24
5G Locator/ID Moving Cell 2018511 IEICE-NV () 2018/05/11 IEICE-NV 1

5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

5G�����������Locator/ID������Moving Cell ����

�����������

2018�5�11� IEICE-NV������� ����������

(������)

2018/05/11 IEICE-NV 1

Page 2: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

����• “#/1.4��� Locator/ID37�!���������,&”

• 6(�-*�")�+��201726$ IPSJ MBL%�201726$�• “MocLis: a Non-Tunneling Moving Cell Support Protocol Based on

Locator/ID Split for 5G System”• Ochiai, Matsueda, Kondo, Takano, Kimura, Sawai, and Teraoka, ICC2018, May

2018

• “5G����������� Locator/ID37Locator3 �5������������'0”• -*�6(�+��NV%�2017211$�

• “Constructing Network Slices with Locator/ID Split and Locator Division for 5G Core Network”• Matsueda, Ochiai, Takano, Kimura, Sawai, and Teraoka, 5GArch (5th International

Workshop on 5G Architecture), in conjunction with ICC2018, May 2018.

2018/05/11 IEICE-NV 2

Page 3: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

Moving Cell Support

MocLis:Moving Cell Support Based on Locator/ID Split

2018/05/11 IEICE-NV 3

Page 4: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

Moving Cell

• 69�LTE-Advanced#�!.��• CPB@�0K����&�! (��'"-*%, �)• CP��?8)�������=� (��",/�)

• H<�$�I�0K@N• AQ�+���LTECP�*$�-LTE-���L:�0K

• AQ���",/�• (�%/��-

• MO�5J����0K;�*�-�-

• <N+�� 0KE43�1�7G2D3F>

2018/05/11 IEICE-NV 4

���

�������

����� �

�������"���������� ��������&�%# �$������!�

nestedmoving cell

Page 5: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

3GPP Fix Relay Node: Architecture-A[3GPP TR 36.806 V 9.00]

2018/05/11 IEICE-NV 5

����

������

��

�������

���

���

��

�������

�������

���

���

��

������� �����

��

���

���

��

����� �����

�����

���

��

����� �����

����

������

��

�����

�� ����������� �� ��������� ������ ��������������� �

�����������������

������������

separated

tunnel for UE tunnel for RN

acts as stable IP anchorfor mobile RN

Page 6: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

3GPP Fix Relay Node: Architecture-B[3GPP TR 36.806 V 9.00]

2018/05/11 IEICE-NV 6

����

������

��

�������

���

���

��

�������

�������

��� ���

��� ���

�� ��

������� �����

�����

���

��

����� �����

����

������

��

�����

�� ��������������� ��������� �������������� ��

���� ������������

�������������

S-GW/P-GW for RNis embedded

tunnel for UEtunnel for RN

Architecture-A, B������ �����→ ������nested moving cell����

Page 7: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

����5G����

2018/05/11 IEICE-NV 7

��

����

����

�����

����� ��� ����������

����

������

������

����� ��

����� �����������������������

������ �����

��� �������

���������� (�� �)

AMF: Access and Mobility Function SMF: Session Management FunctionRAN: Radio Access Network UE: User EquipmentRN: Relay Node UPF: User Plane Function

C-Plane���

IPv6 address prefix (64 bits)

e.g., 1��5G carrier ����������

Page 8: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

�����MocLis

• MocLis: Moving Cell Support Based on Locator / Identifier Split• Locator / Identifier Split

• 43• �&�#&�6�→ �&�#&��� ��� ��6�• nested moving cell support• �&����,����#&����UE/�nested RN/�5'2

• Linux��%����-0• UPF, AMF, RAN, RN, UE�"��+*���!&• UPF, UE����$(1 (locator.�)���)

2018/05/11 IEICE-NV 8

Locator IdentifierIPv6 address

0 64 127

Page 9: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

RN1�RAN1���

2018/05/11 IEICE-NV 9

����� ��������������� !���

������� ����� �������� !��!���

� ���� # ������ ��������������

���������������

���������� �����

�!����!������� � �������

�� ����������

��"������������� � ������������ � ����������� � �����

Binding Table in AMF

RS: Router SolicitationRA: Router Advertisement

RN1�RAN1���

Page 10: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

UE1�RN1���

2018/05/11 IEICE-NV 10

��! ��!�! ��� �����������!"���

������� ����� ��������!" �"���

� ����$ ������"������������ ��

�����������

�#��� ��������� ��

������ ������� �����

�$����$� ��������� �����

�����!�����!�

��#��������

IDRAN1 → PrefRAN1IDRAN2 → PrefRAN2IDRN1 → IDRAN1

IDUE1 → IDRN1

Binding Table in AMFIDUE1 → IDRN1

Binding Table in RN1

UE1�RN1���

UE1�RN1���

Binding Table��������RN�UE�������

Page 11: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

��������� ������

2018/05/11 IEICE-NV 11

���������

��

���

��

���� �����

������ �����

����� �����

���� �����

���� ������

��� ���� �������������

���� �����

������ �����

����� �����

���� �����

�� ���� �������������

���

� �

���

���

���

���

���

���

end-to-end���

end-to-end���

Page 12: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

�������� (RN1: RAN1→RN2)

2018/05/11 IEICE-NV 12

� �� �����! ������&� '*"�*"'&

��������� *(" �(

���(��"'�$"&#��)*���

��������������(������ ������ ")*(�*"'&

������,�������

�"����� ������ ���

�������!���$��(

� �����!���$��(���#������ ����#

���������(������� �������

� ����"�� �������������

������!���� �

%'+"& ���$$ ������ � ����������� � ����� ����� � �����

����� � �����

���� � �����

���� � ����

RN���UE��nested RN�������1 ������

Page 13: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

�������

• UPF, RAN, RN, AMF: ���• UPF, RN, UE: �������

• address prefix������• �������

• Xeon E5-2680 2.5 GHz x 2 CPU• 128 GB RAM• Ubuntu Server 14.04 LTS• VMwareESXi

2018/05/11 IEICE-NV 13

��

��

���� ����

���

��

���

� ��

���� ����

� ��� ��

� ��� �� � ��

�� ���� ����� �� ���

� ����� ��

� ��Procedure Type Time [ms]

Attachment of RN1 to RAN1 7.48Attachment of UE1 to RN1 8.28Attachment of RN2 to RN1 8.22Attachment of UE2 to RN2 9.34Handover of RN1 (RAN1 -> RAN2) 13.0

��������

VM

Page 14: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

��������

2018/05/11 IEICE-NV 14

���������������������� ������ ���

��

��

���

���

�����

0100200300400500600700

Throughput w/o frag. &reass

Throughput w/ frag. &reass

in dual & single tunneling

Throughput [Mbps]

Dual tunneling Single tunneling No tunneling

3GPP Fixed Relay Node:Architecture-A

3GPP Fixed Relay Node:Architecture-B

MocLis

�• ������

→ fragmentation��

��• ������

→ 3GPP����fragmentation��

Page 15: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

Slice Construction

Locator/ID��� ��Locator��

����������

2018/05/11 IEICE-NV 15

Page 16: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

� ������������

2018/05/11 IEICE-NV 16

�������$����"���������"�������

���"����������

��������������

�������$����"�����#�����������!������� ����������������

���"����������

�������������

��������$����������� ����������!����$�������

Page 17: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

��������

Hop-by-hop-"• �'&,�����)

• SDN ������single point of failure

• #�+%!���.��)

Edge-overlay-"• ���������(

• fragmentation & reassembly�+%���*$

• TCP offloads� /����

2018/05/11 IEICE-NV 17

Page 18: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

VXLAN vs. ����

2018/05/11 IEICE-NV 18

������������ � �����

������������ � ����������������� �

�� ������'&�%��������'&�%�

�� �����'&�%�

������������ � �����

�� ������'&�%�

����'&�%

�����$���!����&��$!�&��$� �

�����&��$!�&����� ���$� ���!��� �

�����&��$!�&����� ���$� ���!�#$"#"%��� �&�"�

�����'&�%� �����'&�%�

� � � � � � � � � �� �� �� �� �� ��

������ ��

�������� ����

������ ������������� �

��������IPv6� ���

(�)

VXLAN������(MPLS�����)

����������(MPLS�����)

��Ethernet Frame

Page 19: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

�� ����������

2018/05/11 IEICE-NV 19

�������������������������

�������������������������

�������������������������

�������������������������

������������������������

������������������������

� �"�����������������������

� �"����������������������� � �"�����������������������

� �"�����������������������

� �"�����������������������

� �"�����������������������

� �"�����������������������

� �"�����������������������

����!��&��#%�!�

�����������

���������

���������"$���#������

"$���#������

"$���#������ "$���#������

"$���#������

"$���#������

"$���#�����

�������������

����� �������

�������������

�������������

�������� ��������

�������� ��������

���

������ subnet�� ���ID

Page 20: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

Proof of Concept Prototype

2018/05/11 IEICE-NV 20

�� ������

�� �� ���� ��

� ��� ����

���������������������

��� ���

���������������������

����������� ��������� ��� ����

��������������������� ���������������������

��� ��� ��� ����������� �������� ��������

Dockercontainer

VMWare ESXi 4.1.0CPU: AMD Opteron 2439SE 2.8GHzMemory: 64GB

1 CPUMemory: 1GBOS: Ubuntu 16.04LTSKernel: Linux Kernel 4.4.0

������ subnet�� ���ID

Page 21: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

VM3���

2018/05/11 IEICE-NV 21

���

���Swap

vethpair

bridge

Physical NIC

Pop

� �� �

��������

� �� �

Push

��������������������������������������������

������������������������������������������

��������������������� ���������������������

src: 2001:200:0001:0001::1dst: 2001:200:0001:0002::5

packet

������ subnet�� ���ID

Page 22: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

����

2018/05/11 IEICE-NV 22

����"����$�(��������$�(+''��#������$�)'�������������������

�#�������������

%�&

%�&

�����* ���!�������* ������

�� ��

������ ����

����

Edge-overlay��(VXLAN)

������������ ����

Page 23: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

���������

2018/05/11 IEICE-NV 23

)%�) +$�-�

+$$�*�

,*'�*�

&)�&�

'$%�$�

+()�,�

-&,�$�

$�

%$$�

&$$�

'$$�

($$�

)$$�

*$$�

+$$�

,$$�

-$$�

%$$$�

��������� ������ ����� � ������.�%&,� �����!

��������� ����� ����� � ������.�%&,� �����!

��������� ������ ����� � ������.�%('*� �����!

��������� ����� ����� � ������.�%('*� �����!

��

����

����

��� �

���!

����� �������

mMTC�URLLC�����������

(�4.25 )

Page 24: 5G Locator/ID Moving Cell - IEICE

���

• MocLis: Locator/IDCL�1��moving cell support

• �+!(+�F�• nested moving cell �&��• "+���#4 �� (+�����UE9�nested RN9�B,;• %*���%6:• 6I?�7K40• 3�)�%��

• Locator/IDCLLocatorC/����'��2>• Ho-by-hopD5�Edge-overlayD5�=���'��2>E• �+!(+�F�• MPLS<-CL• %*���%6:• VXLAN��3�)�%���@�8��$���HJ (G4.25A)

2018/05/11 IEICE-NV 24

Locator/IDCL�.�Locator C/