We introduce the Deletable Bloom filter (DlBF) as a new spin on the popular data structure based on compactly encoding the information of where collisions happen when inserting elements. The DlBF design enables false-negative-free deletions at a fraction of the cost in memory consumption, which turns to be appealing for certain probabilistic filter applications.

The Bloom filter (BF) is a well-known space-efficient data structure that answers set membership queries with some probability of false positives. In an attempt to solve many of the limitations of current inter-networking architectures, some recent proposals rely on including small BFs in packet headers for routing, security, accountability or other purposes that move application states into the packets themselves. In this paper, we consider the design of such inpacket Bloom filters (iBF). Our main contributions are exploring the design space and the evaluation of a series of extensions (1) to increase the practicality and performance of iBFs, (2) to enable false-negative-free element deletion, and (3) to provide security enhancements. In addition to the theoretical estimates, extensive simulations of the multiple design parameters and implementation alternatives validate the usefulness of the extensions, providing for enhanced and novel iBF networking applications.

No abstract

Assim como as grades computacionais, os centros de dados em nuvem são estruturas de processamento de informações com requisitos de rede bastante exigentes. Esta dissertação contribui para os esforços em redesenhar a arquitetura de centro de dados de próxima geração, propondo um serviço eficaz de encaminhamento de pacotes, que explora a disponibilidade de switches programáveis com base na API OpenFlow. Desta forma, a dissertação descreve e avalia experimentalmente uma nova arquitetura de redes de centro de dados que implementa dois serviços distribuídos e resilientes a falhas que fornecem as informações de diretório e topologia necessárias para codificar aleatoriamente rotas na origem usando filtros de Bloom no cabeçalho dos pacotes. Ao implantar um exército de gerenciadores de Rack atuando como controladores OpenFlow, a arquitetura proposta denominada Switching with in-packet Bloom filters (SiBF) promete escalabilidade, desempenho e tolerância a falhas. O trabalho ainda defende a ideia que o encaminhamento de pacotes pode tornar-se um serviço interno na nuvem e que a sua implementação pode aproveitar as melhores práticas das aplicações em nuvem como, por exemplo, os sistemas de armazenamento distribuído do tipo par . Além disso, contrapõe-se ao argumento de que o modelo de controle centralizado de redes (OpenFlow) está vinculado a um único ponto de falhas. Isto é obtido através da proposta de uma arquitetura de controle fisicamente distribuída, mas baseada em uma visão centralizada da rede resultando, desta forma, em uma abordagem de controle de rede intermediária, entre totalmente distribuída e centralizada.

No abstract