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The  Future  of  Home  Networking:  A  Problem  Statement  

Chris  Grundemann  NANOG  56  |  Dallas,  TX  

xx  October  2012    

Home  LAN  2  

Home  LAN  1  

Yesterday’s  Home  Network  Internet  Service  Provider  

Wi-­‐Fi  Range  Extension  

NAT  

NAT  

Emerging  use  cases  for  the  home  network  •  SeparaUon  of  guest  users  from  home  users  •  Community  Wi-­‐Fi  

•  Wi-­‐Fi  GW  in  the  subscriber  home  is  used  to  provide  Wi-­‐Fi  roaming  services  

•  Femto  cell  •  GW  in  the  subscriber  home  is  used  to  provide  cellular  services  

•  Smart  grid  •  Security,  Monitoring,  &  AutomaUon  •  MulU-­‐homing  •  Video  content  sharing  and  streaming  between  the  devices  inside  the  

home    •  IP  video  streaming  from  the  internet  •  TelecommuUng  and  corporate  IT  requirements  (e.g.  network  

separaUon)  •  Ever  increasing  devices  in  the  subscriber  home    •  Emergence  of  Heterogeneous  link  layer  technologies  (e.g.  low  

powered  sensor  networks)  with  different  requirements  

Tomorrow’s  Home  Network  

Home  LAN  2  

Home  LAN  1  

Internet  Service  Provider  

Wi-­‐Fi  Range  Extension  

MulUple  SSIDs:  Private,  Guest,  Community,  

ISP  Branded,  Etc.     Guest  LAN  

Home  LAN  4   ZigBee  Network  

Home  LAN  3  

Home  AutomaUon  Gateway  

IP  Sensor  Gateway  

Home  Entertainment  

Gateway  Key  assump-on:  Home  users  will  not  be  configuring  advanced  

networks  

Problem  One:  Prefix-­‐distribuUon  &  RouUng  

Home  LAN  2  

Home  LAN  1  

Internet  Service  Provider  

Guest  LAN  

Home  LAN  4   ZigBee  Network  

Home  LAN  3  HDTV

Problem  One:  Prefix-­‐distribuUon  &  RouUng  

Home  LAN  2  

Home  LAN  1  

Internet  Service  Provider  

Guest  LAN  

Home  LAN  4   ZigBee  Network  

Home  LAN  3  

IPv4  

NAT  

NAT  

NAT  

NAT  

10/8  

10/8  

10/8  

10/8  

NAT  

Home  LAN  2  

Home  LAN  1  

Home  LAN  4  

Home  LAN  3  

Problem  One:  Prefix-­‐distribuUon  &  RouUng  

                 Home  LAN  

Internet  Service  Provider  

Guest  LAN  

ZigBee  Network  

IPv4  

Bridge   Bridge  

NAT  

Bridge  

Auto  Bridging  

Problem  One:  Prefix-­‐distribuUon  &  RouUng  

Home  LAN  2  

Home  LAN  1  

Internet  Service  Provider  

Guest  LAN  

Home  LAN  4   ZigBee  Network  

Home  LAN  3  

IPv4  

NAT  

10.1/16  

10.2/16   10.3/16  

10.4/16  

RouUng  Protocol  

Problem  One:  Prefix-­‐distribuUon  &  RouUng  

Home  LAN  2  

Home  LAN  1  

Internet  Service  Provider  

Guest  LAN  

Home  LAN  4   ZigBee  Network  

Home  LAN  3  

IPv6  

NAT  

Problem  One:  Prefix-­‐distribuUon  &  RouUng  

Home  LAN  2  

Home  LAN  1  

Internet  Service  Provider  

Guest  LAN  

Home  LAN  4   ZigBee  Network  

Home  LAN  3  

IPv6  

Prefix  DelegaUon  

 drae-­‐baker-­‐homenet-­‐prefix-­‐assignment  drae-­‐chakrabarU-­‐homenet-­‐prefix-­‐alloc  (expired)  

Problem  One:  Prefix-­‐distribuUon  &  RouUng  

Home  LAN  2  

Home  LAN  1  

Internet  Service  Provider  

Guest  LAN  

Home  LAN  4   ZigBee  Network  

Home  LAN  3  

IPv6  

Prefix  DelegaUon  

 drae-­‐gmann-­‐homenet-­‐relay-­‐autoconf  

Problem  One:  Prefix-­‐distribuUon  &  RouUng  

Home  LAN  2  

Home  LAN  1  

Internet  Service  Provider  

Guest  LAN  

Home  LAN  4   ZigBee  Network  

Home  LAN  3  

IPv6  

RouUng  Protocol  

drae-­‐arkko-­‐homenet-­‐prefix-­‐assignment  

Problem  One:  Prefix-­‐distribuUon  &  RouUng  

Home  LAN  2  

Home  LAN  1  

Internet  Service  Provider  

Guest  LAN  

Home  LAN  4   ZigBee  Network  

Home  LAN  3  

IPv6  

ULA?  

Problem  Two:  Network  DetecUon  

Home  LAN  2  

Home  LAN  1  

Internet  Service  Provider  

Guest  LAN  

Home  LAN  4   ZigBee  Network  

Home  LAN  3  

Edge  Router  (CER)  

Gateway  Device  drae-­‐donley-­‐dhc-­‐cer-­‐id-­‐opUon  

Firewall  

Firewall?  

Firewall?  Firewall?  

NAT  

Problem  Two:  Network  DetecUon  

Home  LAN  2  

Home  LAN  1  

Internet  Service  Provider  

Guest  LAN  

Home  LAN  4   ZigBee  Network  

Home  LAN  3  

Problem  Three:  Service  Discovery  

Home  LAN  2  

Home  LAN  1  

Internet  Service  Provider  

Guest  LAN  

Home  LAN  4   ZigBee  Network  

Home  LAN  3  

HDTV

More  Problems  

•  RF  interference  •  MulUple  SSIDs,  mulUple  channels,  mulUple  protocols  

•  Non-­‐IP  Gateways  •  Connect  zigbee/bluetooth/etc.  to  IP  network  

•  MulU-­‐Homing  and  failover  •  How  likely  is  this?  

•  TroubleshooUng  •  ConfiguraUon  /  management  

•  And  more…  

SoluUon  Space  

•  DHCP  •  RouUng  Protocol  •  Neighbor  Discovery?  •  OpenFlow  or  SDN?  •  Your  idea  here  

ParUng  Thoughts  

•  Managed  or  unmanaged?  •  Level  of  sophisUcaUon  (users  and  devices)?  •  Service  provider  vs.  Enterprise/Campus  vs.  Home  •  The  80/20  rule  

Chris  Grundemann  c.grundemann@cablelabs.com