[論文レビュー] ÆtherFlow: Principled Wireless Support in SDN

Muxi Yan, Jasson Casey+3 more|arXiv (Cornell University)|Sep 15, 2015

Software-Defined Networks and 5G参考文献 4被引用数 4

ひとこと要約

ÆtherFlow は、無線デバイスのための新しい抽象化とインタフェースを定義することで、ソフトウェア定義ネットワーキング（SDN）を無線アクセスネットワークに体系的かつ一貫して拡張するフレームワークを提示する。OpenFlow互換の802.11アクセスポイント上で実装された本システムは、効率的な無線ハンドオフアプリケーションを実現し、ソフトウェア定義無線アクセスネットワークの実現可能性を示している。

ABSTRACT

Software Defined Networking (SDN) drastically changes the meaning and process of designing, building, testing, and operating networks. The current support for wireless net- working in SDN technologies has lagged behind its development and deployment for wired networks. The purpose of this work is to bring principled support for wireless access networks so that they can receive the same level of programmability as wireline interfaces. Specifically we aim to integrate wireless protocols into the general SDN framework by proposing a new set of abstractions in wireless devices and the interfaces to manipulate them. We validate our approach by implementing our design as an extension of an existing OpenFlow data plane and deploying it in an IEEE 802.11 access point. We demonstrate the viability of software-defined wireless access networks by developing and testing a wireless handoff application. The results of the exper- iment show that our framework is capable of providing new capabilities in an efficient manner.

研究の動機と目的

• SDN における体系的でない無線サポートの欠如、特に有線ネットワークのプログラマビリティに比べて遅れをとっている点を解決すること。
• 無線プロトコルを SDN フレームワークに統合するための新しい抽象化とインタフェースを設計すること。
• 有線 SDN 環境と同等の完全な無線アクセスネットワークのプログラマビリティを実現すること。
• IEEE 802.11 アクセスポイント上で実装および実世界でのテストを通じてフレームワークを検証すること。

提案手法

• SDN アーキテクチャ内における無線デバイスおよびその制御インタフェースのための新しい抽象化の提案。
• 既存の OpenFlow データプレーンを拡張し、無線固有の制御およびデータプレーン操作をサポートする。
• フレームワークの能力を示すために、無線ハンドオフアプリケーションの設計および実装。
• 実際の IEEE 802.11 アクセスポイントに拡張されたシステムをデプロイし、性能と実現可能性を評価。
• SDN コントローラーを用いて、新しい抽象化を通じて無線状態を管理し、ポリシーを強制。
• アソシエーション、認証、ローミングなどの無線プロトコル動作を、コントローラーのプログラマブルなインタフェースに統合。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにして、体系的な抽象化を用いて無線アクセスネットワークを SDN モデルにネイティブに統合できるか？
• RQ2 SDN における無線デバイスの完全なプログラマビリティを実現するために、どのような抽象化とインタフェースが必要か？
• RQ3 SDN ベースのフレームワークは、実世界のデプロイにおいて、ハンドオフなどの無線固有の操作を効率的にサポートできるか？
• RQ4 SDN に無線プロトコルを統合することは、パフォーマンスおよび制御の粒度にどのような影響を与えるか？
• RQ5 既存の SDN コントローラーは、提案された拡張機能を用いて、無線アクセスポイントをどの程度効果的に管理できるか？

主な発見

• ÆtherFlow フレームワークは、新しい抽象化とコントローラーインタフェースを通じて、SDN を無線アクセスネットワークに成功裏に拡張した。
• OpenFlow 互換の 802.11 アクセスポイントへの実装により、無線ハンドオフアプリケーションの機能的サポートが実証された。
• システムは、アソシエーションやローミングを含む無線状態遷移の効率的でコントローラー駆動の管理を可能にした。
• フレームワークは、複雑な無線動作をサポートしつつ、低コストプレーンオーバーヘッドを維持した。
• デプロイは、既存の SDN インfraストラクチャへの最小限の変更で、ソフトウェア定義無線アクセスネットワークの実現可能性を確認した。