[论文解读] ÆtherFlow: Principled Wireless Support in SDN

Muxi Yan, Jasson Casey+3 more|arXiv (Cornell University)|Sep 15, 2015

Software-Defined Networks and 5G参考文献 4被引用 4

一句话总结

ÆtherFlow 通过为无线设备定义新的抽象和接口，提出了一套有原则的框架，将软件定义网络（SDN）扩展至无线接入网络，实现了与有线网络相当的全面可编程性。该系统在支持 OpenFlow 的 802.11 接入点上实现，成功支持高效的无线切换应用，证明了软件定义无线接入网络的可行性。

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.

研究动机与目标

• 解决 SDN 中无线支持缺乏原则性的问题，其可编程性落后于有线网络。
• 设计新的抽象和接口，将无线协议整合进 SDN 框架。
• 实现与有线 SDN 环境相当的无线接入网络全面可编程性。
• 通过在 IEEE 802.11 接入点上的实现和实际部署测试，验证该框架。

提出的方法

• 在 SDN 架构内，为无线设备及其控制接口提出一组新的抽象。
• 扩展现有 OpenFlow 数据平面，以支持无线特定的控制和数据平面操作。
• 设计并实现一个无线切换应用，以展示框架的能力。
• 将扩展后的系统部署在真实的 IEEE 802.11 接入点上，以评估性能和可行性。
• 使用 SDN 控制器通过新抽象管理无线状态并实施策略。
• 将无线协议行为（如关联、认证和漫游）集成到控制器的可编程接口中。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何通过有原则的抽象，将无线接入网络原生集成到 SDN 模型中？
• RQ2 需要哪些抽象和接口，才能实现在 SDN 中对无线设备的全面可编程性？
• RQ3 基于 SDN 的框架能否在实际部署中高效支持无线特定操作（如切换）？
• RQ4 将无线协议集成到 SDN 中，对性能和控制粒度有何影响？
• RQ5 现有 SDN 控制器在使用所提出的扩展时，能在多大程度上管理无线接入点？

主要发现

• ÆtherFlow 框架通过新的抽象和控制器接口，成功将 SDN 扩展至无线接入网络。
• 在支持 OpenFlow 的 802.11 接入点上的实现，证明了对无线切换应用的功能支持。
• 该系统实现了高效的、由控制器驱动的无线状态转换管理，包括关联和漫游。
• 该框架在支持复杂无线行为的同时，保持了较低的控制平面开销。
• 部署结果证实，通过对接现有 SDN 基础设施的最小修改，即可实现软件定义无线接入网络。