DCSG-P4: Disaggregated Cell Site Gateway (DCSG) em pipeline programável de pacotes interoperável

• Kleber M. S. Rezende UNICAMP
• Alan T. da Silva UNICAMP
• Rodrigo Pierini UNICAMP
• Christian E. Rothenberg UNICAMP

DOI: https://doi.org/10.5753/wgrs.2024.3261

Resumo

À medida que a arquitetura de redes 5G amadurece, novos serviços tornam-se disponíveis para as operadoras de redes móveis e provedores de serviço. A implementação de tais serviços, aliada à busca pela independência de fornecedor e potencializada pelas tecnologias SDN, é um dos fatores que impulsionam a inovação. Dentro deste contexto, o cell site gateway (CSG) se destaca como um elemento de grande densidade e, por isso, soluções que reduzam os custos destes equipamentos sem comprometer qualidade são bem vindas. O Telecom Infra Project (TIP) estabeleceu algumas especificações que orientam o desenvolvimento destes elementos de rede, considerando a separação dos planos de controle e de dados, denominados de Disaggregated CSG (DCSG). Este trabalho apresenta uma proposta para a implementação de um DCSG virtualizado, com características comumente utilizadas por Provedores de Serviço, baseadas nas especificações do TIP. As principais contribuições deste trabalho incluem a implementação do pipeline projetado, a adaptação para hardware Tofino de baixo custo e a validação experimental em testbed no qual foram conduzidos testes funcionais e de interoperabilidade. Os resultados obtidos demostraram que o encaminhamento de pacotes realizado pela nossa solução é adequado para a interoperar com equipamentos IP/MPLS tradicionais de função fixa.

Referências

Abhishek Singh, J., Sachin Kumar, M. R., and Shushrutha, K. S. (2021). Implementation of segment routing-traffic engineering over mpls. In 2021 12th International Conference on Computing Communication and Networking Technologies (ICCCNT), pages 1–5.

Atrio, J. A. G., Morillo, M. J. L., Agabio, P., Garcia, L. M., Moretón, D. M., Sutton, A., López, V., Diallo, M. B., and Palmeira, S. F. (2019). Disaggregated cell site gateway: Technical specification v1.1. Disponível em: [link]. Acesso em: 06/10/2023.

Bahnasse, A., Louhab, F. E., Ait Oulahyane, H., Talea, M., and Bakali, A. (2018). Novel sdn architecture for smart mpls traffic engineering-diffserv aware management. Future Generation Computer Systems, 87:115–126.

Chaudhary, A. (2020). Niral open product framework. Telecom Business Review, 13(1):53.

Costa, F. G., Vogt, F., Cesen, F. E. R., de Castro, A. G., Luizelli, M. C., and Rothenberg, C. E. (2024). Pipo-tg: Parameterizable high-performance traffic generation. In 37th IEEE/IFIP Network Operations and Management Symposium (NOMS), Seoul, South Korea, Maio 2024.

Depasquale, E.-V., Tinka, M., Zammit, S., and Davoli, F. (2023). A survey of trends and motivations regarding communication service providers’ metro area network implementations. arXiv preprint arXiv:2309.11969.

Foundation, O. N. (2024). Sdn definition. Disponível em: [link]. Acesso em: 06/10/2023.

Kreutz, D., Ramos, F. M., Verissimo, P. E., Rothenberg, C. E., Azodolmolky, S., and Uhlig, S. (2014). Software-defined networking: A comprehensive survey. Proceedings of the IEEE, 103(1):14–76.

Kundel, R., Nobach, L., Blendin, J., Kolbe, H.-J., Schyguda, G., Gurevich, V., Koldehofe, B., and Steinmetz, R. (2019). P4-bng: Central office network functions on programmable packet pipelines. In 2019 15th International Conference on Network and Service Management (CNSM), pages 1–9.

Liu, Z., Lv, G., Wang, J., and Yang, X. (2022). Domain-specific programming router model. In International Conference on Emerging Networking Architecture and Technologies, pages 26–37. Springer.

Lu, G., Guo, C., Li, Y., Zhou, Z., Yuan, T., Wu, H., Xiong, Y., Gao, R., and Zhang, Y. (2011). {ServerSwitch}: A programmable and high performance platform for data center networks. In 8th USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation (NSDI 11).

Marcom, E. N. (2021). Edgecore dcsg - csr200 (as5915-18x) introduction. Disponível em: [link]. Acesso em: 06/10/2023.

Ollora Zaballa, E., Franco, D., Thomsen, S. E., Higuero, M., Wessing, H., and Berger, M. S. (2021). Towards monitoring hybrid next-generation software-defined and service provider mpls networks. Computer Networks, 191:107960.

Org, P. (2024). P4 open source programming language. [link]. Acesso em: 09/01/2024.

Rosa, R., Siqueira, M., Barea, E., Marcondes, C., and Rothenberg, C. (2014). Network function virtualization: Perspectivas, realidades e desafios. Minicursos SBRC-Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos.

Rosen, E., Viswanathan, A., and Callon, R. (2001). Multiprotocol label switching architecture. Technical report.

Steinert, B., Häberle, M., Nick, J.-O., Farinacci, D., and Menth, M. (2023). P4-lisp: A p4-based high-performance router for the locator/identifier separation protocol. In 2023 IEEE 9th International Conference on Network Softwarization (NetSoft), pages 89–97. IEEE.