IETFにおける5G関連技術の議論動向～ネットワークスライス編～
2018/4/27
日本電信電話株式会社
NTT ネットワークサービスシステム研究所
本間俊介
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自己紹介 氏名：本間俊介
 所属：NTTネットワークサービスシステム研究所
 業務内容• 高機能エッジルータの開発• ネットワーク機能仮想化技術の研究
 IETFでの活動• ネットワークスライシング技術の標準化動向の調査・提案
̵ draft-homma-coms-slice-gateway• ID-LOC分離技術のモバイルネットワーク適用の提案
̵ draft-homma-dmm-5gs-id-loc-coexistence
過去にはSFCの標準化にも取り組んでいたりします。

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報告内容

ここについてCOMSの議論動向を中心に報告します。

栃尾さんの発表資料より抜粋
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IETFでのスライス議論の経緯とCOMSの概要について

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What is Network Slicing?
• ネットワークスライスとは、サービス用件に応じて同一物理インフラ上に構築される仮想ネットワークのこと。
⇒今後、益々多様化する通信サービスや端末に対して、適切なネットワークの提供を可能となる。
用途に応じたネットワークが同一物理インフラ上に仮想的に構築される

高信頼かつ低遅延

大量接続

高速かつ大容量https://www.slideshare.net/yihsuehtsai/new-services-and-markets-technologyenablers-smarter-lte-relese-13-and-road-to-5g
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IETFで議論されているスライスについて• ネットワークスライスは、オペレーションからトランスポートまで、様々なネットワーク技術の組み合わせにより実現される。
• IETFでも、既存技術のスライス観点での制御方式やスライス用途での利用手法に関する議論が中心となっている。（新規技術の提案ではない）
本発表では、COMS BoFでの議論模様を中心に報告
Operation/API
Network Function
Transport

COMS, ANIMA, TEAS(ACTN), L3SM, L2SM, etc.
SFC

MPLS, SPRING, NVO3, TEAS（ACTN）, etc.

<Consideration areas for network slicing and relevant WG/BoFs in IETF>
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COMS (NetSlices) BoFの経緯について• NetSlices BoF（COMSの前身）がIETF99に開催。
⇒スライスの定義があいまい、スコープが広すぎるとの意見からWG化は見送りに…
• 一部の提案者が検討を継続。スコープをスライスのオペレーションに絞り、COMSとして再チャレンジ。IETF101でCOMS BoFが開催※ただし、新規WG立ち上げのための意義が十分に示せていないとの見解からnonWG-formingとしての開催に

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提案されているCOMSのスコープ• Resource-centricなオペレーションフレームワークの実現を目指す。

NS: Network Slice
NSO: Network Slice Orchestrator

https://datatracker.ietf.org/meeting/101/materials/slides-101-coms-how-dothe-concepts-fit-together-alex-galis-01
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COMSと関連WGの関係について

一部のData model
はACTNを参照

データプレーンについては既存技術の利用を基本とする
https://datatracker.ietf.org/meeting/101/materials/slides-101-coms-how-dothe-concepts-fit-together-alex-galis-01
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COMS BoFの議論模様について

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COMS Agenda• Non-WG-forming形式で実施。スライスを標準化する意義や、IETFが適切な議論の場であるのかという、AD・Chairsからの問いに回答する形式のAgendaが組まれた。
• キーコンセプトのひとつが「End-to-End スライスの生成・制御」であり、これに則した内容となった。
1. Administrivia - chairs
2. Objectives of the BoF - ADs
3. Overview of Questions to be Answered - chairs
Refresher on the questions the ADs want answered. See item 8 on the agenda.
4. Setting the Scene - Jari Arkko
Reference: draft-arkko-arch-virtualization
5. Why are we trying to provide NS solutions
a. Motivation for Management of Network Slicing and IETF work from Operator's View Point Shunsuke Hommab. Motivation for Management of Network Slicing and IETF COMS work from Operator's View Point Luis M. Contrerasc. Q&A
Reference: draft-qiang-coms-use-cases Supporting references: draft-geng-coms-architecture draft-homma-coms-slice-gateway
6. What are we trying to do?
a. Problem Statement and Architecture of COMS Liang Gengb. COMS Architectural Design Enablers & Artefacts(1) : COMS Technology Independent Information Model Cristina Qiang
c. COMS Architectural Design Enablers & Artefacts(2) : Network Slice Interconnection Xavier de Foyd. Q&A 10 mins
Reference: draft-geng-coms-architecture Supporting references: draft-defoy-coms-subnet-interconnection draft-homma-coms-slice-gateway
draft-qiang-coms-netslicing-information-model
7. How do the concepts fit together?
a. Alex Galis 10 mins
b. Q&A 5 mins
Reference: draft-geng-coms-architecture
8. The Questions - chairsMove through the questions one-by-one getting clarity on the answers.
9. Wrap up - ADs

オペレータ観点からスライスへのモチベーションについて発表

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10Setting the Scene• IETFで議論されている仮想化関連技術とそれをスライスへ適用する際の課題に関する分析について言及。
 IETF内外の様々な技術（仮想化、分離、リソース管理、オーケストレーション）の検討が必要
 何が不足しているかの明確化が必要⇒Top DownアプローチとBottom Upアプローチをどうつなげるか

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Why are we trying to provide NS solutions• COMS BoFで発表を実施、以下について言及。
 スライスへのモチベーション：多様化するデバイス・サービスへの対応、新規ビジネルモデルの創出
 IETFへの期待：具体的なソリューションの実現、既存のIETF技術の活用方法に関する検討 スライス実現に向けた課題：E2Eでのスライス構築・運用技術の確立、既存NWへの親和性確保等• 複数事業者に跨るE2Eスライスの構築は今回の発表全体を通じて、一つの重要なコンセプトとなっており、続くTelefonicaの発表においても、強く言及された。
• 上記の要件については大きな反論もなく、概ね理解を得られた模様。

https://datatracker.ietf.org/meeting/101/materials/slides-101-coms-motivation-for-management-ofnetwork-slicing-and-ietf-work-from-operators-view-point-shunsuke-homma-01

https://datatracker.ietf.org/meeting/101/materials/slides-101-coms-motivation-for-management-of-networkslicing-and-ietf-coms-work-from-operators-view-point-luis-m-contreras-00

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What are we trying to do?
Problem Statement and Architecture of COMS
• COMSが解決する課題やスコープ、アーキテクチャについて言及。

• 主な課題の一つに異なる技術が用いられた複数ドメインを接続してスライスを構築することが挙げられており、検討スコープとしてResource-Centric（Technology-Agnostic）な管理機構の実現を考えている。
• COMSの主なスコープは以下の通り。
• Service Delivery Interface（SDI）：NSaaSを規定するインタフェース。Orchestrator間でも使用される。
• Customer Service Interface（CSI）：テナントに向けて公開されるインタフェース。OrchestratorはこれをNetworkInstanceを管理する情報に変換する。
• COMS Information Model：リソース・Characteristic attributeの観点でnetwork slice entitiesを管理するための情報モデル。

https://datatracker.ietf.org/meeting/101/materials/slides-101-coms-problem-statement-and-architecture-of-coms-liang-geng-00

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What are we trying to do?
COMS Technology Independent Information Model• COMSで定義するInformationモデルについて言及。
• スライスを定義する技術非依存なInformation Modelを規定することで、カスタマに対してアンダーレイネットワークで使用されている技術を見せることなくスライスを提供することを可能とする。

https://datatracker.ietf.org/meeting/101/materials/slides-101-coms-coms-architectural-design-enablers-artefacts1-coms-technology-independent-information-model-cristina-qiang-01

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What are we trying to do?
Network Slice Interconnection• 本発表ではE2Eスライス実現における課題であるドメイン間接続に関連するドラフトの概要が紹介された。
 draft-defoy-coms-slice-subnet-connection
ドメインごとに構築されるスライスサブネット間を接続するための管理モデルやインタフェースの仕様について規定 draft-homma-coms-slice-gateway-function
スライス構築・制御に求められるD-plane機能要件と、これらを提供するゲートウェイ機能（SliceGateway/SLG）を定義すると共に、SLGによるスライスサブネット間接続における考察を記載https://datatracker.ietf.org/meeting/101/materials/slides-101-coms-coms-architectural-design-enablers-artefacts2-network-slice-interconnection-xavier-de-foy-03

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【参考】Slice Gatewayの概要• 異なる仕様のネットワークドメインを跨って一定の通信品質が確保されたE2Eスライス構築を実現するため、ドメインの入口でパケットを適切な形式に変換するためのゲートウェイ機能（Slice Gateway/SLG）を配備するアーキテクチャモデルを提案。
• SLGはNWスライシングにおいてD-planeに求められる機能を提供し、Slice-unawareなネットワーク上でのスライスの構築・運用を可能とする。
• 提案ドラフトでは、SLGを用いたアーキテクチャモデルや機能要件について記載している。
https://datatracker.ietf.org/doc/draft-homma-coms-slice-gateway/【SLGの機能要件例】
 インフラとしてのスライス制御機能：• Identification/Classification• Transport/Forwarding• Isolation• Service Chain• AAA• OAM
 スライス上でのサービス提供機能• Identification/Classification• QoS control• Service Chain• Telemetry
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How do the concepts fit together?
• AD/Chairsからの問い、要求に対する回答のフォローアップ的な内容の発表。
• 過去の会合からの進捗や、Top Down/Bottom Upの繋ぎ合わせやCOMSのスコープといったCOMSの方向性、次回号に向けたステップについて言及。

https://datatracker.ietf.org/meeting/101/materials/slides-101-coms-how-do-the-concepts-fit-together-alex-galis-01

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17その他のスライドについては以下のURLを参照のこと。
https://datatracker.ietf.org/meeting/101/materials.html

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COMS BoF議論模様のまとめ• 150名を超える参加者が集まり、注目度の高さが伺えた。
• 各発表を通じて、AD/Chair及び聴講者達にはスライス標準化とIETFでこれをやる意義、COMSのスコープ等、概ね理解を得られた様子。
⇒但し、今回はnon-forming WG BoFでの開催であることから、WG化についての結論には至っていない。
＃ 有識者の意見によると、この後、各エリアのADの間で会議が開催され、そこで今後の指針が決定されるのではとのこと。

• 提起された課題は以下：
 多くのToolがある中で、足りないものは何か？
 Top donwとBottom upのどうつなげるのか？
 他SDOとの関係（ネットワークオペレーションを議論しているSDOは既に多数ある）

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今後のスライス議論の行方について• 今回の有識者の間でも今後の進め方について、以下の２つの意見が出ている。
 スライスはネットワークシステム全体を考慮する必要があり、専用のWGを立ち上げ、総合的な検討を進めていくべき。

 立ち上げにはまだまだ時間と労力がかかる事、スライスの各要素としては既存のWGでカバー可能であることから、関連WGでスライスの標準化を進めつつ、Sidemeeting等で全体の進捗・整合性を調整していくべき。
＃個人的には、watchするWG数を抑えられるので前者でいきたいところだが。。。

• IETFでもスライスは非常に注目されており、何かしらの形で標準化議論が進んでいくと思われる。

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最後に少しだけ、5Gユーザプレーン関連での提案
中の方式について紹介

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【参考】提案中のID-LOC分離方式

注）Cut offに間に合わず、IETF101 では未発表• ID-LOC分離技術は、適切なLocatorを判別し最短経路での転送を行えること、端末のIPを固定化できることから、モバイルU-planeが抱える課題（トロンボーンルーティング、ローミング時のセッション維持）を改善する一手段として期待されている。
• 一方、3GPP 5GCの仕様が2017. 12でFixされており、これを大きく変更する提案は難しいことが予想される。
⇒3GPP 5GCの仕様を変えずにID-LOC分離技術を導入する手法を提案する。本提案手法は、5GCの基本機能であるULCL（Uplink Classifier）を用いて、Locatorベースの転送が必要なパケットのみをID-LOCベースのネットワークへダイバートさせることを特徴とし、5GCとID-LOCベースのネットワークの共存を可能とする。
https://datatracker.ietf.org/doc/draft-homma-dmm-5gs-id-loc-coexistence/【提案アーキテクチャ】
xTRがUEのIDに基づき、適切なxTRへ転送する

ID-LOC対象外のパケットは従来通りGTP-Uで転送される自網内アドレス宛のパケットをxTRへダイバート【UPF/ULCLの挙動】
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ご清聴ありがとうございました。
質問等あればこちら（homma.shunsuke@lab.ntt.co.jp）まで

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