Impacto da virtualização dos recursos computacionais em redes de comunicação 5G e Indústria 4.0

Palestrante: Diego L. C. Dutra

Sumário

• Contexto e Motivação
• Demandas
• Enablers
• 5G
• Indústria 4.0: Industrial Internet, Factories of the Future e IIoT
• Linhas de Investigação
• Final Remarks & Discussion
• Questions

An Evolving Cloud Computing Ecosystem

SDS

NFV

SDN

Motivação: Virtualização de Servidores, Serviços e Rede

Sherman Shen, S. and Zhuang, W.

BBCR lab, Univ. of Waterloo

https://ece.uwaterloo.ca/~n35zhang/SDN/images/slicing.jpg

Radisys,

http://www.radisys.com/sites/default/files/m-cord_1.jpg

End to End Slicing e CORD (Central Office Re-architected as a Datacenter)

Motivação: Virtualização de Servidores, Serviços e Rede

Radisys,

http://www.radisys.com/sites/default/files/m-cord_1.jpg

M-CORD

Enablers: Virtualized Computational Env.

• Ambientes computacionais Virtualizados

Motivação: Orquestração

Por que não utilizarmos Orquestradores de Nuvens como Openstack Heat?

​

Enablers: Datacenters & µDatacenters

Core

Edge

Geo. Localization

Enablers: SDN

• Open Network Foundation Definition:
• Directly Programmable
• Agile
• Centrally Managed
• Programmatically Configured
• OPen Standards-Based and Vendor-Neutral

​

Enablers: SDN over Multiple Domains

• Open Network Foundation Definition:
• Directly Programmable
• Agile
• Centrally Managed
• Programmatically Configured
• Open Standards-Based and Vendor-Neutral

​

: Only at the southbound interface

Multi-domain Network Slicing

Motivação: ETSI NVF-MANO

Cloud Providers

Application Providers

Management System

5G Verticals

Requisitos por Vertical

Putting All together:

• Ambiente computacional distribuído entre múltiplos provedores de Cloud
• Múltiplos serviços e SLAs
• Serviços com diferentes requerimentos de latência
• Orquestração em ambiente de Clouds Hierárquico
• Topologia lógica da rede cruza limites dos datacenters
• Garantindo isolamento e QoS

ETSI MEC Orchestration

OSM Rel. 4

ONAP

FOG Orchestration: SORTS

IIoT, Industry 4.0, Factories of the Future, and Industrial Internet

Definindo a borda da Rede

Network slicing na Indústria

5G Applications Environment

SDI

Linhas de Investigação

On Going Research on these topics on 5G

Multiple Fully-Fledged CDN slices over Multiple Cloud Domains

© MOSA!C LAB 2017

​

ONOS: Ensuring end-to-end connectivity with QoS

D. Dutra, M. Bagaa, T. Taleb and HK. Samdanis, “Ensuring end-to-end QoS based on multi-paths routing using SDN technology, IEEE Gloobecom 2017 (accepted).

Ensuring end-to-end connectivity with QoS : Some Results

servers_O25_A40x40

clients_S10_O25_A40x40

Research challenge: Service migration in multi-edge

• System Level approach: service is migrated when mobile user attaches to a different edge

Edge Cloud #1

Edge Cloud #2

A

• Drawback: user can experience QoE degradation due to higher latency

• User is forced to access the service instance deployed in the previous serving edge node for the Total Migration Time

User Movement

Service Migration

A

Cross Datacenter Container Migration – Demo

© MOSA!C LAB 2017

​

Test bed setup

Server 2

Server 1

ONOS

Video display

Cross Datacenter Container Migration: Results

Security Demo

Security Demo

Security Demo: Attack

Security Demo: Attack

Introdução: Desafios

~12.000 pessoas

> 150 laboratórios

Construção sobre área aterrada (>60%)

~1Km² área total

Introdução: Desafios e Objetivos

RadNet: Comunicação por Interesse

RadNet: Comunicação por Interesse

RADNet-S: Cenário e Resultados

Tráfego “sem” o RadNet-S

Tráfego RadNet-S 100 Ep/s (80 Kbps)

Tráfego RadNet-S 1000 Ep/s (800 Kbps)

Sistema de Monitoramento: 1º pavimento CT/UFRJ

Sistema de Monitoramento: Subsolo do Bloco I, CT/UFRJ

Linhas de Investigação: Literatura

• R. A. Addad, M. Bagaa, T. Taleb, D.L.C. Dutra, and H. Flinck, "Optimization model for Cross-Domain Network Slices in 5G Networks", in IEEE Transactions on Mobile Computing.
• R. A. Addad, T. Taleb, H. Flinck, M. Bagaa and D.L.C. Dutra, “Network Slice Mobility in Next Generation Mobile Systems: Challenges and Potential Solutions”, in IEEE Network Magazine.
• R. A. Addad, T. Taleb, M. Bagaa, D.L.C. Dutra, and H. Flinck, “Towards Modeling Cross-Domain Network Slices for 5G,” in IEEE Globecom’18, Abu Dhabi, UAE, Dec. 2018.

• R. A. Addad, D.L.C. Dutra, M. Bagaa, T. Taleb, and H. Flinck, “MIRA!: A SDN-based Framework for Cross-Domain Fast Migration of Ultra-Low Latency 5G Services,” in IEEE Globecom’18, Abu Dhabi, UAE, Dec. 2018.
• R. A. Addad, D.L.C. Dutra, M. Bagaa, T. Taleb, and H. Flinck "Towards A Fast Service Migration in 5G", in IEEE Conference on Standards for Communications and Networking, (IEEE CSCN 2018), 29-31 October 2018, Paris, France.

Linhas de Investigação: Literatura

• R. A. Addad, D.L.C. Dutra, M. Bagaa, T. Taleb, H. Flinck, and M. Namane “Benchmarking the ONOS Intent interfaces to ease 5G service management,” in IEEE Globecom’18, Abu Dhabi, UAE, Dec. 2018.
• Y. Khettab, M. Bagaa, D. Dutra, T. Taleb, and N. Toumi, “Virtual Security as a Service for 5G Verticals,” in Proc. IEEE WCNC 2018, Barcelona, Spain, Apr. 2018.
• LIMA, et al. . RadNet-S: Um Mecanismo para Transmissão Segura e Secreta de Registros Syslog. In: WORKSHOP DE GERÊNCIA E OPERAÇÃO DE REDES E SERVIÇOS, 2018, Campos do Jordão.
• Santos, L. S. ; Messner, V. C,; DUTRA, D. L. C. ; AMORIM, C. L. "Redes Oportunísticas de Comunicação Segura para Monitoramento de Riscos de Sinistros".WRAC+2018

• Kablan, M., Alsadais, A., Keller, E., Le, F.: Stateless Network Functions: Breaking the Tight Coupling of State and Processing. NSDI 2017.
• T. Taleb, I. Afolabi, and M. Bagaa, “Orchestrating 5G Network Slices to Support Industrial Internet and to Shape Next-Generation Smart Factories,” in IEEE Network Magazine.

Final Remarks & Discussion

• Centralized vs Distributed Approaches
• Physical Network Control w/o Ownership
• Multi Domain Orchestration
• Multi Domain Computation Migration
• Hierarchical Orchestration

Oportunidades de Cooperação

• Projetos de Pesquisa
• Prof. Leonardo Bidese de Pinho
• Mestrado e Doutorado
• Estágios pós-Mestrado/Doutorado
• www.mosaic-lab.org/
• IIoT e 5G

Obrigado por sua atenção

RadNet: Protocolo de Comunicação

• Não exigência de endereçamento unívoco
• Modelo de comunicação seguindo o modelo Pub/Sub.
• Protocolo: