Lab Seminar: A Sofrware Defined Networking Architecure for the Internet-of-things

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IoT에 대한 관심은 날이 갈수록 증가 하고 있다.그러나 IoT는 근본적으로 다양한 네트워크에 배치가 되어있기 때문에, 이런 다양한 네트워크를 관리하는 것은 기술적인 과제이다. 각자가 제공하는 이점을 모두 수용하기 위한 기술이 꼭 설계되어야 하는데, 이 논문에서는 다른 IoT 기술과 구별되는 품질 수준을 향상시키기위해 IoT환경에 software-defined approach를 설계할 것이다.(이것을 위해, 우리는 MINA, 계층화된 IoT SDN 컨트롤러를 확장한다.)

왜 SDN을 사용하였는가?

sdn은 control plane 과 data plane을 명확하게 구분한다. sdn은 SDN컨트롤러를 통한 중앙제어와 flow-based routing을 통한 분산운용에 균형을 제공한다.

한계 (이 논문에서는 SDN중 DCN을 사용) DCN은 명확한 네트워크에서 데이터센터를 통한 통계수집이 핵심인데, 전형적인 IoT multinetwork는 느슨하게 연결되어있는 네트워크에서 분산된 장치에서 정보가 모인다. 데이터의 유효성을 유지하기 위해서는 신속한수집이 중요한데, DCN과는 달리 IoT Multinetwork는 packet loss, delay, jitter 그리고 throughput과 같은 추가적인 시간과 관련된 요구가 필요하다. DCN와는 달리, IoT Multinetwork에서의 link와 node의 능력이 각양각색이고 application requirement 또한 다르다. SDN의 current realizaition에서 상호 작용 성질(e.g. Open flow)은 south-bound(controler와 switch같은 device사이에 lower layer interaction) 제한되어 있다.

이논문에서는 한계를 극복하기위해 Fig.1와 같은 새로운 IoT Multinetwork 콘트롤러를 제안한다.

image1

최종적으로 software defined 방식에서 protocol이 동작하는 동작 흐름은 위의 그림과 같다. 1. service 나 application requirements, network topology 그리고 device property 가 controller 에 등록되고 database에 저장된다. 2. controller 는 network Qos 요구조건과 service 요구조건을 교환하고, 만약 필요하면 preprocessing 과 분석도 수행한다. 3. controller는 QoS를 만족시키기 위하여 GAs 알고리즘을 사용하여 flow 스케줄을 수행한다. 4. controller는 컨트롤되어지고있는 device들에게 routhing flow entry들을 보낸다. flow entry에는 출발지와 목적지의 ip주소와 포트번호가 들어있고, 다음홉에 대한 ip주소와 새로운목적지 ip주소가 들어있다. 5. 컨트롤된 device들은 controller로 부터 flow entry들을 받게된다, 6. 컨트롤된 device들은 각 flow를 조사함으로서, 각 flow들을 식별하고 flow하기위하여 entry들을 점검한다. 그때 다음홉의 ip주소와 새로운 목적지 ip주소에 의해서 action을 수행하게된다.

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