Utilizando a RFT para a Detecção de Falhas de Microsserviços do Controlador O-RAN

  • Alexandre Huff UTFPR
  • Matti Hiltunen AT&T Labs Research
  • Elias P. Duarte Jr. UFPR

Resumo


A O-RAN (Open Radio Access Network) Alliance está definindo uma nova interface de comunicação (E2) de código aberto para customizar e controlar o comportamento da RAN. A plataforma RIC (RAN Intelligent Controller) permite implementar funções de controle da RAN por meio de microsserviços chamados xApps. Este trabalho descreve uma estratégia de tolerância a falhas para os microsserviços (xApps) que executam no controlador RIC. A estratégia proposta consiste de técnicas de particionamento de estado com replicação parcial em grupos de xApps e re-roteamento de mensagens com ciência de papel. Uma biblioteca chamada RFT (RIC Fault Tolerance) foi implementada e disponibilizada para o desenvolvimento de xApps tolerantes a falhas. Resultados experimentais apresentados neste artigo demonstram a detecção de falhas de microsserviços do controlador RIC com a RFT.

Referências

3GPP (2021). The 3rd generation partnership project (3GPP). https://www.3gpp.org/. Acessado em junho de 2021.

Adya, A., Myers, D., Howell, J., Elson, J., Meek, C., Khemani, V., et al. (2016). Slicer: Auto-sharding for datacenter applications. In Proc. OSDI, pages 739–753.

Cattell, R. (2011). Scalable SQL and NoSQL data stores. ACM SIGMOD Rec., 39(4):12–27.

Gomez-Miguelez, I., Garcia-Saavedra, A., Sutton, P., Serrano, P., Cano, C., and Leith, D. (2016). srsLTE: an open-source platform for LTE evolution and experimentation. In Proc. 10th ACM Int. Workshop on Wireless Network Testbeds, Exp. Evaluation, and Characterization, pages 25–32.

Gudipati, A., Perry, D., Li, L. E., and Katti, S. (2013). SoftRAN: Software defined radio access network. In Proc. 2nd ACM SIGCOMM Workshop on Hot Topics in Software Defined Networking, page 25–30.

Habibi, M. A., Nasimi, M., Han, B., and Schotten, H. D. (2019). A comprehensive survey of RAN architectures toward 5G mobile communication system. IEEE Access, 7:70371–70421.

Huff, A. (2021). Composição de Serviços Virtualizados de Rede sobre Múltiplos Orquestradores NFV & Tolerância a Falhas para Microsserviços do Controlador O-RAN. PhD Thesis, UFPR.

Huff, A., Hiltunen, M., and Duarte Jr., E. P. (2021a). RFT: RIC fault tolerance. https://github.com/alexandre-huff/rft. Acessado em junho de 2021.

Huff, A., Hiltunen, M., and Duarte Jr., E. P. (2021b). RFT: Scalable and fault-tolerant microservices for the O-RAN control plane. In 2021 IFIP/IEEE Int. Symp. on Integrated Network Management.

Kaltenberger, F., de Souza, G., Knopp, R., and Wang, H. (2019). The OpenAirInterface 5G new radio implementation: Current status and roadmap. In 23rd Int. ITG Workshop on Smart Antennas (WSA).

Kubernetes (2021). Kubernetes. https://kubernetes.io/. Acessado em junho de 2021.

O-RAN Alliance (2020a). O-RAN architecture description. Technical Specification O-RAN-WG1-O-RAN Architecture Description - v01.00.00, O-RAN Alliance.

O-RAN Alliance (2020b). O-RAN near-real-time RAN intelligent controller architecture & E2 general aspects and principles 1.01. Technical Specification O-RAN.WG3.E2GAP-v01.01, O-RAN Alliance.

O-RAN Alliance (2020c). O-RAN operations and maintenance architecture. Technical Specification ORAN. WG1.OAM-Architecture-v03.00, O-RAN Alliance.

O-RAN Alliance (2021). O-RAN Alliance. https://www.o-ran.org/. Acessado em junho de 2021.

O-RAN SC (2021a). O-RAN SC projects: Near realtime RAN intelligent controller (RIC). https://docs.o-ran-sc.org/en/latest/projects.html. Acessado em junho de 2021.

O-RAN SC (2021b). O-RAN software community. https://o-ran-sc.org/. Acessado em junho de 2021.

OAI (2021). OpenAirInterface: 5G software alliance for democratising wireless innovation. https://www.openairinterface.org/. Acessado em junho de 2021.

Olwal, T. O., Djouani, K., and Kurien, A. M. (2016). A survey of resource management toward 5G radio access networks. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 18(3):1656–1686.

Ongaro, D. and Ousterhout, J. (2014). In search of an understandable consensus algorithm. In Proc. USENIX ATC, pages 305–319.

Parvez, I., Rahmati, A., Guvenc, I., Sarwat, A. I., and Dai, H. (2018). A survey on low latency towards 5G: RAN, core network and caching solutions. IEEE Commun. Surveys & Tutorials, 20(4):3098–3130.

Schneider, F. B. (1990). Implementing fault-tolerant services using the state machine approach: a tutorial. ACM Computing Surveys, 22(4):299–319.

Shayea, I., Ergen, M., Azmi, M. H., et al. (2020). Key challenges, drivers and solutions for mobility management in 5G networks: A survey. IEEE Access, 8:172534–172552.

Sherry, J., Gao, P. X., Basu, S., Panda, A., Krishnamurthy, A., Maciocco, C., et al. (2015). Rollbackrecovery for middleboxes. In Proc. SIGCOMM, page 227–240.

van Renesse, R. and Schneider, F. B. (2004). Chain replication for supporting high throughput and availability. In Proc. OSDI.

Zhao, W., Melliar-Smith, P., and Moser, L. (2013). Low latency fault tolerance system. The Computer Journal, 56:716–740.
Publicado
16/08/2021
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HUFF, Alexandre; HILTUNEN, Matti; DUARTE JR., Elias P.. Utilizando a RFT para a Detecção de Falhas de Microsserviços do Controlador O-RAN. In: WORKSHOP DE TESTES E TOLERÂNCIA A FALHAS (WTF), 22. , 2021, Uberlândia. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2021 . p. 99-112. ISSN 2595-2684. DOI: https://doi.org/10.5753/wtf.2021.17207.