[논문 리뷰] ÆtherFlow: Principled Wireless Support in SDN

Muxi Yan, Jasson Casey외 3명|arXiv (Cornell University)|2015. 09. 15.

Software-Defined Networks and 5G참고 문헌 4인용 수 4

한 줄 요약

ÆtherFlow는 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN)을 무선 액세스 네트워크로 확장하기 위해 무선 장치를 위한 새로운 추상화와 인터페이스를 정의함으로써 원칙적인 프레임워크를 제안한다. 이는 유선 네트워크 수준의 완전한 프로그래머블성을 가능하게 한다. OpenFlow 호환 802.11 액세스 포인트 기반으로 구현된 시스템은 효율적인 무선 핸드오프 응용 프로그램을 성공적으로 지원하여 소프트웨어 정의 무선 액세스 네트워크의 실현 가능성을 입증한다.

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.

연구 동기 및 목표

• SDN에서 무선 지원의 원칙적인 결여로 인해 유선 네트워크 프로그래머블성에 비해 뒤처지는 문제를 해결하기 위해.
• 무선 프로토콜을 SDN 프레임워크에 통합하기 위한 새로운 추상화와 인터페이스를 설계하기 위해.
• 유선 SDN 환경과 동등한 수준의 무선 액세스 네트워크의 완전한 프로그래머블성을 실현하기 위해.
• IEEE 802.11 액세스 포인트에서 실제 구현과 실세계 테스트를 통해 프레임워크를 검증하기 위해.

제안 방법

• SDN 아키텍처 내에서 무선 장치 및 그 제어 인터페이스를 위한 새로운 추상화 집합을 제안한다.
• 무선 전용 제어 및 데이터 플레인 동작을 지원하도록 기존 OpenFlow 데이터 플레인을 확장한다.
• 프레임워크의 능력을 입증하기 위해 무선 핸드오프 응용 프로그램을 설계하고 구현한다.
• 실제 IEEE 802.11 액세스 포인트에 확장된 시스템을 배포하여 성능과 실현 가능성을 평가한다.
• SDN 컨트롤러를 사용해 새로운 추상화를 통해 무선 상태를 관리하고 정책을 시행한다.
• 연결, 인증, 로밍과 같은 무선 프로토콜 동작을 컨트롤러의 프로그래머블 인터페이스에 통합한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 무선 액세스 네트워크는 어떤 원칙적인 추상화를 통해 SDN 모델에 자연스럽게 통합될 수 있는가?
• RQ2 SDN에서 무선 장치의 완전한 프로그래머블성을 실현하기 위해 필요한 추상화와 인터페이스는 무엇인가?
• RQ3 SDN 기반 프레임워크는 실세계 구현에서 핸드오프와 같은 무선 전용 동작을 효율적으로 지원할 수 있는가?
• RQ4 SDN에 무선 프로토콜을 통합할 경우 성능과 제어 정밀도에는 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 기존 SDN 컨트롤러는 제안된 확장 기능을 통해 무선 액세스 포인트를 얼마나 잘 관리할 수 있는가?

주요 결과

• ÆtherFlow 프레임워크는 새로운 추상화와 컨트롤러 인터페이스를 통해 SDN을 무선 액세스 네트워크로 성공적으로 확장하였다.
• OpenFlow 호환 802.11 액세스 포인트에 대한 구현은 무선 핸드오프 응용 프로그램에 대한 기능적 지원을 입증하였다.
• 시스템은 연결 및 로밍을 포함한 무선 상태 전환의 효율적인 컨트롤러 기반 관리를 가능하게 하였다.
• 프레임워크는 복잡한 무선 동작을 지원하면서도 낮은 제어 플레인 오버헤드를 유지하였다.
• 배포 결과, 기존 SDN 인fra구조에 최소한의 수정만으로도 소프트웨어 정의 무선 액세스 네트워크가 실현 가능하다는 것이 확인되었다.