[논문 리뷰] Deployment and configuration of MEC apps with Simu5G

Alessandro Noferi, Giovanni Nardini외 2명|arXiv (Cornell University)|2021. 09. 24.

IoT and Edge/Fog Computing참고 문헌 5인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 Simu5G 5G 네트워크 시뮬레이터에 통합된 ETSI 준수 MEC 프레임워크를 제시하며, MEC 애플리케이션의 시뮬레이션과 실시간 에뮬레이션을 모두 가능하게 한다. 개발자는 외부 호스트에 실제 MEC 앱을 배포하면서 Simu5G를 통해 5G 전송 네트워크와 MEC 서비스를 표준화된 RESTful API를 통해 에뮬레이션할 수 있으며, 이는 저지연, 맥락 인식 애플리케이션의 빠른 프로토타이핑을 가능하게 한다.

ABSTRACT

Multi-access Edge Computing (MEC) is expected to act as the enabler for the integration of 5G (and future 6G) communication technologies with cloud-computing-based capabilities at the edge of the network. This will enable low-latency and context-aware applications for users of such mobile networks. In this paper we describe the implementation of a MEC model for the Simu5G simulator and illustrate how to configure the environment to evaluate MEC applications in both simulation and real-time emulation modes.

연구 동기 및 목표

• 제어된 5G 네트워크 환경에서 실시간 이동성 및 QoS 제약 조건을 반영한 MEC 애플리케이션의 빠른 프로토타이핑을 가능하게 하기 위해.
• Simu5G 시뮬레이터를 사용하여 MEC 시스템의 시뮬레이션과 실시간 에뮬레이션을 모두 지원하기 위해.
• 실제 MEC 애플리케이션이 외부에서 실행되도록 하되, 표준화된 API를 통해 시뮬레이션된 5G 네트워크와 MEC 플랫폼과 인터페이스를 제공하기 위해.
• 하이브리드 시뮬레이션-에뮬레이션 테스트베드에서 MEC 애플리케이션을 배포하기 위한 완전한 구성 스택을 제공하기 위해.
• Intel OpenNESS와 같은 외부 프레임워크와의 통합을 촉진하기 위해 표준화된 MEC 서비스 탐색 및 통신 메커니즘을 제공하기 위해.

제안 방법

• OMNeT++와 INET를 사용하여 Simu5G 내부에서 ETSI 준수 MEC 시스템 및 호스트 수준 구성 요소를 구현하기 위해.
• RESTful API 인터페이스를 갖춘 MEC 오케스트레이터, 플랫폼 매니저, 가상화 인fra스트럭처 매니저를 모델링하기 위해.
• OMNeT++의 실시간 스케줄러와 INET의 외부 인터페이스를 활용하여 실제 애플리케이션과 시뮬레이션된 5G 네트워크 간의 패킷 교환을 가능하게 하기 위해.
• 실제 애플리케이션을 Simu5G 네트워크에 NAT 라우터 모듈을 통해 연결하기 위해 가상 이더넷(veth) 인터페이스를 배포하기 위해.
• NAT 라우터, ExtLowerEthernetInterface 모듈, 라우팅 테이블의 INI 파일을 구성하여 종단 간 통신을 가능하게 하기 위해.
• 내부 인스턴스화를 생략하고 외부 애플리케이션의 종단점(IP 및 포트)을 지정하기 위해 MEC 애플리케이션 기술서에 'emulatedMecApplication' 필드를 확장하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Simu5G와 같은 5G 네트워크 시뮬레이터 내부에 완전히 ETSI 준수 MEC 시스템을 모델링하고 통합할 수 있는 방법은 무엇인가?
• RQ2 실제 MEC 애플리케이션이 시뮬레이션된 5G 전송 네트워크와 MEC 플랫폼과 상호 운용할 수 있도록 하기 위해 필요한 설정은 무엇인가?
• RQ3 Simu5G는 어떻게 통합된 프레임워크 내에서 시뮬레이션과 실시간 에뮬레이션을 모두 지원할 수 있는가?
• RQ4 표준화된 API를 통해 실제 애플리케이션과 시뮬레이션된 MEC 환경 간의 원활한 통신을 가능하게 하는 메커니즘은 무엇인가?
• RQ5 네트워크 주소 변환과 라우팅을 어떻게 구성하여 외부 애플리케이션이 시뮬레이션된 5G 네트워크와 패킷을 교환할 수 있도록 할 수 있는가?

주요 결과

• Simu5G 프레임워크는 시뮬레이션 모드와 실시간 에뮬레이션 모드에서 모두 실제 MEC 애플리케이션의 배포 및 구성에 성공적으로 대응한다.
• ETSI 준수 MEC API의 통합은 외부 애플리케이션에서 MEC 서비스의 실시간 탐색과 소비를 가능하게 한다.
• veth 인터페이스와 NAT 라우터 모듈의 사용은 호스트 운영 체제를 수정하지 않고도 실제 애플리케이션과 시뮬레이션된 5G 네트워크 간의 투명한 통신을 가능하게 한다.
• 'emulatedMecApplication' 필드를 통해 MEC 오케스트레이터가 외부 MEC 애플리케이션을 인식함으로써 내부 인스턴스화 없이도 동적 서비스 바인딩이 가능해진다.
• 라우팅, 인터페이스 구성, API 통합을 포함한 전체 설정은 GitHub 리포지토리에 문서화되어 있으며 재현이 가능하다.
• 이 프레임워크는 개발자가 실제 코드를 사용하여 현실적인 5G 환경에서 MEC 애플리케이션을 테스트할 수 있도록 하며, Intel OpenNESS와 같은 외부 플랫폼과의 통합도 지원한다.