P4-based local-global integrated control for packet forwarding in wireless networks

基于P4的无线网络报文转发局部全局综合控制

• 批准号: 20K11770
• 负责人: 鶴 正人
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K11770/
• 关键词: SDN; P4; 制御プレーン; マルチホップ無線ネットワーク; パケットスケジューリング; P4スイッチ; 無線ネットワーク

本研究では、当初（課題１）マルチホップ無線ネットワークのパケット中継転送に必要な高度化技術をデータプレーン・プログラミングのための最新SDN技術であるP4技術によってソフトウェアスイッチおよびSDNコントローラ上に実現・検証し、また（課題２）その際に必要となる局所・大域制御のための統一的制御プレーンを同じくP4技術によって実現し、課題１の具体例を通して検証することを目標とした。しかし、諸事情から大幅な計画見直しを行い、課題１ではマルチホップ無線ネットワークのパケットスケジューリングのP4技術による実装は諦めてシミュレーション評価までとし、課題2での統一的制御プレーンのP4技術による実装に注力することとした。2022年度は、課題１では、手法としての実用性を高めるための各中継ノードにおけるバッファリング導入を設計し、単位時間当たりのパケット生成数の変動時にパケット到達率と到達遅延時間のトレードオフを制御できることをシミュレーションによって検証した。一方、課題２では、動的in-band制御チャネルの設計を進め、一部機能の標準P4ソフトウェアスイッチ(bmv2 on Linux)上の試作の性能分析を実施して2件の外部発表を行うと共に、高速P4ソフトウェアスイッチ(t4p4s on DPDK/Linux)を用いた実験を進めた。さらに、NICTのP4テストベッド (https://testbed.nict.go.jp/p4/) においてP4ハードウェアスイッチ(Edgecore社 Wedge 100BF-32X)を2台借りて利用するために必要なネットワーク接続やライセンス契約等の利用環境整備を進め、利用を開始した。

在这项研究中，最初的目标是（问题1）实现并验证使用P4技术，用于数据平面编程的最新SDN技术，以及（问题2）在本地和全球控制的统一控制平面上，使用P4技术进行了验证，并且通过验证范围的emplass contry excrops contrance 1，在软件交换机和SDN控制器上进行了包中继电器传输所必需的先进技术，以及（问题2）实现统一控制平面的统一控制平面。值得注意的是，在问题1中，我们决定放弃使用P4技术实施多跳无线网络的数据包计划，并专注于实施模拟评估，在问题2中，我们决定专注于使用P4技术实施统一的控制平面。在问题1中，我们设计了每个继电器节点的缓冲的引入，以增强实用性作为一种方法，并通过模拟测试，即当数据包到达率和到达延迟时间之间的权衡可以在每单位时间时间的数据包代时进行控制。同时，在问题2中，我们开始设计一个动态带内控制通道，对标准P4软件开关（Linux上的BMV2）进行了一些功能的原型进行性能分析，并使用了两个外部演示，并使用了高速P4软件开关（DPDK/Linux上的T4P4）进行了实验。此外，我们已经开始在NICT的P4 TestBed（https://testbed.nict.go.jp/p4/）上开发使用两个P4硬件开关（EDGECORE WEDGE 100BF-32X）所需的网络连接和许可协议的使用环境。

项目成果

Message Transmission Scheduling for Multi-hop Wireless Sensor Network with T-Shaped Topology

T型拓扑多跳无线传感器网络消息传输调度

• DOI: 10.1007/978-3-030-61108-8_12
• 发表时间: 2020
• 期刊: Lecture Notes in Networks and Systems
• 作者: Nguyen Linh Vu;Shibata Masahiro;Tsuru Masato
• 通讯作者: Tsuru Masato

Locating High-loss Links for OpenFlow Networks by Multiple Hosts to Probe Packets

• DOI: 10.23919/icact51234.2021.9370812
• 发表时间: 2021-02
• 期刊: 2021 23rd International Conference on Advanced Communication Technology (ICACT)
• 作者: Nguyen Minh Tri;M. Shibata;M. Tsuru;Akira Kawaguchi

TDMA-based scheduling for multi-hop wireless sensor networks with 3-egress gateway linear topology

基于 TDMA 的 3 出口网关线性拓扑多跳无线传感器网络调度

• DOI: 10.1016/j.iot.2021.100398
• 发表时间: 2021
• 期刊: Internet of Things
• 影响因子: 5.9
• 作者: Nguyen Linh Vu;Ha Nguyen Viet;Shibata Masahiro;Tsuru Masato
• 通讯作者: Tsuru Masato

A P4 BMv2-Based Feasibility Study on a Dynamic In-Band Control Channel for SDN

基于 P4 BMv2 的 SDN 动态带内控制信道可行性研究

• DOI: 10.1007/978-3-031-14627-5_45
• 发表时间: 2022
• 期刊: Lecture Notes in Networks and Systems (Proc. Advances in Intelligent Networking and Collaborative Systems. INCoS 2022)
• 作者: Kumazoe Kazumi;Shibata Masahiro;Tsuru Masato
• 通讯作者: Tsuru Masato

On Reducing Measurement Load on Control-Plane in Locating High Packet-Delay Variance Links for OpenFlow Networks

• DOI: 10.1007/978-3-030-70639-5_22
• 发表时间: 2021
• 作者: Nguyen Minh Tri;Nguyen Viet Ha;M. Shibata;M. Tsuru;Akira Kawaguchi