[논문 리뷰] Intent-driven Autonomous Network and Service Management in Future Networks: A Structured Literature Review.

Kashif Mehmood, Katina Kralevska외 1명|arXiv (Cornell University)|2021. 08. 10.

Software-Defined Networks and 5G참고 문헌 46인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 향후 네트워크에서 의도 기반 네트워크 및 서비스 관리의 일반화된 아키텍처 프레임워크를 제안하며, IBN을 NFV/SDN와 통합하여 자율적이고 사용자 중심의 네트워크 운영을 가능하게 한다. 의도 표현, 라이프사이클 관리, 학습 통합과 같은 핵심 과제를 규명하고, 자율 네트워킹을 햖थ한 표준화되고 도메인에 관계없이 적용 가능한 의도 모델을 주장하여 5G 초과 시스템에서의 발전을 이끈다.

ABSTRACT

Intent driven networks are an essential stepping stone in the evolution of network and service management towards a truly autonomous paradigm. User centric intents provide an abstracted means of impacting the design, provisioning, deployment and assurance of network infrastructure and services with the help of service level agreements and minimum network capability exposure. The concept of Intent-based networking (IBN) poses several challenges in terms of the contextual definition of intents, role of different stakeholders, and a generalized architecture. In this review, we provide a comprehensive analysis of the state-of-the-art in IBN including the intent description models, intent lifecycle management, significance of IBN and a generalized architectural framework along with challenges and prospects for IBN in future networks. An analytical study is performed on the data collected from relevant studies primarily focusing on the inter-working of IBN with softwarized networking based on NFV/SDN infrastructures. Critical functions required in the IBN management and service model design are explored with different abstract modeling techniques and a converged architectural framework is proposed. The key findings include: 1) benefits and role of IBN in autonomous networking, 2) improvements needed to integrate intents as fundamental policies for service modeling and network management, 3) need for appropriate representation models for intents in domain agnostic abstract manner, and 4) need to include learning as a fundamental function in autonomous networks. These observations provide the basis for in-depth investigation and standardization efforts for IBN as a fundamental network management paradigm in beyond 5G networks.

연구 동기 및 목표

• 의도 기반 네트워킹(IBN)의 현재 상태를 분석하고 표준화 및 구현의 격차를 규명하기.
• 의도가 자율 시스템에서 서비스 모델링 및 네트워크 관리의 기본 정책으로서의 역할을 정의하기.
• 다양한 네트워크 도메인 전반에서 의도 기반 관리를 가능하게 하는 융합된 아키텍처 프레임워크를 제안하기.
• 학습 메커니즘을 자율 네트워크의 핵심 기능으로 통합하는 것 탐색하기.
• 5G 초과 네트워크 관리의 핵심 패러다임으로서 IBN의 표준화 기반 마련하기.

제안 방법

• 의도 기반 네트워킹(IBN)에 관한 동료 심사 논문을 대상으로 한 구조화된 문헌 고찰을 수행하며, 의도 기술 모델, 라이프사이클 관리, 아키텍처 프레임워크에 중점을 둔다.
• IBN과 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 및 네트워크 기능 가상화(NFV) 인fra구조 간의 상호운용성 분석하기.
• 도메인에 관계없이 의도를 추상적으로 표현하기 위한 추상 모델링 기법 평가하기.
• IBN 관리 및 서비스 모델에 필수적인 기능(예: 의도 검증, 번역, 이행) 식별하기.
• 엔드 투 엔드 의도 라이프사이클 관리를 지원하는 일반화된 융합 아키텍처 프레임워크 제안하기.
• 기계 학습 및 적응형 학습이 자율 의도 실행을 위한 기초 구성 요소로서 수행하는 역할 평가하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 이질적인 네트워크 환경 간 상호운용성을 지원하기 위해 의도를 어떻게 추상적이고 도메인에 관계없이 모델링할 수 있는가?
• RQ2 자율 네트워크에서 의도의 전체 라이프사이클(명세에서 이행까지)을 관리하는 데 있어 핵심 과제는 무엇인가?
• RQ3 IBN을 어떻게 효과적으로 NFV 및 SDN과 통합하여 확장 가능하고 정책 기반의 네트워크 자동화를 실현할 수 있는가?
• RQ4 의도 기반 네트워크에서 자가 복구 및 자가 최적화 행동을 가능하게 하는 데 있어 학습의 역할은 무엇인가?
• RQ5 향후 네트워크에서 표준화되고 사용자 중심의 IBN 패러다임을 실현하기 위해 필수적인 아키텍처 구성 요소는 무엇인가?

주요 결과

• 의도 기반 네트워킹(IBN)은 서비스 수준 계약을 통해 사용자 중심의 고수준 정책 표현을 가능하게 하여 네트워크 자율성을 크게 향상시킨다.
• 현재 IBN 시스템은 도메인에 관계없이 의미적으로 일관된 방식으로 의도를 표현하기 위해 개선된 추상 모델이 필요로 한다.
• 학습 메커니즘을 핵심 기능으로 통합하는 것이 자율 네트워크에서 적응형 및 자가 최적화 행동을 가능하게 하기 위해 필수적이다.
• 네트워크 및 서비스 도메인 전반에서 의도 라이프사이클 관리를 통합하기 위해 표준화되고 일반화된 아키텍처 프레임워크가 필요로 한다.
• IBN을 NFV 및 SDN 인fra구조와 통합하면 확장 가능하고 동적이며 정책 기반의 네트워크 프로비저닝 및 보증이 가능해진다.
• 엔드 투 엔드 서비스 모델링 및 네트워크 관리를 지원하기 위해 의도를 기본 정책으로 체계화할 필요가 여전히 크다.