[论文解读] Future Wireless Network: MyNET Platform and End-to-End Network Slicing

Hang Zhang|arXiv (Cornell University)|Nov 23, 2016

Technology and Security Systems参考文献 1被引用 4

一句话总结

本文提出 MyNET，一种未来无线网络平台，通过自动化、策略驱动的编排实现端到端网络切片。它引入了一种软件定义的、面向服务的架构，虚拟化了无线、传输和核心网络功能，支持为多样化垂直应用动态、按需创建和管理定制化网络切片，确保服务质量（QoS）和隔离性。

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.

研究动机与目标

• 应对由多样化服务需求驱动的未来无线网络日益增长的复杂性和异构性。
• 克服传统网络架构在新兴 5G 服务中缺乏敏捷性、可扩展性和多租户支持的局限性。
• 实现对无线、传输和核心网络域中端到端网络切片的自动化、按需配置和管理。
• 提供统一的、面向服务的平台，支持网络虚拟化、资源隔离和切片间 QoS 强制执行。
• 促进物联网、URLLC 和 eMBB 等垂直行业定制化网络切片的快速部署和运行。

提出的方法

• 设计面向服务的网络架构（SONAC）作为 MyNET 的基础，支持模块化和可组合的网络功能。
• 实现集中式控制器，通过基于策略的自动化实现端到端切片生命周期管理，包括实例化、扩展和终止。
• 集成网络功能虚拟化（NFV）和软件定义网络（SDN）原则，实现所有网络域中控制面与数据面的解耦。
• 定义标准化接口和服务模型，实现网络切片与垂直应用之间的互操作性。
• 使用服务功能链（SFC）和网络切片模板，自动化组合异构基础设施上的定制化网络路径。
• 采用多层抽象模型，将应用级 QoS 需求映射到底层物理和虚拟化网络资源。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何通过统一平台自动化实现跨异构网络域的端到端网络切片创建与管理？
• RQ2 哪些架构原则能够实现动态、按需的网络切片配置，并确保 QoS 和隔离性？
• RQ3 面向服务的、策略驱动的框架如何支持多样化垂直应用之间的多租户和互操作性？
• RQ4 哪些机制可确保在共享基础设施中多个共存网络切片之间的高效资源分配与隔离？
• RQ5 MyNET 平台如何支持从设计到退役的网络切片全生命周期管理？

主要发现

• MyNET 平台成功实现了自动化、端到端的网络切片，支持完整的生命周期管理，包括实例化、监控和终止。
• 平台通过策略驱动的编排和标准化服务模板，实现了低延迟的切片配置。
• 网络切片在虚拟层和物理层均实现隔离，确保了物联网、eMBB 和 URLLC 等多样化服务的 QoS 保障和安全性。
• 面向服务的架构支持新网络功能的无缝集成，并为垂直行业应用提供多租户支持。
• 通过无线、传输和核心网络中模块化设计和标准化接口，平台展现出良好的可扩展性和可扩展性。
• 采用 SDN 和 NFV 原则，使网络切片能够根据服务需求和网络状态的变化实现动态重构。