[논문 리뷰] Future Wireless Network: MyNET Platform and End-to-End Network Slicing

Hang Zhang|arXiv (Cornell University)|2016. 11. 23.

Technology and Security Systems참고 문헌 1인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 자동화된 정책 기반 오케스트레이션을 통해 엔드 투 엔드 네트워크 슬라이싱을 가능하게 하는 미래 지향적 무선 네트워크 플랫폼인 MyNET을 제안한다. 이 플랫폼은 소프트웨어 정의 및 서비스 중심 아키텍처를 도입하여 라디오, 전송 및 코어 네트워크 기능을 가상화함으로써 다양한 수직 응용 분야에 맞는 맞춤형 네트워크 슬라이스를 동적으로, 즉시 생성하고 관리할 수 있도록 하며, 보장된 QoS 및 격리성을 제공한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 다양한 서비스 수요로 인해 증가하는 미래 무선 네트워크의 복잡성과 이질성에 대응하기 위해.
• 신규 5G 서비스를 위한 민첩성, 확장성 및 다중 테넌시 지원이 부족한 전통적 네트워크 아키텍처의 한계를 극복하기 위해.
• 라디오, 전송 및 코어 도메인 전반에 걸쳐 엔드 투 엔드 네트워크 슬라이스의 자동화된, 즉각적인 프로비저닝 및 관리 기능을 제공하기 위해.
• 네트워크 가상화, 자원 격리 및 슬라이스 전반에 걸친 QoS 강제 수행을 지원하는 통합된 서비스 중심 플랫폼을 제공하기 위해.
• IoT, URLLC 및 eMBB와 같은 수직 산업 분야를 위한 맞춤형 네트워크 슬라이스의 빠른 구축 및 운영을 촉진하기 위해.

제안 방법

• MyNET의 기초가 되는 서비스 중심 네트워크 아키텍처(SONAC)를 설계하여 모듈식이고 조합 가능한 네트워크 기능을 가능하게 하였다.
• 인스턴스화, 스케일링 및 종료를 포함한 엔드 투 엔드 슬라이스 라이프사이클 관리를 위한 정책 기반 자동화를 구현한 중심 집중식 컨트롤러를 구현하였다.
• 모든 네트워크 도메인에서 제어 평면과 데이터 평면을 분리하기 위해 네트워크 기능 가상화(NFV) 및 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 원칙을 통합하였다.
• 네트워크 슬라이스와 수직 응용 간의 상호운용성을 보장하기 위해 표준화된 인터페이스 및 서비스 모델을 정의하였다.
• 이종 인프라 전반에서 맞춤형 네트워크 경로의 조합을 자동화하기 위해 서비스 기능 체이닝(SFC) 및 네트워크 슬라이싱 템플릿을 사용하였다.
• 응용 프로그램 수준의 QoS 요구 사항을 기반으로 물리적 및 가상화된 네트워크 자원에 매핑하기 위해 다층 추상화 모델을 활용하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 이질적인 네트워크 도메인 전반에서 엔드 투 엔드 네트워크 슬라이스의 생성 및 관리를 자동화하는 데 통합 플랫폼이 어떻게 기여할 수 있는가?
• RQ2 보장된 QoS 및 격리성을 확보하면서도 동적으로 즉각적인 프로비저닝이 가능한 네트워크 슬라이스를 가능하게 하는 아키텍처 원칙은 무엇인가?
• RQ3 서비스 중심의 정책 기반 프레임워크는 다양한 수직 응용 분야 간의 다중 테넌시 및 상호운용성을 어떻게 지원할 수 있는가?
• RQ4 공유 인프라 내에서 공존하는 네트워크 슬라이스 간의 효율적인 자원 할당 및 격리 보장을 위한 메커니즘은 무엇인가?
• RQ5 MyNET 플랫폼은 설계에서 폐기까지 네트워크 슬라이스의 라이프사이클 관리를 어떻게 지원하는가?

주요 결과

• MyNET 플랫폼은 인스턴스화, 모니터링 및 종료를 포함한 완전한 라이프사이클 관리 기능을 갖춘 자동화된 엔드 투 엔드 네트워크 슬라이싱을 성공적으로 구현하였다.
• 정책 기반 오케스트레이션과 표준화된 서비스 템플릿을 통해 저지연 슬라이스 프로비저닝을 달성하였다.
• 네트워크 슬라이스는 가상 및 물리 계층에서 격리되어 있으며, IoT, eMBB 및 URLLC와 같은 다양한 서비스의 QoS 보장 및 보안을 확보하였다.
• 서비스 중심 아키텍처는 새로운 네트워크 기능의 원활한 통합을 가능하게 하였으며, 수직 산업 응용 분야의 다중 테넌시를 지원하였다.
• 라디오, 전송 및 코어 네트워크 전반에서 모듈식 설계와 표준화된 인터페이스를 통해 확장성과 확장성을 입증하였다.
• SDN 및 NFV 원칙의 활용을 통해 서비스 수요 및 네트워크 조건 변화에 대응하여 네트워크 슬라이스의 동적 재구성 기능을 실현하였다.