Uma Proposta para Avaliação da Virtualização de Funções de Rede em 5G

  • Cristoffer Leite Universidade de Brasília
  • Priscila Solís Barreto Universidade de Brasília
  • Marcos F. Caetano Universidade de Brasília
  • Eduardo Alchieri Universidade de Brasília
  • Rafael Amaral Universidade de Brasília

Resumo


No 5G, a virtualização de componentes de rede é considerada uma das principais tecnologias que compoem a evolução da arquitetura para prover serviços flexíveis, organizados em fatias e de baixo custo. A abstração do hardware subjacente e suas vantagens em termos de custo e portabilidade motivam fortemente o uso de funções virtualizadas. Entretanto, o desenvolvimento desses ambientes para arquiteturas complexas e de varias camadas ainda é uma tarefa desafiadora, que requer um trabalho contínuo na definição de padrões e plataformas de teste para validação. Neste trabalho foi projetada, implementada e avaliada uma infraestrutura experimental de rede movel virtualizada que define duas funções de avaliação na arquitetura 5G. A proposta se diferencia de outros estudos ao trabalhar com funções integradas à arquitetura 5G que podem avaliar o trafego de controle dos recursos virtualizados. A proposta foi validada de forma bem sucedida em um cenario padrão do 5G, com resultados que permitem avaliar o comportamento do ambiente virtualizado e mostram o potencial da integração da proposta à arquitetura 5G como elemento de suporte à otimização da infraestrutura virtualizada.

Palavras-chave: 5g, Infraestrutura, Virtualização, OpenStack, OpenMano, NFV, ObF

Referências

3GPP (2011). 3GPP TR 37.868 V11.0.0 - Study on RAN Improvements for Machine-type Communications. 3GPP TR 37.868 V11.0.0.

3GPP (2014). 3GPP TR 43.868 V12.1.0 - GERAN improvements for Machine-Type Communications (MTC).3GPP TR 43.868 V12.1.0 Rel. 12.

3GPP (2018). ETSI TS 123 501 - V15.3.0 - 5G; System Architecture for the 5G System. ETSI TS 23.501 V15.3.0 Rel. 15, 0.

5GPPP (2017). View on 5G Architecture (Version 2 . 0). (July).

Basta, A., Kellerer, W., Hoffmann, M., Hoffmann, K., and Schmidt, E. D. (2013). A virtual SDN-enabled LTE EPC architecture: A case study for S-/P-gateways functions. Technical report.

Cao, L., Sharma, P., Fahmy, S., and Saxena, V. (2016). NFV-VITAL: A framework for characterizing the performance of virtual network functions. 2015 IEEE Conference on Network Function Virtualization and Software Defined Network, NFV-SDN 2015, pages 93–99.

Condoluci, M. and Mahmoodi, T. (2018). Softwarization and virtualization in 5G mobile networks: Benefits, trends and challenges. Computer Networks, 146:65–84.

ETSI (2013). GS NFV 001 V1.1.1 - NFV: Use Cases Group Specification.GS NFV 001- V1.1.1.

ETSI (2014). GS NFV 002 V1.2.1 - NFV: Architectural Framework.GS NFV 002 -V1.2.1, 1:1–21.

ETSI (2018). ETSI GS NFV-TST 008 V2.4.1 - Network Functions Virtualisation (NFV) Release 2; Testing; NFVI Compute and Network Metrics Specification. ETSI GS NFV-TST 008 V2.4.1.

ETSI (2019a). OSM Release FIVE - Technical Overview. OSM White Paper.

ETSI (2019b). OSM White Paper - OSM VNF Onboarding Guidelines. OSM WhitePaper.

Herrera, J. G. and Botero, J. F. (2016). Resource Allocation in NFV: A Comprehensive Survey. IEEE TRANSACTIONS ON NETWORK AND SERVICE MANAGEMENT,13(3).

Hossfeld Tobias, Metzger, F., and Heegaard, P. E. (2018). Traffic Modeling for Aggregated Periodic IoT Data.

Hou, L., Zhao, S., Xiong, X., Zheng, K., Chatzimisios, P., Hossain, M. S., and Chen, W. (2016). Internet of Things Cloud: Architecture and Implementation. IEEE Communications Magazine, 54(11):32–39.

Ito, M. S., Antonello, R., Sadok, D., and Fernandes, S. (2014). Network level characterization of adaptive streaming over HTTP applications. In Proceedings - International Symposium on Computers and Communications. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.

Itu-r (2017). Minimum requirements related to technical performance for IMT-2020 radiointerface(s) M Series Mobile, radiodetermination, amateur and related satellite services. Technical report.

ITU Recommendation G.1010 (2001). End-user multimedia QoS categories.

Jain, R. K. (1991).The Art of Computer System Performance Analysis.

Khalili, H., Papageorgiou, A., Siddiqui, S., Colman-Meixner, C., Carrozzo, G., Nejabati, R., and Simeonidou, D. (2019). Network Slicing-aware NFV Orchestration for 5GService Platforms. Technical report.

Laghrissi, A. and Taleb, T. (2019). A Survey on the Placement of Virtual Resources and Virtual Network Functions. IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS & TUTORIALS,21(2).

Laner, M., Nikaein, N., Drajic, D., Svoboda, P., Popovic, M., and Krco, S. (2014). M2Mtraffic and models. InMachine-to-Machine Communications: Architectures, Techno-logy, Standards, and Applications, pages 57–86. CRC Press.

Nam, J., Seo, J., and Shin, S. (2018). Probius: Automated Approach for VNF and Service Chain Analysis in Software-Defined NFV. page 13.

Popovski, P., Trillingsgaard, K. F., Simeone, O., and Durisi, G. (2018). 5G Wireless Network Slicing for eMBB, URLLC, and mMTC: A Communication-Theoretic View. IEEE Access 6.

Rebecchi, F., Vidalenc, B., Belabed, D., Kalaboukas, K., Corsi, A., Fiorentino, G., Mladin, M., Duke, A., and Voulkidis, A. (2019). Enabling Smart Energy as a Service via5G Mobile Network advances. Technical report, Project H2020-ICT-07-2017.

Riera, J. F., Hesselbach, X., Escalona, E., Garcia-Espin, J. A., and Grasa, E. (2014).Onthe complex scheduling formulation of virtual network functions over optical networks.

Rizou, S., Athanasoulis, T., Iadanza, F., Pavia, D., Breitgand, D., Weit, A., Agapiou, G.,Griffin, D., Phan, K., Carrozzo, G., Moscatelli, F., Acar, U., and Meco, D. L. (2018).D3.1 - Initial Design of the 5G-MEDIA Operations and Configuration Platform. Te-chnical report, Operations and Configurations Framework.

Rosa, R. V., Bertoldo, C., and Rothenbe, C. E. (2017). Take Your VNF to the Gym: A Testing Framework for Automated NFV Performance Benchmarking.

Rosa, R. V., Rothenberg, C. E., and Szabo, R. (2015). VBaaS: VNF Benchmark-as-a-Service. 2015 Fourth European Workshop on Software Defined Networks.

Sefraoui, O., Aissaoui, M., and Eleuldj, M. (2012). OpenStack: Toward an Open-Source Solution for Cloud Computing. Technical Report 03.

Sivanathan, A., Sherratt, D., Gharakheili, H. H., Radford, A., Wijenayake, C., Vishwanath, A., and Sivaraman, V. (2017). Characterizing and classifying IoT traffic insmart cities and campuses. In2017 IEEE Conference on Computer Communications Workshops, INFOCOM WKSHPS 2017, pages 559–564. Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.

Taleb, T., Bagaa, M., and Ksentini, A. (2015).User mobility-aware Virtual Network Function placement for Virtual 5G Network Infrastructure, volume 2015-Septe.
Publicado
07/12/2020
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LEITE, Cristoffer; BARRETO, Priscila Solís; CAETANO, Marcos F.; ALCHIERI, Eduardo; AMARAL, Rafael. Uma Proposta para Avaliação da Virtualização de Funções de Rede em 5G. In: WORKSHOP DE GERÊNCIA E OPERAÇÃO DE REDES E SERVIÇOS (WGRS), 25. , 2020, Rio de Janeiro. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2020 . p. 263-276. ISSN 2595-2722. DOI: https://doi.org/10.5753/wgrs.2020.12466.