Why another mobile network testbed? Mobile networking - PowerPoint PPT Presentation

PhantomNet ¡ An ¡end-­‑to-­‑end ¡mobile ¡network ¡testbed ¡ Kobus ¡Van ¡der ¡Merwe ¡

Why ¡another ¡mobile ¡network ¡testbed? ¡ Mobile ¡networking ¡growing ¡traffic-­‑wise ¡and ¡growing ¡in ¡importance ¡ • – Mobile ¡devices ¡increasing ¡in ¡sophisAcaAon ¡and ¡becoming ¡the ¡ “compute ¡plaCorm ¡of ¡choice” ¡ ¡ ¡ Current ¡network ¡architectures ¡(LTE/EPC) ¡are ¡packet ¡based ¡ • – But ¡under ¡the ¡hood ¡look ¡a ¡lot ¡like ¡their ¡circuit ¡switched ¡forebears ¡ Major ¡technology ¡trends ¡reshaping ¡the ¡way ¡we ¡do ¡things ¡ • – Cloud ¡compuAng, ¡soPware ¡defined ¡networking ¡ Current ¡measurement ¡studies ¡ • – From ¡the ¡“outside”, ¡no ¡ground ¡truth ¡ ¡ Need ¡a ¡realis*c ¡“playground” ¡where ¡as ¡a ¡community ¡we ¡can: ¡ explore/invent ¡mobile ¡network ¡architectures ¡in ¡an ¡end-­‑to-­‑end ¡manner ¡ • look ¡“under ¡the ¡hood” ¡of ¡exis*ng ¡mobile ¡network ¡architectures ¡ •

PhantomNet ¡ Programmable ¡end-­‑to-­‑end ¡mobile ¡testbed ¡ to ¡enable ¡research ¡at ¡the ¡intersecAon ¡of ¡ mobile ¡networking, ¡cloud ¡compuAng ¡and ¡ soPware ¡defined ¡networking ¡ ¡ • Remotely ¡accessible ¡and ¡sharable ¡ – Emulab ¡style ¡ ¡

Base ¡funcAonality ¡ Small-cell with compute platform • Physical ¡deployment ¡ – Mobile ¡devices ¡ Mobile Device SDN Backbone – Small ¡cell ¡deployment ¡ (LTE ¡based) ¡ – SDN ¡capable ¡backbone ¡ Cloud Infrastructure – Cloud ¡infrastructure ¡ • SoPware ¡ – “Mobile ¡network ¡toolkit”: ¡ • Modular ¡evolved ¡packet ¡ core ¡(EPC) ¡soPware ¡ • Emulab ¡control ¡framework ¡

Mobile ¡network ¡toolkit ¡ • Create ¡“standard” ¡ eNB eNB eNB mobile ¡network ¡ architectures: ¡ LTE eNB Smartphone IP Backbone eNB – E.g., ¡4G: ¡LTE ¡+ ¡EPC ¡ ¡ MME S-GW • Replace ¡some/all ¡ Cloud Cloud Cloud P-GW Servers Servers components ¡to ¡realize ¡ Servers different ¡architectures: ¡ – Cloudlet-­‑like ¡ architecture ¡ Cloudlet Cloudlet Cloudlet – Mobility ¡First ¡ approaches ¡ Low latency mobile app IP Backbone Cloudlet – SoPcell ¡ Cloudlet Cloud Cloud Cloud Servers Servers Servers

Mobile ¡device ¡plaCorm ¡ • Exploit ¡dual ¡acAve ¡ Control Access Commercial Mobile Network radio ¡devices ¡ Mobile Provider • One ¡radio: ¡ Mobile Device commercial ¡provider ¡ Radio 1 Internet – Allow ¡volunteers ¡ Radio 2 to ¡use ¡as ¡regular ¡ handsets ¡ Emulab Control – Provide ¡out-­‑of-­‑ Infrastructure band ¡control ¡ channel ¡ SDN Backbone – Hoping ¡we ¡can ¡use ¡ PhantomNet SciWiNet ¡ ¡ • Second ¡radio: ¡ Cloud Infrastructure PhantomNet ¡ – Part ¡of ¡testbed ¡ resources ¡ ¡ ¡

Mobile ¡device ¡plaCorm ¡ • Dual ¡radio ¡devices ¡ Mobile Device • “Tiered” ¡ PN PN Java App Java App Cells processes API API abstracAons ¡for ¡ PN Wrapper PN Wrapper Command PN Java App PN & Elab experimenter ¡ Emulab Processes Cmds Shell API PN Wrapper PN Wrapper access: ¡ User Space Android – JVM: ¡Android ¡ Environment applicaAons ¡ Root Namespace Namespace 1 Namespace 2 – Basic ¡command ¡ shell ¡ Human LTE Radio Virtual Frame Input Input 1 & 2 NIC Buffer Devices • Planning ¡to ¡explore ¡ Managed Namespace-Isolated Kernel Services Kernel Services SeaDle ¡framework ¡ ¡

PracAcaliAes/challenges ¡ • Spectrum! ¡ – No ¡magic… ¡experimental ¡licenses ¡ • Small ¡cell ¡ – Increased ¡availability ¡ – Key ¡quesAon ¡is ¡degree ¡of ¡programmability ¡ • Mobile ¡devices ¡ – Readily ¡available ¡ • Challenge: ¡all ¡the ¡parts ¡have ¡to ¡align! ¡ – Spectrum ¡where ¡can ¡get ¡small ¡cells ¡and ¡mobile ¡devices ¡ • SoPware ¡ – Emulab ¡control ¡framework ¡ – OpenEPC ¡for ¡EPC ¡

Status ¡ • Integrated ¡OpenEPC ¡with ¡Emulab ¡ – Uses ¡emulaAon ¡for ¡RAN ¡(UE ¡and ¡eNodeB) ¡ – Specifies ¡LTE/EPC ¡topology ¡using ¡NS ¡file ¡with ¡ PhantomNet ¡enhancements ¡ – Brings ¡up ¡experiment ¡with ¡correct ¡e2e ¡configuraAons ¡ – External ¡availability ¡by ¡end ¡of ¡April ¡ • Hardware ¡RAN ¡interworking ¡with ¡EPC ¡ – End-­‑to-­‑end ¡lab ¡setup: ¡ • UE ¡(Huawei ¡modem), ¡eNodeB ¡(ipaccess ¡small ¡cell) ¡ – band ¡4 ¡ – FuncAoning ¡with ¡OpenEPC ¡in ¡Emulab ¡environment ¡ ¡

Next ¡steps ¡ • Focus ¡on ¡hardware ¡RAN ¡ – (small ¡cell) ¡eNodeB ¡with ¡more ¡programmability ¡ – different ¡spectrum ¡opAons ¡ • Handsets ¡ – dual ¡radio ¡ – Seagle ¡/ ¡SciWiNet ¡ • Toolkit ¡ – exploring ¡different ¡abstracAon ¡ • Deployment ¡and ¡build ¡out.. ¡ ¡ If ¡you ¡have ¡thoughts ¡about ¡how ¡PhantomNet ¡could ¡beDer ¡ serve ¡your ¡research ¡needs ¡please ¡let ¡us ¡know! ¡ ¡