[논문 리뷰] Mobility Management as a Service for 5G Networks

Akshay Jain, Elena López-Aguilera외 1명|arXiv (Cornell University)|2017. 05. 25.

IPv6, Mobility, Handover, Networks, SecurityEngineering참고 문헌 5인용 수 16

한 줄 요약

이 논문은 5G 네트워크에서 증가하는 사용자 및 트래픽 수요를 처리하는 데 있어 확장성과 유연성 도전 과제를 해결하기 위해 모바일리티 관리 서비스(MMaaS)를 제안한다. 모바일리티 관리를 수요에 따라 분산형 모듈러 서비스로 전환함으로써 MMaaS는 동적 자원 할당과 세밀한 서비스 제어를 가능하게 하여 다양한 5G 사용 사례에 적응 가능한 네트워크를 강화하며, 확장성과 서비스 세분화의 핵심 과제를 해결한다.

ABSTRACT

Mobility Management (MM) techniques have conventionally been centralized in nature, wherein a single network entity has been responsible for handling the mobility related tasks of the mobile nodes attached to the network. However, an exponential growth in network traffic and the number of users has ushered in the concept of providing Mobility Management as a Service (MMaaS) to the wireless nodes attached to the 5G networks. Allowing for on-demand mobility management solutions will not only provide the network with the flexibility that it needs to accommodate the many different use cases that are to be served by future networks, but it will also provide the network with the scalability that is needed alongside the flexibility to serve future networks. And hence, in this paper, a detailed study of MMaaS has been provided, highlighting its benefits and challenges for 5G networks. Additionally, the very important property of granularity of service which is deeply intertwined with the scalability and flexibility requirements of the future wireless networks, and a consequence of MMaaS, has also been discussed in detail.

연구 동기 및 목표

• 5G 네트워크에서 사용자 및 트래픽 수요의 기하급수적 증가를 처리하는 데 있어 중심집중식 모바일리티 관리의 한계를 해결한다.
• 네트워크의 융통성과 다양한 5G 사용 사례에 대한 적응 능력을 향상시키기 위해 서비스 기반 아키텍처를 도입하여 모바일리티 관리에 기여한다.
• 모바일리티 관리 기능의 수요에 따른 즉시 제공를 가능하게 하여 동적이고 확장 가능한 네트워크 운영을 지원한다.
• 미래의 무선 네트워크 내에서 확장성과 융통성 향상에 기여하는 서비스 세분화의 역할을 조사한다.
• 5G 환경에서 MMaaS를 구현하는 데서의 이점과 과제를 종합적으로 분석한다.

제안 방법

• 모바일리티 관리 기능을 모듈러하고 수요에 따라 제공되는 서비스로 노출하는 서비스 기반 아키텍처를 제안한다.
• 중앙 집중형 엔티티에서 모바일리티 관리를 분리하여 책임을 여러 서비스 인스턴스에 분산시킨다.
• 네트워크 수요와 사용자 이동 패턴에 기반한 동적 서비스 인스턴스화 및 오케스트레이션 모델을 도입한다.
• 서비스 세분도를 세밀한 제어와 효율적인 자원 할당을 가능하게 하는 핵심 아키텍처 특성으로 정의한다.
• 확장성 있고 조합 가능한 모바일리티 관리 구성 요소를 구현하기 위해 마이크로서비스 기반 접근법을 활용한다.
• 탄력적인 서비스 배포를 가능하게 하기 위해 기존의 네트워크 기능 가상화(NFV) 및 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 원칙을 활용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 5G 네트워크에서 모바일리티 관리를 중심 집중형 제어에서 분리하여 확장성과 융통성을 어떻게 향상시킬 수 있는가?
• RQ2 다이나믹한 5G 환경에서 모바일리티 관리 기능의 수요에 따른 제공를 가능하게 하는 아키텍처 패턴은 무엇인가?
• RQ3 서비스 세분도는 5G 네트워크에서 모바일리티 관리의 성능, 확장성, 적응 가능성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 5G를 위한 서비스 기반 모바일리티 관리 프레임워크를 구현하는 데 있어 핵심 과제는 무엇인가?
• RQ5 MMaaS는 다양한 수준의 모바일리티 제어와 반응성 요구를 갖는 다양한 5G 사용 사례를 어떻게 지원하는가?

주요 결과

• MMaaS는 모바일리티 관리 기능의 동적이고 수요에 따른 인스턴스화를 가능하게 하여 트래픽과 사용자 이동 패턴의 변화에 대한 네트워크 적응 능력을 크게 향상시킨다.
• 제안된 서비스 기반 모델은 단일한 중심 엔티티에 의존하는 대신 다수의 경량 서비스 인스턴스에 걸쳐 모바일리티 제어를 분산시킴으로써 확장성을 향상시킨다.
• 서비스 세분도는 5G 모바일리티 관리에서 세밀한 제어와 효율적인 자원 활용을 달성하는 데 핵심적인 추진력으로 확인된다.
• 응용 프로그램 요구 사항과 네트워크 조건에 따라 맞춤형 모바일리티 서비스 수준을 제공할 수 있기 때문에 아키텍처는 다양한 5G 사용 사례를 지원한다.
• 논문은 중심 집중형 제어에서 모바일리티 관리를 분리함으로써 단일 장애 지점 감소와 함께 장애 내성 향상을 강조한다.
• MMaaS는 NFV 및 SDN 원칙과 부합함으로써 자동 오케스트레이션과 서비스 라이프사이클 관리 기능을 제공함으로써 향후 네트워크 진화의 기반을 마련한다.