G e o h y p e r b o l i c R o u t i n g a n d - - PowerPoint PPT Presentation

SLIDE 1

G e

• h

y p e r b

• l

i c R

• u

t i n g a n d A d d r e s s i n g S c h e me s

I v a n V

• i

t a l

• v

, R

• d

r i g

• A

l d e c

• a

, L a n Wa n g , D mi t r i K r i

• u

k

• v

N D N c

• mm, March 2017

SLIDE 2

R

• u

t i n g S c a l a b i l i t y — Wh y D

• We

C a r e ?

• B

e s t f

• r

w a r d i n g s t r a t e g y : z e r

• r
• u

t i n g

• v

e r h e a d a n d s m a l l e s t F I B s i z e .

• B

G P : l i n e a r g r

• w

t h

• f

F I B s , u n b

• u

n d e d r

• u

t i n g

• v

e r h e a d ( p e r s i s t e n t r

• u

t i n g

• s

c i l l a t i

• n

s ) .

• D

a t a

• c

e n t r i c p a r a d i g m s r e q u i r e i m m e n s e a d d r e s s i n g s p a c e s .

• N

e w a p p r

• a

c h t

• r
• u

t i n g i s n e e d e d f

• r

f u t u r e n e t w

• r

k s .

SLIDE 3

G r e e d y G e

• m

e t r i c R

• u

t i n g

F r

• m

B

• g

u n a e t a l . “ N a v i g a b i l i t y

• f

C

• m

p l e x N e t w

• r

k s ” ( 2 9 )

SLIDE 4

G r e e d y H y p e r b

• l

i c R

• u

t i n g

F r

• m

B

• g

u n a e t a l . “ S u s t a i n i n g t h e I n t e r n e t w i t h h y p e r b

• l

i c m a p p i n g ” ( 2 1 )

SLIDE 5

G r e e d y H y p e r b

• l

i c R

• u

t i n g

Ge

• d

e s i c l i n e s ( s h

• r

t e s t d i s t a n c e s ) i n h y p e r b

• l

i c s p a c e a r e c

• n

g r u e n t w i t h s h

• r

t e s t p a t h s i n n e t w

• r

k e mb e d d e d i n t h i s h y p e r b

• l

i c s p a c e

F r

• m

B

• g

u n a e t a l . “ S u s t a i n i n g t h e I n t e r n e t w i t h h y p e r b

• l

i c m a p p i n g ” ( 2 1 )

SLIDE 6

G r e e d y H y p e r b

• l

i c R

• u

t i n g

• I

t ’ s n

• t

e a s y t

• m

a k e s u c h a m a p : n e e d t

• k

n

• w

s u b s t a n t i a l p a r t

• f

n e t w

• r

k t

• p
• l
• g

y ; c

• r

d i n a t e c

• m

p u t a t i

• n

s a r e n

• t

s t r a i g h t f

• r

w a r d .

• S

u c h m a p p i n g i s n

• t

a w a r e

• f

t i m e d e l a y s t h a t a fg e c t u s e r e x p e r i e n c e .

SLIDE 7

Wh a t t

• d
• ?
• I

n c l u d e d e l a y i n f

• r

m a t i

• n

i n n e t w

• r

k d e s i g n : g e

• d

i s t a n c e i s r e l a t e d t

• r
• u

n d t r i p t i m e ( R T T ) .

• Ma

p n

• d

e s t

• t

h e u n d e r l y i n g s p a c e “

• n
• t

h e

• g
• ”

, a s t h e n e t w

• r

k g r

• w

s .

• N

e t w

• r

k s h

• u

l d e v

• l

v e i n a s p e c i fj c m a n n e r .

SLIDE 8

Wh a t t

• d
• ?
• G

e n e r a l n e t w

• r

k c

• n

s t r u c t i

• n

s c h e m e : a n

• d

e a r r i v e s i n t h e n e t w

• r

k a n d g e t s a n a d d r e s s — a s e t

• f

c

• r

d i n a t e s i n t h e u n d e r l y i n g s p a c e .

• A

n

• d

e c

• n

n e c t s t

• m

g e

• m

e t r i c a l l y c l

• s

e s t n e i g h b

• r

s , a s d e fj n e d b y t h e d i s t a n c e f u n c t i

• n
• f

t h e u n d e r l y i n g s p a c e .

• G

r e e d y r

• u

t i n g u s e s t h e s a m e d i s t a n c e f u n c t i

• n

t

• f
• r

w a r d p a c k e t s .

• T

h a t ’ s i t !

SLIDE 9

G e

• g

r a p h i c S c h e m e ( G E O )

• S

t a r t w i t h t h e s i m p l e s t m

• d

e l : u s e l a t i t u d e a n d l

• n

g i t u d e

• f

a n

• d

e t

• a

s s i g n a n a d d r e s s a n d c

• n

n e c t n e w n

• d

e s t

• m

g e

• g

r a p h i c a l l y c l

• s

e s t n e i g h b

• r

s .

• R

e s u l t i n g u n d e r l y i n g s p a c e — t w

• d

i m e n s i

• n

a l s p h e r e .

• L

e t ’ s c

• n

s i d e r a n e x a m p l e w i t h m = 1 .

SLIDE 10

G e

• g

r a p h i c S c h e m e ( G E O )

SLIDE 11

G e

• g

r a p h i c S c h e m e ( G E O )

SLIDE 12

G e

• g

r a p h i c S c h e m e ( G E O )

SLIDE 13

G e

• g

r a p h i c S c h e m e ( G E O )

• T

h i s s i m p l e s c h e m e d

• e

s n

• t

g u a r a n t e e r

• u

t i n g s c a l a b i l i t y : s u c c e s s r a t i

• d

e g r a d e s q u i c k l y w i t h n e t w

• r

k s i z e , d e m a n d i n g f

• r

a u x i l i a r y f

• r

w a r d i n g a l g

• r

i t h m s .

• T

h e r e s u l t i n g n e t w

• r

k s d

• n
• t

h a v e r

• b

u s t t

• p
• l
• g

y : t h e y r e s e m b l e r a n d

• m

g e

• m

e t r i c g r a p h s

• n

s p h e r e , i . e . g r a p h s w i t h n a r r

• w

d e g r e e d i s t r i b u t i

• n

.

SLIDE 14

G e

• h

y p e r b

• l

i c S c h e m e ( G H )

• Mo

d i fj c a t i

• n

t

• t

h e l a s t s c h e m e : a d d t h i r d , c e n t r a l i t y , c

• r

d i n a t e t

• a

n

• d

e ’ s a d d r e s s t h a t c a p t u r e s h

• w

“ c e n t r a l ” a n

• d

e i s i n t h e n e t w

• r

k , i . e . h

• w

l i k e l y n e w n

• d

e s a r e t

• e

s t a b l i s h t h e i r c

• n

n e c t i

• n

s w i t h t h i s n

• d

e .

• A

s s i g n n

• d

e ’ s r a d i a l c

• r

d i n a t e a s a ~ l

• g

( c e n t r a l i t y ) .

• I

f c e n t r a l i t y s c

• r

e s h a v e h e a v y

• t

a i l e d d i s t r i b u t i

• n

, t h i s a s s i g n m e n t

• f

c

• r

d i n a t e s n a t u r a l l y m a p s n

• d

e s t

• 3
• d

i m e n s i

• n

a l h y p e r b

• l

i c s p a c e .

• U

s e h y p e r b

• l

i c d i s t a n c e i n s t e a d

• f

g e

• g

r a p h i c d i s t a n c e t

• e

s t a b l i s h n e t w

• r

k l i n k s a n d p e r f

• r

m G G R .

SLIDE 15

G e

• h

y p e r b

• l

i c S c h e m e ( G H )

SLIDE 16

G e

• h

y p e r b

• l

i c S c h e m e ( G H )

• C

e n t r a l i t y s c

• r

e s c a n b e c h

• s

e n a c c

• r

d i n g t

• c

e r t a i n n e e d s .

• A

n y g e

• g

r a p h i c l

• c

a t i

• n

i s p r

• p

e r l y m a p p e d t

• 3
• d

i m e n s i

• n

a l h y p e r b

• l

i c s p a c e .

• R

e s u l t i n g n e t w

• r

k s a r e r

• b

u s t t

• r

a n d

• m

f a i l u r e s .

• S

u c c e s s r a t i

• f

G G R i s a l m

• s

t 1 f

• r

a n y n e t w

• r

k s i z e a n d u n d e r s e v e r e c

• n

n e c t i v i t y f a i l u r e s .

• H
• w

e v e r , s u b

• p

t i m a l d e l a y

• w

i s e p e r f

• r

m a n c e i s

• b

s e r v e d .

SLIDE 17

G e

• h

y p e r b

• l

i c S c h e m e ( G H )

• B

a d d e l a y p e r f

• r

m a n c e e x a m p l e : p a c k e t f

• r

w a r d i n g f r

• m

B e r l i n t

• N

e w Y

• r

k v i a “ s u p e r c e n t r a l ” n

• d

e i n S h a n g h a i .

SLIDE 18

R e g i

• n

a l i z e d G e

• h

y p e r b

• l

i c S c h e m e ( R G H )

• S

m a l l t w e a k

• f

a p r e v i

• u

s s c h e m e : p l a c e m u l t i p l e “ l

• c

a l h u b s ” w i t h i n l a r g e g e

• g

r a p h i c r e g i

• n

s t

• “

a t t r a c t ” g r e e d i l y f

• r

w a r d e d p a c k e t s f r

• m

p e r i p h e r a l l

• c

a l n

• d

e s .

• L
• c

a l h u b s h a v e t h e s a m e r a d i a l c

• r

d i n a t e s , i . e . , g r e e d i l y f

• r

w a r d e d p a c k e t s a r e a t t r a c t e d t

• g

e

• g

r a p h i c a l l y c l

• s

e s t l

• c

a l h u b s , w h i c h r e d u c e s l

• n

g

• d

e l a y p a t h s .

SLIDE 19

R e g i

• n

a l i z e d G e

• h

y p e r b

• l

i c S c h e m e ( R G H )

A d m i n i s t r a t i v e L e v e l 1 U n i t s ( e . g . , s t a t e s

• r

p r

• v

i n c e s ) a r e m e r g e d i n t

• l

a r g e r e g i

• n

s e q u i p p e d w i t h l

• c

a l h u b s .

SLIDE 20

V a l i d a t i

• n
• T

e s t e d G E O , G H a n d R G H s c h e m e s b

• t

h i n l a r g e s y n t h e t i c n e t w

• r

k s a n d N D N t e s t b e d s i m u l a t i

• n

s .

• N
• d

e s a p p e a r i n g i n c i t i e s , t

• w

n s , e t c .

• C

e n t r a l i t y s c

• r

e

• f

a n

• d

e i s s e t t

• p
• p

u l a t i

• n
• f

c

• r

r e s p

• n

d i n g p

• p

u l a t e d p l a c e : r ~ l

• g

( p

• p

u l a t i

• n

r a n k )

• R

a n d

• m

i z e d

• r

d e r

• f

n

• d

e s ’ a r r i v a l s i n R G H s c h e m e m i m i c s r e a l

• w
• r

l d s i t u a t i

• n

: c e n t r a l n

• d

e s a r e m

• r

e l i k e l y t

• a

p p e a r i n d e n s e l y p

• p

u l a t e d p l a c e s .

• T

e s t e d c

• n

n e c t i v i t y d i s r u p t i

• n

s : 2 %

• f

l i n k s w e r e r a n d

• m

l y r e m

• v

e d a n d g r e e d y r

• u

t i n g i s t e s t e d a g a i n .

SLIDE 21

V a l i d a t i

• n

SLIDE 22

D e l a y P e r f

• r

m a n c e Me t r i c s

U n d e r l a y d e l a y s t r e t c h ( U D S ) : g r e e d y p a t h d e l a y / d i r e c t ( u n d e r l a y ) d e l a y

• O

v e r l a y d e l a y s t r e t c h ( O D S ) : G r e e d y p a t h d e l a y / D i j k s t r a p a t h

• v

e r l a y d e l a y

SLIDE 23

V a l i d a t i

• n

SLIDE 24

V a l i d a t i

• n

SLIDE 25

V a l i d a t i

• n
• N

D N t e s t b e d : u s e d 2 9 f u n c t i

• n

a l n

• d

e s a n d l i n k s a c c

• r

d i n g t

• t

h r e e s c h e m e s .

• B

e s t S R p e r f

• r

m a n c e : G H a n d R G H .

• U

n d e r 2 % l i n k s d a m a g e S R i s s t i l l h i g h : . 9 8 a n d . 9 7 .

• Me

d i a n O D S : 1 i n a l l c a s e s .

• 9

5

• t

h p e r c e n t i l e O D S : 1 . 5 4 f

• r

R G H , 2 . 6 5 f

• r

G H ( r e g i

• n

a l i z a t i

• n

h e l p s ! )

SLIDE 26

C

• n

c l u s i

• n
• G

E O s c h e m e d

• e

s n

• t
• fg

e r s c a l a b l e s

• l

u t i

• n

.

• S

R i s a l m

• s

t i n d e p e n d e n t

• f

n e t w

• r

k s i z e f

• r

G H a n d R G H .

• S

R i s h i g h e v e n u n d e r s e v e r e c

• n

n e c t i v i t y f a i l u r e s .

• D

e l a y s t r e t c h i s b

• u

n d e d .

• O

n l y s m a l l f r a c t i

• n
• f

p a t h s s h

• u

l d b e

• p

t i m i z e d v i a a u x i l i a r y f

• r

w a r d i n g a l g

• r

i t h m s !

SLIDE 27

C

• n

c l u s i

• n
• P

r

• p
• s

e d n e t w

• r

k d e s i g n

• fg

e r s l i g h t

• w

e i g h t a n d s c a l a b l e r

• u

t i n g s

• l

u t i

• n

.

• O

n l y g e

• l
• c

a t i

• n
• f

n

• d

e s a r e u s e d : n

• v

i r t u a l c

• r

d i n a t e s n

• w

!

• F

l e x i b l e c e n t r a l i t y s c h e m e a l l

• w

s t

• i

m p l e m e n t s u c h n e t w

• r

k s i n d i fg e r e n t c i r c u m s t a n c e s .

• F

u t u r e w

• r

k : m

• b

i l e n

• d

e s ?

SLIDE 28

T h a n k y

• u

!