Information-Centric Networking for mobile military networks
Abstract
Summary
Modern warfare requires an information infrastructure that facilitates extensive information
sharing. It is challenging to build networks that can support this in an efficient manner,
particularly for mobile forces.
Information-Centric Networking (ICN) is the name of a group of new network architectures that
might form the basis for the future Internet. ICN introduces a completely new way of accessing
information in a network by addressing the name of the information instead of the IP address of
the server that produces or stores the information. This allows for a better integration of the
information infrastructure with the communication infrastructure and can potentially leverage
faster and more efficient information sharing. ICN also has some characteristics that can
potentially be beneficial for the performance of future mobile military networks. Some of ICN’s
interesting characteristics are its ability to efficiently support communication both to a group of
receivers and between the source and a single receiver within the same architecture as well as
ICN’s ability to handle moving nodes and highly unstable network connections.
Given these interesting characteristics, this report explores this emerging and disruptive
technology to assess if the technology should be considered for the Norwegian Armed Forces’
future mobile military networks. Our method has been a combination of literature review and
experimentation with demonstrators that implement a popular ICN architecture called Named
Data Networking (NDN). We have reviewed the literature that studies NDN for mobile military
networks and a selection of other relevant studies. As part of the process of building a
demonstrator we have implemented an extension to the existing open source code. Our
extension supports the search for information in mobile military networks. The extension can be
used as a stepping stone for further optimizations of such networks.
We have studied how NDN can potentially improve the efficiency and stability of mobile military
networks, and we list a range of potential advantages as well as known challenges with the use
of NDN in mobile military networks. We have studied in more detail methods used to find
information in the network since this is important for the tradeoff between efficiency and
robustness in mobile military network. It is also important for NDN’s ability to support the
information infrastructure. Finally we have studied how well NDN can support the information
infrastructure and have compared NDN with two relevant Service Oriented Architecture (SOA)
approaches.
We conclude that NDN is worth studying closer, but that the maturity is low. The studies have
strengthened our view that this architecture has interesting characteristics for use in mobile
military networks. We also acknowledge that there are unresolved challenges associated with
the NDN architecture that must be solved before this architecture can be considered for
deployment in the military networks. Examples are; design of a scalable namespace,
confidentiality protection of the search for information as well as efficient and robust search for
information in mobile military networks. We recommend further studies of this architecture as it
matures, to see if the challenges can be solved in a sound manner. Samandrag
I dagens militære operasjonar er det nødvendig med ein informasjonsinfrastruktur som gjer det
enkelt å dela store mengder informasjon. Det er vanskeleg å byggja slike nettverk, spesielt for
mobile styrkar.
Information-Centric Networking (ICN) er fellesnamnet på fleire forslag til nye
nettverksarkitekturar som kanskje kjem til å verta ein del av teknologien for internett i framtida.
ICN introduserer ein ny måte å finna informasjon i eit nettverk på ved å bruka namn som
identifikator på informasjonen i staden for IP-adressa til sørvaren som produserer eller lagrar
informasjonen. Dette kan gje betre samhandling mellom informasjonsinfrastrukturen og
kommunikasjonsinfrastrukturen og setja nettverket i stand til å tilby kjappare og meir effektiv
deling av informasjon. ICN har også nokre eigenskapar som kan vera fordelaktige for framtidige
militære mobile nettverk. Støtte for kommunikasjon både til ei gruppe med mottakarar og til ein
enkelt mottakar innanfor same arkitektur, og dessutan støtte for mobile plattformar og ustabile
radiolinkar, er eksempel på fordelaktige eigenskapar.
I denne rapporten studerer me denne nybrotteknologien for å kunne vurdera om teknologien
bør koma i betraktning for ny arkitektur for mobile militære nettverk til det norske Forsvaret i
framtida. Metoden me har brukt i arbeidet er ein kombinasjon av litteraturstudiar og
eksperimentering med demonstrator. Me valde å byggja demonstratorane ved hjelp av Named
Data Networking (NDN), som er ein populær ICN-arkitektur. Som ein del av arbeidet med å laga
ein demonstrator har me utvikla eit tillegg til den opne NDN-kjeldekoden. Tillegget vårt gjev
betre støtte for søk etter informasjon i mobile militære nettverk. Dette tillegget kan brukast som
eit utgangspunkt for ytterlegare optimalisering av NDN-arkitekturen for slike nettverk.
Me har studert korleis NDN kan betra effektiviteten og stabiliteten til mobile miltære nettverk, og
me viser både potensielle fordelar ved bruk av slike arkitekturar i tillegg til kjente utfordringar.
Me studerer spesielt metodar for å søkja etter informasjon i mobile miltære nettverk sidan denne
funksjonen er viktig for å kunne styra effektiviteten til nettverket (effektiv ressursbruk) opp mot
nødvendig motstand mot pakketap. Søkjemetoden er også viktig for at NDN skal kunne gje god
støtte til informasjonsinfrastrukturen. Me har også gjort ein kvantitativ studie av NDN mot to
relevante løysingar for tenesteorientert arkitektur for å vurdere kor effektiv NDN si støtte til
informasjonsinfrastrukturen er.
Me konkluderer med at NDN er interessant og bør studerast vidare, men at arkitekturen ikkje er
moden. Studiane me har gjort, styrkjer trua vår på at denne arkitekturen har eigenskapar som
kan vera nyttig i mobile miltære nettverk. Samtidig er det viktig å understreka at arkitekturen har
utfordringar som må løysast før den kan brukast i operative nettverk. For eksempel må ein
skalerbar namnestruktur på plass. Det er også nødvendig å støtte konfidensielt søk etter
informasjon og dessutan effektive løysingar for søk etter informasjon i mobile militære nettverk.
Me anbefaler å fortsetja å forska på denne arkitekturen for å finna løysingar på dei viktige
utfordringane.
Collections
Related items
Showing items related by title, author, creator and subject.
-
Eksponering for skyterøyk i pansrede kjøretøy
Author::Johnsen, Ida Vaa; Author::Johnsen, Arnt; Author::Karsrud, Tove Engen (2017-11-30)Under skyteøvelser med panserkjøretøy blir personell utsatt for skyterøyk. For å avdekke hvilke konsentrasjoner det gjelder, ble det bestemt at det skulle utføres målinger. I samarbeid med Forsvaret valgte Forsvarets ... -
Overvåking av sauer på Leksdal skyte- og øvingsfelt
Author::Johnsen, Ida Vaa; Author::Mariussen, Espen (2017-12-06)Forsvarets skyte- og øvingsfelt (SØF) inneholder metallforurensinger som bly (Pb) og kobber (Cu) fra ammunisjonsrester. Norske SØF er sjelden inngjerdet og kan derfor være en del av utmarksbeitet for dyr fra nærliggende ... -
Videreutvikling av forsvarssektorens innovasjonsmodell – trekantmodellen versjon 2.0
Author::Bjørk, Hanne Marit; Author::Iversen, Sigurd; Author::Skøelv, Åge; Author::Sendstad Ole Jakob (2018-10-16)Norsk forsvarsindustri har opplevd en betydelig utvikling i etterkrigstiden, noe som har gitt Norge en posisjon som nisjebasert leverandør av svært konkurransedyktige høyteknologiske produkter til et proteksjonistisk ...