A green analysis of the content centric networking architecture

Content-Centric Networking (CCN) is a recently proposed networking architecture that can potentially lead to reduced bandwidth usage and better scalability and security as compared to the current IP-based architecture. In this thesis,we conduct a green analysis of content-centric networking and IP-based networking for a video streaming scenario.We consider two types of energy consumption: the energy required to manufacture the network devices and the energyrequired for operation. We perform simulations of content centric networking over three different network topologies (i.e., general tree, Content Distribution Network (CDN) tree and partial mesh) to assess the traffic rate reductions achieved by CCN's insertion of caches at routers. We generated two different types of traffic demands (Zipf and Uniformly distributed) to perform our analysis. Although CCN network devices have a higher intrinsic energy consumption compared to the IP-based devices because of the presence of additional memory, by exploiting their caching capabilities it is possible to reduce the overall energy consumption of the network. Content caching at the routers present on lower levels of the network (near clients) results in reducing traffic on the links which are close to the server (content source). We exploit this feature of CCN-based network by using rate adaptation to achieve energy benefits. We consider both the incorporation of an on-line rate adaptation mechanism as well as a static network provisioning approach and observe that these approaches can lead to a substantial reduction in energy consumption for CCN. On the other hand, an IP-based network cannot benefit from rate adaptation due to the absence of the cache capable routers.CCN (Content Centric Networks) est une architecture réseau récemment proposée. Elle peut potentiellement réduire l'utilisation de bande passante et améliorer l'extensibilité et la sécurité du réseau par rapport à l'architecture IP existante. Dans cette thése, nous conduisons une analyse énergétique comparative des CCN et des réseaux IP dans le cas du streaming vidéo. Nous considérons deux types de consommation d'énergie: celle requise pour construire les éléments du réseau et celle requise pour le fonctionnement du réseau. Nous réalisons des simulations de CCN sur trois topologies réseaux différentes (réseau en arbre, réseau de distribution et maillage partiel) afin de vérifier la réduction du traffic obtenue avec l'introduction d'un cache aux niveau des routeurs. Nous générons deux types de demandes de traffic (Zipf et distribution uniforme) pour réaliser cette analyse. Bien que les éléments d'un réseau CCN aient une plus grande consommation d'énergie par rapport à leur équivalent des réseaux IP et qui sont dues à la présence de mémoire supplémentaire, l'exploitation de leur capacité de cache permet de réduire la consommation d'énergie totale du réseau. Contenu de mise en cache au niveau des routeurs présents sur les niveaux inférieurs du réseau (clients prés) se traduit par la réduction du trafic sur les liens qui sont à proximité du serveur (source de contenu). Nous exploitons cette caractéristique du CCN à base de réseau à l'aide d'adaptation de débit pour obtenir des avantages de l'énergie. Nous considérons à la fois l'incorporation d'un mécanisme en ligne taux d'adaptation ainsi que d'un réseau statique approche de provisionnement et d'observer que ces approches peuvent conduire à une réduction substantielle de la consommation d'énergie pour les CCN. D'autre part, un réseau basé sur IP ne peut pas bénéficier de l'adaptation du débit en raison de l'absence des routeurs capables de cache