Open Source Networking

5G 시대의 SDN/NFV 2021-07-14
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안 종 석
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Open Source Networking
2021. 7.
(2021년 12월까지 사용 권장)
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I. 5G와 오픈소스 네트워킹
II. 오픈소스 Eco-system
III. 5G 계층별 기능(5G코어, 5G에지 등)
IV. 인프라 구성 (AI, MANO등)

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 PNF (Physical Network Function): 하드웨어 어플라이언스 기반
 VNF (Virtualized Network Function): 가상머신 VM(Virtual Machine) 기반
 CNF (Cloud Native Network Function): 클라우드 네이티브는 컨테이너
기반, VM 등을 수용
네트워크 하드웨어 어플라이언스 NFV (Network Function Virtualization) 클라우드 네이티브
PNF
VNF CNF
5G 코어는 클라우드 네이티브로 진화 중 (Evolving to Cloud Native)
4

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 리눅스재단: 5G Super Blueprint
 LF Open Source Component Project for 5G
출처: https://wiki.lfnetworking.org/display/LN/LFN+Demo%3A+5G+Super+Blueprint
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 클라우드 네이티브 기반 5G 코어 아키텍처
 레퍼런스: 삼성의 5G Core’s Cloud Native Enabled Architecture
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 제조사의 오픈소스 사용 Cloud Native 5G Demo (예)
 5G RAN + Edge Compute
출처: Kubermatic KubeOne: https://www.kubermatic.com/solutions/5g/
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 Red Hat OpenShift Container Platform
• Real-time worker
• Non-real-time worker
출처: Red Hat, Deploying a full-service 5G network on OpenShift
• USRP B200-mini ($500)
o Up to 50 MHz BW
• Custom 20 dBm PA/LNA/Switch ($300)
o Band 38, 42/43, n38/n77-78
• Upboard/Upboard2
o (low-end $90 PC)
• GbE frontHaul POE+
• Antenna
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Quectel’s 5G module with M.2 to
USB 3.0 adapter and antennas
Adnan Aijaz, Ben Holden, and Fanyu Meng
Bristol Research and Innovation Laboratory, Toshiba Europe Ltd., Bristol, United Kingdom
firstname.lastname@toshiba-bril.com
 Open and Programmable 5G Network-in-a-Box: Technology
Demonstration and Evaluation Results
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 오픈소스 RAN/CN 소프트웨어
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 KVM 상에 free5GC 설치 환경 (예)
 Software
 OS: Ubuntu 18.04
 Linux kernel: 4.15.0-43-generic
 gcc 7.3.0
 Go 1.11.4
 QEMU emulator 2.11.1
 Minimum Hardware
 CPU: Intel i5 processor
 RAM: 4GB
 Hard drive: 160G
 NIC card: 1Gbps ethernet card
 Hardware Tested
 eNB
 WNC OSQ4G-01E2, 3GPP Rel-13 compliance (4G LTE Small Cell）
 D-Link DWR-1012, 3GPP Rel-12 compliance (4G LTE Small Cell)
 GemTek WLTGFC-101, 3GPP Rel-9 compliance (4G LTE Small Cell)
 UE
 LG C90 cellular phone
 D-Link DWR-932C dongle via USB cab
( 출처: free5GC )
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 오픈 프레임워크와 프로젝트
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 ONF 프레임워크 관계
Aether COMAC CORD SD-RAN OMEC ONOS
Aether x x x x x
COMAC x x x x x
CORD x x
SD-RAN x x x
OMEC x x
ONOS x x x
 COMAC (Converged Multi-Access and Core)
 CORD (Central Office Re-architected as a Datacenter)
 OMEC (Open Mobile Evolved Core)
 ONOS (Open Network Operating System)
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 텔코(Telco)를 위한 오픈소스 프로젝트 생태계
 오픈스택 재단 (OpenStack Foundation)
 리눅스 재단 (Linux Foundation)
 CNCF (Cloud Native Computing Foundation) Telecom User Group
 Hyperledger 의 Telecom SIG (https://wiki.hyperledger.org/display/TCSIG/Telecom+SIG)
 Acumos [LF AI Foundation]
 OPNFV (Open Platform for NFV)
 CNTT (Common NFVI Telecommunications Taskforce)
 Anuket (OPNFV+CNTT) **2021년
 ONAP (Open Network Automation Platform)
 OCP (Open Compute Project)
 ONF (Open Networking Foundation)
 TOSCA (Topology Orchestration Specification for Cloud Applications) 표준
 Cloudify
 TeraFlow
 Public Cloud의 오픈소스 서비스 (AWS, Azure, ..)
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 리눅스재단 (예: Featured LFN for 5G Capabilities)
• ONAP SDN Controller for Radio (SDN-R) based on OpenDaylight
• High-performance, flexible 5G user plane with FD.io and VPP
• 5G Cloud Native Network POC
• O-RAN Software Community for the creation of software for the Radio
Access Network (RAN)
• Tungsten Fabric and Akraino for SDN/NFV for 5G and Edge Use Cases
• LF Training Course: Open Source and the 5G Transition
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출처: https://www.lfnetworking.org/5g/

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OpenStack
(코드 개발)
Linux Foundation
(Use Case 정의,
Integration, 검증)
출처: https://wiki.openstack.org/wiki/Edge_Computing_Group?fbclid=IwAR3GNTB5_2IOJO-SvaGsmhCC2jhLxG9X-ISt021v-mIfG-TxsR7jiPtrM80
 Cloud Edge Computing: 단순 데이터센터 보다 큰 의미
 Akraino, Airship, StalingX (협력)
 Killer Service Solution 탑재 필요
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 Cellular network 아키텍처
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 The main building blocks of open source, programmable and
virtualized 5G networks with their components and technologies.
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 Telco Cloud의 운영지원 시스템(OSS) 지원 오픈소스의 빠른 변화
• 오픈소스는 통신환경의 공통 관심사를 공개 시험하는 파트너 생태계 형성
• 사용 오픈소스: Linux, OpenStack, KVM, Kubernetes, DPDK 등
• Telco Cloud 플랫폼을 위한 오픈소스 프로젝트: NFV(Network Functions
Virtualization)와 SDN(Software-Defined Networking) 기반
출처: https://inform.tmforum.org/features-and-analysis/2017/03/open-source-future-oss/ ONAP(Open Networking Automation Platform)
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 Test setup in Dell lab, with Layer 1 software modules
• PowerEdge R740: N3000 network card, an Intel X520 Ethernet network adapter,
two Intel® Xeon® Gold 6148 CPUs at 2.4GHz, 256MB of RAM.
• The server was running CentOS (7.5.1804)
• FlexRAN version 18.12, which required DPDK version 18.08, For the FPGA
offload, patches released in versions 19.03 were introduced along with DPDK
patches
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 FlexRAN: A Flexible and Programmable Platform for Software-Defined
Radio Access Networks
(출처: A Flexible and Programmable Platform for Software-Defined Radio Access Networks, Xenofon Foukas and 4 others )
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 TeraFlow: an ongoing project funded by the European Commission,
which aims to develop a carrier-grade SDN controller for networks
beyond 5G.
출처: https://www.infinera.com/blog/whats-next-for-sdn-control/tag/software-and-automation/?fbclid=IwAR0Pb29BuNOT8ipO7GP8-CuteSqANFdOi1ICT_gfLPeL7RngRb8rWujS2CA
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 TeraFlow use case
출처: https://www.infinera.com/blog/whats-next-for-sdn-control/tag/software-and-automation/?fbclid=IwAR0Pb29BuNOT8ipO7GP8-CuteSqANFdOi1ICT_gfLPeL7RngRb8rWujS2CA
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출처: https://www.openairinterface.org/wp-content/uploads/2015/06/cran_figure1.png
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 ONF의 기업용 5G 특화망 (Private 5G)
• Project: Aether
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에지 클라우드 프로바이더 인프라
(Edge Cloud Provider Infrastructure)
하이퍼 스케일러 인프라
(HyperscalerInfrastructure)
소프트웨어 정의 패브릭
(SD-Fabric)
소프트웨어 정의 코어 제어
(SD-Core Control)
런타임 운영 제어
(Runtime Operational Control)
중앙 플랫폼과 앱
(Central Platform & Apps)
하이스케일러
컨테이너
관리
(Hyperscale
Container
Mgt)
Virtualized
Components of
O-RAN Small
Cells
소프트웨어
정의 RAN
(SD-RAN)
소프트웨어
정의 코어 UPF
(SD-Core UPF)
에지 플랫폼과 앱
(Edge Platform & Apps)
에지
클라우드
컨테이너
관리
(Edge
Cloud
Container
Mgt)
하이브리드 클라우드 관리
(Hybrid Cloud Management)
운영도구
(Operational Tools)
출처: https://opennetworking.org/news-and-events/press-releases/onf-announces-new-sd-fabric-project-an-open-source-full-stack-programmable-
network-fabric-for-hybrid-cloud-edge-cloud-5g-and-industrial-iot/

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 Aether: Enterprise-5G/LTE-Edge-Cloud-as-a-Service
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 Aether is operational today
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 Aether Edge
• GPU Kit
• Management Switch
• OCP Servers
• VPN Router
• OpenFlow Switch
• COTS
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 Aether Connectivity
• CBRS Small Cell (Sercom, Accelleran)
• Band 7 Small Cell (Accelleran)
• CBRS Handset (iPhone 11, Google Pixel 4)
• Band 7 Handset (Samsung)
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 Aether (ONF projects)
 Enterprise-5G/LTE-Edge-Cloud-as-a-Service
Edge Cloud Central Cloud
Managed
Platforms &
Services
Access Service
Mesh Control
Edge Apps
Access
Services
Infrastructure
Control &
Management
Edge Cloud
Infrastructure
출처: https://www.opennetworking.org/aether/
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 OPNFV (Open Platform for NFV)
• 2014년 9월 30일 결성
출처: https://www.opnfv.org/about
SDN
컨트롤러
SDN 스위치
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 OPNFV is Now Anuket! (2021 년)
출처: https://www.opnfv.org/
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 Anuket
출처: https://anuket.io/
 Egyptian Goddess of the Nile
 Responsible for Annual
Flooding of the Nile
 Associated with gazelles,
arrows, and other swift-
moving entities
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 News: CNTT + OPNFV
출처: https://www.opnfv.org/
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 Anuket
• OPNFV (Open Platform for NFV)
• CNTT (Common NFVI Telecommunications Taskforce)
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 Anuket
• End to end Technology Lifecycle from Requirements to Implementation
• Aligned with Operator drivers
• Harnesses Technology for Deployment
CNTT
CNTT OPNFV
OPNFV Anuket
Anuket
 Operator Driven Common
Requirements
 Conceptual Reference Model
 Architecture Definition
 Specifications
 Implementation & Integration
 Distributed Community Labs
 Functional & Performance
Testing
 Conformance Programs
 Code
 CI/CD
 End to end Technology
Lifecycle from Requirements to
Implementation
 Aligned with Operator drivers
 Harnesses Technology for
Deployment
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 Hyperledger Telecom Special Interest Group
• https://wiki.hyperledger.org/display/TCSIG
• Proposed solution is a event agnostic platform that can manage Voice, SMS,
Roaming, IoT, Content or any other event settlement scenarios making it is true
convergent solution.
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 All Projects on One Page
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 Workloads with the (telco) ecosystem (예: Red hat)
 Red hat Telco 생태계 (예)
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제조사 솔루션 이름 오케스트레이션 연동
Big Switch
(Arista)
Big Cloud Fabric
쿠버네티스, 오픈스택, VMware,
OpenShift
Huawei CloudFabric
오픈스택, FusionSphere, ManageOne,
Red Hat, Mirantis
Lenovo RackSwitch
오픈스택, VMware vCloud Suite,
Microsoft Azure Stack, Tungsten Fabric
Netronome Agilio SmartNIC 오픈스택
Plexxi
(HPE)
Plexxi HCN 쿠버네티스, 오픈스택, vCloud, Nutanix
ZTE ZENIC 쿠버네티스, 오픈스택
Dell EMC Z9100-ON Switch
쿠버네티스, 오픈스택, VMware vCloud
Suite
Altoline 99xx/69xx
Suite
Mellanox
(NVIDIA)
Open Composable
Networks
오픈스택, VMware vCloud Suite, NEO
Cisco
Application Policy
Infrastructure Controller
(APIC)
VMware vCloud Suite
Ericsson Cloud SDN 쿠버네티스, 오픈스택
제조사 솔루션 이름 오케스트레이션 연동
Juniper
Networks
Contrail 오픈스택
Nuage
Networks
(NOKIA)
Virtualized Services
Platform(VSP)
Suite, 클라우드스택
Pluribus
Netvisor OS, Adaptive
Cloud Fabric
VMware vCloud Suite, Ansible, Puppet,
Chef
FlowEngine FlowEngine TDE-2000 오픈스택, VMware vCloud Suite
Red Hat NFV solution 쿠버네티스, 오픈스택
VMware
(Dell)
NSX
Suite
Wind River Titanium Cloud 오픈스택
A10 Thunder ADC 오픈스택, VMware vCloud Suite
Cumulus
(NVIDIA)
Cumulus Linux 오픈스택
ipinfusion OcNOS 오픈스택
Pulse Secure Pulse Access Suite
Suite
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이름 구분 출범일
Edgent 네트워크 분석 2016-12
linkerd NFVI - 인프라, VNF - L4-7 가속, 캐싱 2016-04
Cilium NFVI, VNF - L4-7 보안 2017-03
BiRD NFVI - 스위칭, 라우팅 2013-03
NetBox NFVI - 스위칭, 라우팅 2016-06
OSM (Open Source
MANO)
NFV MANO 2016-05
FBOSS NFVI - 스위칭, 라우팅, NFVI - NOS 2015-03
Faucet SDN 제어ler NFVI - 제어 2015-03
GoBGP NFVI - 스위칭, 라우팅 2017-02
HAProxy VNF - L4-7 보안, 가속, 캐싱 2001-12
YANFF NFVI, VNF - L4-7 보안, 가속, 캐싱 2017-03
OpenContrail NFVI - 스위칭, 라우팅, 제어, NFV MANO 2013-09
OpenDataPlane Project NFVI - 인프라 2015-02
OpenSwitch NFVI, 스위칭, 라우팅, NOS 2016
OPNFV
NFVI - 인프라, 하드웨어, 스위칭, 라우팅,
NOS, 제어
2017-09
FD.io
NFVI - 인프라, 스위칭, 라우팅, VNF - L4-7
가속, 캐싱
2016-02
OpenDaylight NFVI - 제어 2013-03
이름 구분 출범일
Open vSwitch NFVI - 스위칭, 라우팅 2009-07
ONAP
NFVI - 제어, NFV MANO, VNF - L4-7
보안,가속, 캐싱
2017-03
DPDK NFVI - 인프라, 스위칭, 라우팅 2012-09
FR라우팅 (FRR) NFVI - 스위칭, 라우팅 2017-10
OpenLSO NFV MANO 2016-03
NGINX Open Source
(OSS)
VNF - L4-7 보안, L4-7 가속, 캐싱 2011-07
Ryu NOS NFVI - NOS, 제어 2011-12
Open Network Linux NFVI - NOS 2014-01
ONIE NFVI - 하드웨어, 설치 2013-06
SONiC NFVI - 스위칭, 라우팅, NOS 2016-03
OpenConfig Project NFV MANO 2014-10
CORD NFVI - 인프라, NOS 미제공
ONOS NFVI - 제어 2014-12
OpenStack Neutron NFVI - 인프라 2013-07
OpenStack Tacker NFV MANO 2015-12
P4 NFVI - 인프라, 스위칭, 라우팅 2015-02
Project Calico NFVI - 스위칭, 라우팅 2014-07
Open Virtual Network
(OVN)
NFVI - 인프라, 스위칭, 라우팅 2015-01
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 The Status of Open Source for 5G (1 of 2) - 5G Americas
5G Network
Area
Focus Brief Description Open Source Effort References
Infrastructure Hardware
High performance at lower cost by
programmability and specialization of
tasks
Open Compute Project: https://www.opencompute.org
P4: https://p4.org
Infrastructure Networking
Fast rate packet processing by
acceleration techniques
DPDK: http://dpdk.org
VPP: https://fd.io
Infrastructure
Operating
System
Enabling white box use in carrier grade
networks
Linux: https://www.linuxfoundation.org/projects/linux/
Berkle Software Distribution: http://www.bsd.org
Disaggregated Network Operating System: https://www.danosproject.org
Access
Network
Radio
Implementing 4G LTE and 5G Radio
Access Network for NodeB and/or User
Equipment
openair5G: https://gitlab.eurecom.fr/oai/openairinterface5g/wikis/home
O-RAN: https://www.o-ran.org/
Core Network
Wireless Core
Network
Implementing 4G LTE EPC and 5G NGC
openairCN: https://gitlab.eurecom.fr/oai/openairinterface5g/wikis/home
M-CORD NGIC: https://software.intel.com/en-us/articles/an-interactive-
demo-of-the-next-generation-infrastructure-core-reference-
implementation
Management &
Control
Networking
Carrier grade packet processing and flow
control
OpenDaylight: https://www.opendaylight.org ONOS:
https://onosproject.org
Open vSwitch: https://www.openvswitch.org
M-CORD NGIC: https://software.intel.com/en-us/articles/an-interactive-
demo-of-the-next-generation-infrastructure-core-reference-
implementation
FD.io: https://fd.io
Management &
Control
Virtualization
Abstraction of general compute resources
to be shared across multiple applications
and logical networks
OpenStack: https://www.openstack.org
Kubernetes: https://kubernetes.io
Docker: https://www.docker.com
Management &
Control
Orchestration
Frameworks for describing dynamic
function and network deployment policies
with specific performance characteristics
Open Source MANO (OSM): https://osm.etsi.org
MEF Lifecycle Service Orchestration (LSO):
XOS: https://www.opennetworking.org/xos/
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 The Status of Open Source for 5G (2 of 2) - 5G Americas
5G Network
Area
Focus Brief Description Open Source Effort References
Management &
Control
Automation
Frameworks and middleware for enabling
Orchestration and Management tools to
configure general compute and
networking components via virtualization
layers
xRAN: http://www.xran.org
ONAP: https://www.onap.org
Ansible: https://www.ansible.com
Terraform: https://www.terraform.io/
Management &
Control
Modeling
Modeling tools and languages for defining
function and network services for
deployment used by Orchestration
Frameworks
TOSCA: https://www.oasis-
open.org/committees/tc_home.php?wg_abbrev=tosca
JuJu: http://jujucharms.com
YAML: http://yaml.org
YANG: https://tools.ietf.org/html/rfc6020
Management &
Control
DevOps
Software development methods to
automate process of building, validating
and deploying workloads into NFV
environments for service agility
Elasticsearch, Logstash, Kibana (ELK): https://www.elastic.co/elk-stack
Consul: https://www.consul.io
Etcd: https://coreos.com/etcd/
Jenkins: https://jenkins.io/
Puppet: https://puppet.com
Chef: https://www.chef.io/chef/
Management &
Control
Testing Tools
Management &
Control
Analytics
Data streaming protocols for continuous
analysis of the service monitoring
Apache Kafka: https://kafka.apache.org/
Apache Spark: https://spark.apache.org/
Management &
Control
AI Framework for use of AI in Network Automation https://www.acumos.org/
Management &
Control
Edge Compute Open source software for Edge Computing https://www.akraino.org/
Management &
Control
Cybersecurity
Security framework for Virtual network
infrastructures
SHIELD: https://torsec.github.io/shield-h2020/about/summary.html
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 기존 시장의 기술/비즈니스 5G 서비스로 확장 중 (단말/서버)
 B2B 시장 기회 (Vertical Market 별 환경 수용)
 지연 단축을 위한 Edge Cloud Computing 적용기술 확대
Edge Cloud Core Cloud
MEC(Multi-access Edge Computing)
IoT/센서
스마트홈 스마트 빌딩
원격진료
AR/VR HD/3D/360 비디오
스마트시티
로보트 드론 자율주행
CCTV
지연 단축을 위한 Edge Cloud
고화질 비디오
지능
저장
AR/VR
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JS Lab
 에지의 데이터센터 기술 도입: 국사의 데이터센터화 기지국 확대 고려
 5G는 4G EPC 코어 공유로 서비스 시작: 5G 코어 적용 확대 중
 MEC는 Eco-system 확대 영역: API 제공 및 B2B 등의 모델 확대
5G Core CP (Control Plane)
UPF UPF
gNB
UE DN
Cloud IMS OTT
서비스 서버
비디오 스트리밍 서버
카카오 서버, 웹서버
5G Core UP 5G Core UP
Local DN / MEC AF
MEC
Server
5G RAN
Contents
(컨텐츠)
5G Radio (2019) 5G Core Infra (2020 이후)
4G Core Infra
NSA(Non-Standalone)
SA(Standalone)
• RAN(Radio Access Network)
• MEC(Mobile | Multi-access Edge Computing)
• AF(Application Function),
• UP(User Plane),
• UPF(User Plane Function)
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 Edge(기지국)와 Central Office(국사)의 데이터센터 화 진행
 클라우드 네이티브화
 네트워크 슬라이싱 (종단간 Network Slicing)
 클러스터링 확장성 고려 (갯수등)
서비스 사이트
국사(CO)
기기/로컬네트워크
기지국(Edge)
전송 (Transport)
애플리케이션 감지
접속(Access), 이동성 (Mobility), 네트워크 앱
고정 (Fixed)
모바일 (Mobile)
클라우드 인프라
관리와 수익 창출
(오케스트레이션)
애플리케이션 클라우드
네트워크 슬라이싱
IoT/센서
스마트홈
원격진료
스마트시티
로보트 드론 자율주행
CCTV
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 텔코(Telco) 클라우드 구성을 위한 제조사의 오픈소스 기반 아키텍처
Samsung 5G Core’s Cloud Native Enabled Architecture
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JS Lab
CDN 블록체인 IoT 데이터 분석 AR/VR
 Telco Cloud 활용 기술 분야
 하드웨어
 인프라 소프트웨어 (오픈소스)
 CDN, 블록체인, IoT, 데이터 분석 (ML/AI), AR/VR
 서비스 애플리케이션
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 Telco의 에지(Edge)와 코어(Core) 클라우드 비교
Edge (에지) 클라우드 중앙 클라우드
App의 위치
노드의 물리적 위치에서 중요한 서
비스
비교적 위치와 독립적인 서비스
워크로드의
이동성
워크로드가 노드간 이동
클라우드 노드 장애 이외에는 비교
적 고정
워크로드의
역동성
다양한 App들이 다양한 시간에 크
게 다른 요구를 함
서비스를 적용하면 대부분의 시간
에 안정적인 워크로드
아키텍쳐
다른 형태의 많은 수의 노드와 다양
한 용량과 기술
대부분 동일하며 차이가 작음 (예:
AWS, OpenStack, Azure 등)
지연
지연과 거리는 종단 사용자들을 위
한 주요 역할
대부분 지연에 민감하지 않음
자원 가용성
에지노드는 작고, App을 위한 자원
의 가용성을 보장하지 않음
가용성 확보는 중요하며 주요 기능
중 1개
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 오픈소스 수용 제조사의 Telco Cloud 정책 (VMware 예)
 오픈스택(OpenStack), 쿠버네티스(Kubernetes) 수용 자동화
 오픈소스 기반 파트너 생태계 형성
출처: https://blogs.vmware.com/telco/introducing-telco-cloud-automation/
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JS Lab
 DPDK stands for Data Plane Development Kit.
출처: https://telcocloudbridge.com/blog/dpdk-vs-sr-iov-for-nfv-why-a-wrong-decision-can-impact-performance/?fbclid=IwAR1LP9jcgZipbh5Hyrcq-
kpheXwfTJ_5KLP2hUlZJVaWwJ2TbDnqfqvHESk
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JS Lab
 SR-IOV stands for “Single Root I/O Virtualization”
• The SR-IOV specification defines a standardized mechanism to virtualize
PCIe devices. This mechanism can virtualize a single PCIe Ethernet
controller to appear as multiple PCIe devices.
54

28
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JS Lab
 if Traffic is East-West, DPDK wins against SR-IOV
 If traffic is North-South, SR-IOV wins against DPDK
55
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JS Lab
 네트워크의 패브릭화: 제어(Control)와 포워딩(Forwarding)을 분리하
는 SDN 기반 네트워크 구조
NCF
NCP
Monolithic chassis Disaggregated disaggregated router
56

29
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JS Lab
 유형별 하드웨어 구성 (Network Cloud Clusters): 가입자(Last mile),
메트로(Metro), 에지(Edge), 코어(Core)
57
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JS Lab
 Architectural Decision Points
Enhanced Platform Awareness (EPA)
58

30
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JS Lab
Micro
Service
Micro
Service
Micro
Service
Micro
Service
Micro
Service
Micro
Service
proxy
proxy
proxy
proxy
proxy
proxy
Kubernetes / Service mesh
CNA (Cloud Native Architecture)
소프트웨어 정의 데이터센터 (SDDC: Software Defined Data Center) - 가상화/베어메탈
 클라우드 네이티브 아키텍처(Cloud Native Architecture)
• MSA(마이크로서비스 기반) 수용 클라우드 네이티브 기술 발전 수용 체계
• 온프레미스(On-premises) 인프라를 위한 SDDC 기반 데이터센터
하드웨어 신기술 수용 (서버 / HCI / 스토리지 / 네트워크)
59
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JS Lab
VMware의 Edge(에지) vCloud NFV
출처: https://docs.vmware.com/en/VMware-vCloud-NFV-OpenStack-Edition/3.3/vcloud-nfv-cloud-native-ra-33/GUID-6B8C1471-41A0-
4436-B9C2-6A9CD74989D9.html?fbclid=IwAR2wJPdkyAyjwCADbH2OWQLingsh4LlmzG1H3cCSOPNGBJeqT-erTBJC9Jg
60

31
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JS Lab
 NFV SD-WAN/NaaS
61
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 Edge Cloud Solution
62

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 Edge Cloud Solution
Kaloom™ Copyright
63
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 Red Hat OpenShift as a 5G NFV platform
5G RAN
64

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JS Lab
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 클라우드 기술의 추상화(Abstraction)와 자동화(Automation)를 사용
하는 오케스트레이션
(Source: ABI Research)
66

34
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JS Lab
서비스 사이트
국사(CO)
기기/로컬네트워크
기지국(Edge)
전송 (Transport)
애플리케이션 감지
접속(Access), 이동성 (Mobility), 네트워크 앱
고정 (Fixed)
모바일 (Mobile)
클라우드 인프라
관리와 수익 창출
(오케스트레이션)
애플리케이션 클라우드
네트워크 슬라이싱
IoT/센서
스마트홈 기관/기업
원격진료
스마트시티
IoT/로보트
드론
자율주행
CCTV
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네트워크
계획
네트워크
슬라이싱
Cell 사이트
유지보수
에지
클라우드
트래픽 최적화
RAN 분리
(SDN 제어기)
운영 자동화
 복잡한 연관 관계 학습
 전체/선택적 제어
 사전 예방적 자동 모드 운영
 새로운 비용 구조와 매출 기회
기업용
애플리케이션
사용자 행동 사이버 시큐리티
67
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JS Lab
 The Emergence and Practice of AIOps
출처: https://www.addteq.com/blog/2020/10/what-is-ai-ops-and-how-ai-ops-can-help-companies-to-solve-it-infrastructure-challenges
68

35
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JS Lab
 The Linux Foundation Network Analytics Projects
69
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JS Lab
 Acumos
 An Open Source AI Machine Learning Platform
• By AT&T and The Linux Foundation
출처: https://www.acumos.org/wp-content/uploads/sites/61/2018/03/acumos_open_source_ai_platform_032518.pdf
70

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JS Lab
 Data Pipeline 스트림
원시데이터
데이터 레이크 DW
Translation 분석
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JS Lab
 O-RAN Alliance
• Orchestrator and RAN components – A1 interface.
• RIC (RAN Intelligent Controller) and CU/DU – E2 Interface.
• CU-CP (control plane) and CU-UP (user plane) – E1 Interface.
• CU-DU – F1 interface.
• DU-RU (radio unit) – Open FrontHaul.
• Orchestrator and Cloud Platform (O-Cloud) – O2 Interface.
출처: https://www.redhat.com/en/blog/open-ran-and-o-ran-brief?fbclid=IwAR0V6fivK9xv2LEkXNTvjBeOSRVYB0cej4Q_zV6teY2Oh_GrVWmWDMS07js
72
YANG models that help manage the radio
units feature more than 6,000 parameters, with
less than 3% of them mandatory, and network
vendors also implement custom protocols.

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james@jslab.kr
JS Lab
73
출처: https://plugfestvirtualshowcase.o-ran.org/venue_east_asia.html
 The O-RAN plugfest/PoC in East Asia
james@jslab.kr
JS Lab
 AI-Driven mMIMO Beam Optimization
 https://stage-o-ran-
v2.azurewebsites.net/classic/generation/2021/category/intelligent-ran-
control-demonstrations/sub/intelligent-control/110
74
출처: https://plugfestvirtualshowcase.o-ran.org/venue_east_asia.html

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JS Lab
구성
 256 software-defined radios
 25.6 GHz of emulated bandwidth, 52 TB/s RF data
 21 racks of radios, 171 high-performance servers w/ CPUs,
GPUs
 Massive computing capabilities (CPU, GPU, FPGA):
o > 900 TB of storage
o 320 FPGAs
o 18 10G switches
o 19 clock distribution systems
o 52 TB/s of digital RF data
 O-RAN 구성
YANG models that help manage the radio
units feature more than 6,000 parameters, with
less than 3% of them mandatory, and network
vendors also implement custom protocols.
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JS Lab
 오픈소스 기반 AI 인프라 구성 (예)
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JS Lab
12 DRL(Deep Re-inforcement Learning) agents 병렬처리
 Fully-connected neural network (5 layers & 30 neurons each)
 Online inference w/ real-time RAN performance data
 Trained offline on 6 GB of data & 63 hours of experiments
 Decisions on scheduling policies of each BS slice
o Round-robin (RR)
o Waterfilling (WF)
o Proportional fair (PF)
 DRL(Deep Re-inforcement Learning) 병렬처리
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james@jslab.kr
JS Lab
Fully virtualized RAN on white-box hardware O-RAN open-source infrastructure
 O-RAN Integration in Colosseum
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40
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JS Lab
 Disaggregate RAN
• Ex.) 무선 접속 장비 DDoS 공격 탐지 후 즉시 차단
LF AI 졸업 프로젝트
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JS Lab
 ONAP (Open Networking Automation Platform)
 Platform Architecture Diagram
출처: https://www.onap.org/architecture
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참조: https://wiki.onap.org/pages/viewpage.action?pageId=11929755
 ONAP 시험 구성
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 ONAP is deployed using the ONAP Operations Manager (OOM)
 Requirements
• 14 VM (1 Rancher, 13 K8s nodes) - 8 vCPU - 16 GB RAM
• 160 GB Storage
• 1 Rancher VM that also serves as a shared NFS server
• 3 etcd VMs for the Kubernetes HA etcd plane
• 2 orch VMs for the Kubernetes HA orchestration plane
• 12 k8s VMs for the Kubernetes HA compute hosts
Software Version
Kubernetes 1.11.2
Helm 2.9.1
kubectl 1.11.2
Docker 17.03.x
출처: https://docs.onap.org/en/casablanca/guides/onap-developer/settingup/index.html#installing-onap
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JS Lab
출처: https://cloudify.co/blog/open-source-sdwan/
 Cloudify
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JS Lab
 표준 TOSCA 스펙 적용 오픈소스 ‘ARIA’
1. 오케스트레이션이 TOSCA 프로파일 지원을 위한 Python 라이브러리
2. TOSCA 애플리케이션 생성을 위한 SDK
3. CLI Tools: 오케스트레이션을 위한 TOSCA 템플릿
화웨이 제안 - Telco 클라우드의
End-to-End 오케스트레이션
AT&T의 ECOMP (Enhanced
Control, Orchestration,
Management & Policy)
TOSCA: OASIS open standards consortium (Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications)
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james@jslab.kr
JS Lab
호스트
미들웨어
앱 모듈
연결
 멀티 클라우드 오케스트레이션 : 표준 TOSCA 기반 GUI 서비스 (TOSCA 표준
적용 오픈소스 Cloudify 예)
생성 소스
(TOSCA)
적용 후 맵
(오픈스택)
TOSCA: OASIS open standards consortium (Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications)
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james@jslab.kr
JS Lab
 Multi-Cloud Service Networking
출처: https://cloudify.co/blog/edge-cloud-service-orchestration-with-azure-and-azure-stack-hybrid-multi-cloud-cloudify/
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44
JS Lab
James
Ahn
@
james@jslab.kr
Community
for
KOREN
AI
Network
Lab

Open Source Networking

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