[論文レビュー] Future Wireless Network: MyNET Platform and End-to-End Network Slicing

Hang Zhang|arXiv (Cornell University)|Nov 23, 2016

Technology and Security Systems参考文献 1被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、政策駆動型オ케ストレーションによるエンドツーエンドのネットワークスライシングを可能にする将来の無線ネットワークプラットフォーム、MyNETを提示する。ソフトウェア定義型でサービス指向のアーキテクチャを採用し、無線、トランスポーテーション、コアネットワーク機能を仮想化することで、QoSと隔離が保証された多様な垂直分野向けカスタマイズされたネットワークスライスの動的かつオンデマンドな作成と管理を可能にする。

ABSTRACT

Future wireless networks are facing new challenges. These new challenges require new solutions and strategies of the network deployment, management, and operation. Many driving factors are decisive in the re-definition and re-design of the future wireless network architecture. In the previously published paper "5G Wireless Network - MyNET and SONAC", MyNET and SONAC, a future network architecture, are described. This paper elaborates MyNET platform with more details. The design principles of MyNET architecture, the development of MyNET platform, the functions of MyNET platform, the automation of the creation and the management of end-to-end slices by MyNET, and the new capabilities enabled by MyNET are described in details.

研究の動機と目的

• 多様なサービス要件に起因する将来の無線ネットワークの複雑化と異種性に対応する。
• 新興5Gサービスにおける柔軟性、スケーラビリティ、マルチテナントサポートに欠ける伝統的なネットワークアーキテクチャの限界を克服する。
• 無線、トランスポーテーション、コアドメインにわたるエンドツーエンドのネットワークスライスの自動的かつオンデマンドのプロビジョニングおよび管理を可能にする。
• ネットワーク仮想化、リソースの隔離、スライス間のQoS強制を含む、統一的でサービス指向のプラットフォームを提供する。
• IoT、URLLC、eMBBを含む垂直業界向けのカスタマイズされたネットワークスライスの迅速な展開と運用を促進する。

提案手法

• MyNETの基盤として、モジュール型で合成可能なネットワーク機能を可能にするサービス指向ネットワークアーキテクチャ（SONAC）を設計する。
• 集中型コントローラーを実装し、政策に基づく自動化により、スライスライフサイクル管理（インスタンス化、スケーリング、終了）をエンドツーエンドで実現する。
• すべてのネットワークドメインにわたり制御プレーンとデータプレーンを分離するため、ネットワーク機能仮想化（NFV）およびソフトウェア定義ネットワーキング（SDN）の原則を統合する。
• ネットワークスライスと垂直アプリケーション間の相互運用性を可能にするために、標準化されたインターフェースとサービスモデルを定義する。
• 異種インフラストラクチャにわたるカスタマイズされたネットワークパスの構成を自動化するために、サービス関数チェーニング（SFC）とネットワークスライシングテンプレートを活用する。
• アプリケーションレベルのQoS要件を下位の物理的および仮想化ネットワークリソースにマッピングするための多層抽象化モデルを採用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 異種ネットワークドメインにわたるエンドツーエンドのネットワークスライスの作成と管理を統一プラットフォームが自動化できるか？
• RQ2 動的かつオンデマンドのスライスプロビジョニングを可能にするアーキテクチャ的原則は何か？ ただし、QoSと隔離が保証されるものとする。
• RQ3 サービス指向型で政策駆動型のフレームワークは、多様な垂直アプリケーション間でのマルチテナントおよび相互運用性をどのようにサポートできるか？
• RQ4 共有インフラストラクチャ上に共存するネットワークスライス間で、効率的なリソース割り当てと隔離を保証するメカニズムは何か？
• RQ5 MyNETプラットフォームは、設計から廃棄までのスライスライフサイクル管理をどのようにサポートするか？

主な発見

• MyNETプラットフォームは、インスタンス化、監視、終了を含む、エンドツーエンドのネットワークスライシングの完全なライフサイクル管理を自動化して実現した。
• 政策駆動型オーケストレーションと標準化されたサービステンプレートにより、低遅延のスライスプロビジョニングを達成した。
• ネットワークスライスは仮想層および物理層で隔離されており、IoT、eMBB、URLLCを含む多様なサービスのQoS保証とセキュリティを確保した。
• サービス指向アーキテクチャにより、新しいネットワーク機能のシームレスな統合が可能となり、垂直業界向けアプリケーションのマルチテナントをサポートした。
• 無線、トランスポーテーション、コアネットワークにわたり、モジュラー設計と標準化インターフェースを通じて、スケーラビリティと拡張性を示した。
• SDNおよびNFVの原則の活用により、変化するサービス要件やネットワーク状態に応じたネットワークスライスの動的再構成が可能になった。