prefix Match über die Namen der Daten, der dem bekannten Algorithmus von IP ähnelt. Eine gute Belegung der FIB muss dabei durch Routing-Protokolle sichergestellt werden, die ebenfalls den bekannten Protokollen der IP-Protokoll-Suite nahestehen. So macht etwa ein NDN-Router die Namens-Präfixe bekannt, die er bedient.

Beim Rückweg der Daten wird der Eintrag in der PIT genutzt, um die passenden Ausgangs-Schnittstellen zu finden. Die Daten werden entsprechend weitergeleitet und im CS gecacht. Die PIT wird ebenfalls aktualisiert. Wenn für eingehende Daten kein Eintrag in der PIT vorliegt, hat der Router diese Daten nicht angefragt, kann damit auch keine weitere Aktion durchführen und verwirft folglich die eingehenden Daten.

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Rückweg der Daten durch einen NDN-Router (Bild: Wilhelm Nüßer)

Bisherige Tests des Projekts zeigen, dass dieser Ansatz durchaus funktioniert und bislang skaliert. Einige Anwendungen sind bereits entwickelt und im Testbetrieb, so dass die grundsätzliche Machbarkeit erwiesen scheint.