论文读后感——5G-ICN: Delivering ICN Services over 5G Using Network Slicing

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论文题目: 5G-ICN: Delivering ICN Services over 5G Using Network Slicing

论文作者、单位: Ravishankar Ravindran, Asit Chakraborti, Syed Obaid Amin, Aytac Azgin, and Guoqiang Wang / HUAWEI

发表的会议或者期刊:IEEE Communications Magazine • May 2017

论文关键字: 5G-ICN,5G, ICN, NFV/SDN,Network Slicing

论文摘要原文: The challenging requirements of 5G, from both the applications and architecture perspectives, motivate the need to explore the feasibility of delivering services over new network architectures. As 5G proposes application-centric network slicing, which enables the use of new data planes realizable over a programmable compute, storage and transport infrastructure, we consider information-centric networking as a candidate network architecture to realize 5G objectives. This can coexist with end-to-end IP services that are offered today. To this effect, we first propose a 5G-ICN architecture and compare its benefts (i.e., innovative services offered by leveraging ICN features) to current 3GPP-based mobile architectures. We then introduce a general application-driven framework that emphasizes the flexibility afforded by network functions virtualization and software defined networking over which 5G-ICN can be realized. We specifcally focus on the issue of how mobility as a service (MaaS) can be realized as a 5G-ICN slice, and give an in-depth overview on resource provisioning and inter-dependencies and coordination among functional 5G-ICN slices to meet the MaaS objectives. The article tries to show the flexibility of delivering services over ICN where virtualization of control and data plane can be used by applications to meet complex service logic execution while creating value to its end users

论文摘要中文: 5G提出了以应用为中心的网络切片,利用可编程计算、存储和传输基础设施实现的新数据平面,ICN作为实现5G的候选架构,可以与IP共存。提出了一个5G-ICN架构,并与3GPP(2G到3G的过渡方案)进行比较。5G-ICN基于我们提出的一个通用应用驱动框架,通过NFV和SDN实现网络灵活性。特别关注如何把mobility as a service(MaaS)作为一个5G-ICN的切片,深入介绍了切片资源配置、相互依赖关系和功能协调,本文试图展示在ICN上进行分发服务的灵活性,应用可以通过控制虚拟化和数据层面满足复杂的业务逻辑并对用户创造价值。

研究问题、关键问题: 1)提出5G-ICN架构,与3GPP架构,4G架构过渡方案进行比较。
2)5G-ICN架构,通过NFV和SDN进行切片,实现网络灵活性。
3)提出5G-ICN的部署方案
4)特别关注如何把Mobility as a Service(MaaS)作为一个5G-ICN的切片,介绍切片资源配置、相互依赖关系和功能协调。通过ID/locator分离的方法,实现无缝的移动性支持。

研究动机、研究意义: 高密度物联网以及特殊的应用对网络的延迟、吞吐量和可靠性提出了更高的要求,因此推动5G的发展。这些挑战性的目标也推动了探索通过新网络架构提供服务的可行性。5G网络架构的研究工作存在两个方向:(1)保留4G核心网络架构,意味着必然继承了IP架构的缺陷,比如移动性、安全、组播和灵活性上的缺点。(2)使用新的架构,例如ICN。在由网络切片框架驱动的5G架构中,ICN可以被实现为包括可以提供服务的物理和虚拟资源的切片。

研究内容(算法、方法、技术、模型): (1)首先提出一种5G-ICN架构。在数据平面中,5G-ICN能够实现没有专用网关的平面架构,在控制和服务平面上,考虑到面向服务的网络需求,5G-ICN通过global service orchestrator自然地将服务虚拟化。另外,5G-ICN可以满足当前蜂窝网络架构(如LTE)中不存在的若干要求,包括命名:ICN允许不同的以应用为中心的命名模式;移动性;安全;可靠性;效率;contextual communication。相比于传统的IP架构,5G-ICN引入的优点证明对新网络架构的需求是合理的。(2)考虑了三个可能的5G-ICN部署场景。包括覆盖模型:ICN成为当前IP基础架构上的覆盖服务;集成模型:ICN与核心移动网络基础设施紧密集成;平面模型:5G-ICN架构集成在网络内,以利用5G-ICN提供的所有好处。(3)讨论了提供IP和ICN服务的网络切片框架,该框架具有五个功能平面(FP):服务业务平面、服务编排和管理平面、IP / ICN Global Orchestrator平面、域服务协调和管理、基础设施平面。强调网络功能虚拟化提供的灵活性和可以实现5G-ICN的软件定义的网络。(4)提出使用该网络切片框架实现5G-ICN架构的用例——MaaS(Mobility as a Service)。讨论了MaaS以及其他服务切片如何使用MaaS公开的API来为其动态实体启用移动服务。展示了提供MaaS的整体架构。假设应用提供的是视频会议服务,其中参与者随机加入会议,并且可以动态地从其他所需方请求音频/视频/文本内容。介绍了如何在不同切片之间考虑片段配置和交互的各个阶段来实现MaaS,分为六个步骤:基本网络切片引导;移动网络切片引导;创建视频会议切片;UE应用引导;启用动态移动性;处理无缝移动性。

研究结论、主要贡献: 提出5G-ICN架构,对比IP介绍其优点,解释其启用的功能和可能的部署模型,讨论网络切片框架。没有实验,但是给出了基于此架构和框架下的案例研究,假设一个应用场景,研究了在5G-ICN架构下如何将移动性作为服务动态启用,以及其他服务切片如何利用它来实现其资源实体的移动性。文章尝试展示通过ICN提供服务的灵活性。

创新点、创新性: (1)新提出一种5G-ICN架构(2)提出三个可能的5G-ICN部署场景:覆盖模型,集成模型,平面模型(3)提供IP和ICN服务的网络切片框架(4)网络切片框架实现5G-ICN架构

技术难点: 架构和部署方案的设计,是创新性的设计

对本人工作的启发: 从这篇文章探讨了5G在边缘网络中的融合架构的设计和部署的方案设计,并且把移动性作为一个服务切片。对研究生产者移动性有启发,考虑面向5G应用场景的移动性策略研究。

进一步研究思路 (Future Work):这篇文章探讨了实现未来网络架构的可行性,ICN在网络切片框架下提出5G。 文章认为ICN简化了网络架构,利用ICN的理想特征,可以帮助满足不同服务目标。 设计了一个5G-ICN架构,解释架构可能的部署方案。并研究了移动性如何服务5G-ICN框架。

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论文原文:http://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7926924/?reload=true

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