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Engineering

एक बहु-साइट NFV पारिस्थितिकी तंत्र में 5G प्रयोग बुनियादी ढांचे का एकीकरण

Published: February 3, 2021 doi: 10.3791/61946
Automatic Translation
*1, *1, *1, *1, *1, *2, *2, *3, *3, *1,3
1Department of Telematic Engineering, Universidad Carlos III de Madrid, 2Telefónica I+D, 3IMDEA Networks Institute
* These authors contributed equally

Summary

वर्णित प्रोटोकॉल का उद्देश्य वीपीएन-आधारित ओवरले नेटवर्क आर्किटेक्चर के माध्यम से एक बहु-साइट एनएफवी पारिस्थितिकी तंत्र में 5 जी प्रयोग बुनियादी ढांचे के लचीले समावेश का समर्थन करना है। इसके अलावा, प्रोटोकॉल परिभाषित करता है कि एकीकरण की प्रभावशीलता को कैसे मान्य किया जाए, जिसमें एनएफवी-सक्षम छोटे हवाई वाहनों के साथ एक बहु-साइट ऊर्ध्वाधर सेवा तैनाती शामिल है।

Abstract

नेटवर्क फ़ंक्शन वर्चुअलाइजेशन (NFV) को मोबाइल नेटवर्क, या 5G की 5वीं पीढ़ी के लिए प्रमुख enablers में से एक के रूप में माना गया है। यह प्रतिमान दूरसंचार और ऊर्ध्वाधर सेवाओं को तैनात करने के लिए विशेष हार्डवेयर पर निर्भरता को कम करने की अनुमति देता है। इस उद्देश्य के लिए, यह नेटवर्क कार्यों को सॉफ्टवाराइज़ करने, उनके विकास को सरल बनाने और तैनाती समय और लागत को कम करने के लिए वर्चुअलाइजेशन तकनीकों पर निर्भर करता है। इस संदर्भ में, Universidad कार्लोस III de Madrid, Telefónica, और IMDEA Networks Institute ने 5TONIC के अंदर एक NFV पारिस्थितिकी तंत्र विकसित किया है, जो 5G प्रौद्योगिकियों पर केंद्रित एक खुला नेटवर्क नवाचार केंद्र है, जो NFV बुनियादी ढांचे के एक वितरित सेट में जटिल, वास्तविकता प्रयोग परिदृश्यों के करीब के निर्माण को सक्षम करता है, जिसे विभिन्न भौगोलिक स्थानों पर हितधारकों द्वारा उपलब्ध कराया जा सकता है। यह आलेख प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है जिसे 5TONIC पर आधारित बहु-साइट NFV पारिस्थितिकी तंत्र में नई दूरस्थ NFV साइटों को शामिल करने के लिए परिभाषित किया गया है, जो मौजूदा और नए शामिल किए गए दोनों बुनियादी ढांचे के लिए आवश्यकताओं का वर्णन करता है, ओवरले नेटवर्क आर्किटेक्चर के माध्यम से उनकी कनेक्टिविटी, और नई साइटों को शामिल करने के लिए आवश्यक चरणों का वर्णन करता है। प्रोटोकॉल 5TONIC NFV पारिस्थितिकी तंत्र के लिए एक बाहरी साइट के निगमन के माध्यम से उदाहरण दिया जाता है। इसके बाद, प्रोटोकॉल एक सफल साइट एकीकरण को मान्य करने के लिए आवश्यक सत्यापन चरणों का विवरण देता है। इनमें छोटे मानवरहित हवाई वाहनों (SUAVs) के साथ दूरस्थ NFV अवसंरचना का उपयोग करके एक बहु-साइट ऊर्ध्वाधर सेवा की तैनाती शामिल है। यह वितरित प्रयोग परिदृश्यों को सक्षम करने के लिए प्रोटोकॉल की क्षमता का प्रदर्शन करने के लिए कार्य करता है।

Introduction

मोबाइल नेटवर्क (5G) की पांचवीं पीढ़ी की शुरूआत ने दशक की शुरुआत के बाद से दूरसंचार उद्योग में क्रांति लाने का संकेत दिया है, जिसके लिए दूरसंचार ऑपरेटरों को 5G छाता1,2 के तहत विकसित नई नेटवर्किंग सेवाओं और अनुप्रयोगों के अधिक मांग वाले विनिर्देशों को संबोधित करने की आवश्यकताहै। . इन नए विनिर्देशों में शामिल हैं, लेकिन सीमित नहीं हैं, डेटा दर बढ़ जाती है, वायरलेस ट्रांसमिशन विलंबता सुधार, और परिचालन लागत में कमी। प्रौद्योगिकियों है कि इस नई पीढ़ी के लिए सुधार की नींव का गठन के बीच, नेटवर्क कार्यों Virtualization3 (NFV) अपने प्रमुख enablers में से एक बन गया है. NFV नेटवर्क कार्यों को softwarize करने की क्षमता प्रदान करता है, पारंपरिक रूप से विशेष हार्डवेयर पर relaying, इसके बजाय जेनेरिक-उद्देश्य भौतिक उपकरणों का उपयोग करके, जैसे कि एक datacenter में सर्वर कंप्यूटर। इस नए प्रतिमान के साथ, दूरसंचार ऑपरेटर और ऊर्ध्वाधर उद्योग सॉफ़्टवेयर घटकों के एक सेट के रूप में नेटवर्क कार्यों और सेवाओं को तैनात कर सकते हैं, और सेवा तैनाती और रखरखाव दोनों में लागत बचा सकते हैं, साथ ही साथ बहुत अधिक नेटवर्क बुनियादी ढांचे की लोच की सुविधा प्रदान कर सकते हैं। यह दृष्टिकोण अधिकांश नेटवर्क और ऊर्ध्वाधर-विशिष्ट कार्यों के लिए समर्पित (और आमतौर पर अधिक जटिल और कम पुन: प्रयोज्य) उपकरणों का उपयोग करने की आवश्यकता को कम करता है या समाप्त करता है, और परिचालन स्वचालन की बहुत अधिक और सघन डिग्री का समर्थन करता है, इसलिए तैनाती और रखरखाव लागत को कम करता है।

उन सभी फायदों को ध्यान में रखते हुए जो एक NFV वातावरण प्रदान करने में सक्षम है, यह स्वाभाविक है कि दूरसंचार क्षेत्र से प्रासंगिक हितधारकों की एक बड़ी संख्या तेजी से NFV वातावरण पर नए सेवा विचारों का परीक्षण करने में शामिल हो गई है। इस संदर्भ में, Telefónica और IMDEA Networks Institute ने 5TONIC4, 5Gप्रौद्योगिकियों पर केंद्रित एक खुली अनुसंधान और नवाचार प्रयोगशाला बनाई है। मैड्रिड (स्पेन) में आधारित, इस प्रयोगशाला में 5 जी सेवाओं के विकास और सत्यापन को बढ़ावा देने के लिए अनुसंधान और भागीदारों के लिए उपलब्ध प्रौद्योगिकियों की एक विस्तृत श्रृंखला है। विशेष रूप से, इस प्रयोगशाला में एक प्रयोगात्मक एनएफवी प्लेटफ़ॉर्म है जहां डेवलपर्स अपने नए एनएफवी-आधारित अनुप्रयोगों और सेवाओं को एक ईटीएसआई-अनुरूप एनएफवी पारिस्थितिकी तंत्र5पर तैनात और परीक्षण करने में सक्षम हैं। इस प्रकार, डिजाइन विकल्पों और प्रौद्योगिकी प्रस्तावों के बारे में प्रयोगात्मक निष्कर्ष उत्पादन नेटवर्क की तुलना में यथार्थवादी अधिक लचीले वातावरण में प्राप्त किए जा सकते हैं। इस प्लेटफ़ॉर्म को कई बाहरी साइटों में प्रयोग गतिविधियों का समर्थन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसे एक अच्छी तरह से परिभाषित प्रोटोकॉल का उपयोग करके 5TONIC से लचीला रूप से जोड़ा जा सकता है।

5TONIC NFV पारिस्थितिकी तंत्र के लिए अपनाया गया तकनीकी समाधान एक एकल NFV orchestrator के उपयोग पर विचार करता है, जिसे ETSI-hosted Open Source MANO (OSM) सॉफ़्टवेयर6का उपयोग करके लागू किया गया है। यह नेटवर्क सेवाओं (एनएस) के जीवनचक्र के प्रबंधन और समन्वय के प्रभारी तत्व है। इन सेवाओं को Virtualized नेटवर्क / ऊर्ध्वाधर कार्य (VNF) की संरचना के रूप में बनाया जा सकता है, जिसे NFV प्लेटफ़ॉर्म पर एकीकृत किसी भी साइट पर तैनात किया जा सकता है। 5TONIC NFV पारिस्थितिकी तंत्र का डिजाइन H2020 5GINFIRE परियोजना7,8के संदर्भ में किया गयाहै,जहां प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग 25 से अधिक प्रयोगों के निष्पादन का समर्थन करने के लिए किया गया था, जिसे प्रतिस्पर्धी ओपन-कॉल प्रक्रिया के माध्यम से चुना गया था, यूरोप में स्थित आठ ऊर्ध्वाधर-विशिष्ट प्रयोगात्मक बुनियादी ढांचे और ब्राजील में एक में, उत्तरार्द्ध एक ट्रांसोसेनिक लिंक के माध्यम से जुड़ा हुआ था। इसके अलावा, मंच को स्पेन में एक राष्ट्रीय स्तर पर एक वितरित एनएफवी टेस्टबेड बनाने के लिए लाभ उठाया गया था, जो स्पेनिश 5GCity परियोजना9,10के भीतर प्रयोग गतिविधियों का समर्थन करता है। हाल ही में, एक अतिरिक्त ब्राजील साइट को मंच में एकीकृत किया गया है, ब्राजील और यूरोप के बीच स्थापित एक शोध और नवाचार सहयोग के संदर्भ में संयुक्त प्रदर्शन गतिविधियों का समर्थन करने के लिए (यानी, 5GRANGE परियोजना11,12)। अंतिम लेकिन कम से कम नहीं, बुनियादी ढांचे का उपयोग 5G-VINNI परियोजना13, 14के दायरे में तीसरे पक्ष के प्रयोगों का समर्थन करने के लिए किया गयाहै। NFV प्लेटफ़ॉर्म का भौगोलिक वितरण चित्र 1में देखा जा सकता है।

अपने स्वयं के NFV बुनियादी ढांचे की मेजबानी करने वाले इच्छुक संगठन लचीले ढंग से 5TONIC NFV पारिस्थितिकी तंत्र से जुड़ सकते हैं, 5TONIC स्टीयरिंग बोर्ड द्वारा अनुमोदन के अधीन, वितरित पारिस्थितिकी तंत्र के भीतर टेस्टबेड प्रदाता बन सकते हैं, और संयुक्त प्रयोग और प्रदर्शन गतिविधियों में शामिल हो सकते हैं। इस अंत के लिए, वे OSM सॉफ़्टवेयर स्टैक के साथ एक VIM (वर्चुअल इन्फ्रास्ट्रक्चर मैनेजर) समर्थक सुविधा होना चाहिए। 5TONIC NFV orchestrator किसी दिए गए सेवा परिनियोजन में शामिल साइटों पर VIMs के साथ बातचीत करने में सक्षम है, जो एक नेटवर्क सेवा की रचना करने वाले VNFs के इंस्टेंटेशन और इंटरकनेक्शन के लिए आवश्यक कंप्यूटिंग, स्टोरेज और नेटवर्क संसाधनों के आवंटन और सेटअप का समन्वय करता है, और इसके जीवनचक्र को नियंत्रित करता है, इसके ऑन-बोर्डिंग से लेकर इसके अंतिम डिकमीशनिंग तक।

सभी परस्पर जुड़ी साइटों के भीतर नियंत्रण और डेटा ट्रैफ़िक के आदान-प्रदान का प्रबंधन करने के लिए, 5TONIC NFV पारिस्थितिकी तंत्र वर्चुअल प्राइवेट नेटवर्क (VPN) पर आधारित ओवरले नेटवर्क आर्किटेक्चर का उपयोग करता है। यह दृष्टिकोण 5TONIC पारिस्थितिकी तंत्र में एकीकृत बाहरी साइटों के लिए सुरक्षित PKI-आधारित पहुंच प्रदान करता है, OSM सॉफ़्टवेयर स्टैक और टेस्टबेड में वितरित विभिन्न VIMs के बीच NFV नियंत्रण जानकारी के आदान-प्रदान की अनुमति देता है, साथ ही साथ सभी VNFs को प्रबंधित और कॉन्फ़िगर करने के लिए आवश्यक जानकारी का आदान-प्रदान करता है। इसके अलावा, यह ओवरले नेटवर्क विभिन्न साइटों पर तैनात वीएनएफ के बीच डेटा ट्रैफ़िक के प्रसार का समर्थन करता है।

इस संदर्भ में, यह पेपर एक एनएफवी पारिस्थितिकी तंत्र के लिए एक बाहरी साइट को शामिल करने के लिए डिज़ाइन किए गए प्रोटोकॉल का विवरण देता है। प्रोटोकॉल मानता है कि पारिस्थितिकी तंत्र एक एकल NFV orchestrator द्वारा नियंत्रित किया जाता है, एक केंद्रीय साइट पर स्थापित है, और बाहरी साइटों orchestrator सॉफ़्टवेयर स्टैक के साथ एक VIM समाधान अनुरूप सुविधा। प्रस्तावित प्रोटोकॉल प्रयोगात्मक पारिस्थितिकी तंत्र के संसाधनों के पोर्टफोलियो को बढ़ाने की अनुमति देता है, जिसमें एनएफवी साइटों और ऊर्ध्वाधर-विशिष्ट बुनियादी ढांचे के लचीले निगमन के साथ। यह एक वितरित MANO प्लेटफ़ॉर्म के निर्माण को सक्षम बनाता है जो एक एकल NFV orchestrator के नियंत्रण में, कई साइटों पर उपन्यास नेटवर्क और ऊर्ध्वाधर सेवाओं का परीक्षण और सत्यापन करने में सक्षम है। प्रोटोकॉल के आंतरिक संचालन को स्पष्ट करने के लिए, प्रक्रिया को वर्तमान 5TONIC NFV पारिस्थितिकी तंत्र में एक बाहरी NFV साइट जोड़कर, बाहरी साइट और 5TONIC पर आवश्यक घटकों का वर्णन करके, साथ ही साथ एकीकरण प्रक्रिया के दौरान उठाए जाने वाले सभी चरणों का वर्णन करके उदाहरण दिया जाएगा। चित्रा 2 एकीकरण के उद्देश्य का एक सिंहावलोकन प्रदान करता है, जिसमें नए NFV-आधारित टेस्टबेड 5TONIC प्लेटफ़ॉर्म से जुड़े होते हैं, जहां से नेटवर्क सेवाओं को केंद्रीय साइट और बाकी बाहरी बुनियादी ढांचे के बीच वीपीएन कनेक्शन के माध्यम से तैनात किया जा सकता है।

इसके अलावा, प्रोटोकॉल की प्रभावशीलता को प्रदर्शित करने के लिए, एक साधारण ऊर्ध्वाधर सेवा की तैनाती को दिखाया जाएगा, जिसमें 5TONIC पारिस्थितिकी तंत्र और NFV-सक्षम छोटे मानव रहित हवाई वाहनों (SUAVs) के साथ एक बाहरी साइट का उपयोग किया जाएगा। ऊर्ध्वाधर सेवा का डिजाइन विडाल एट अल9में प्रस्तुत एक प्रयोग से प्रेरित है, जिसे इस पेपर के चित्रण उद्देश्यों के लिए सरल बनाया गया है। चित्रा 3 सेवा को रेखांकित करता है, जिसका उद्देश्य दूरस्थ क्षेत्र पर स्मार्ट खेती गतिविधियों की सहायता करना है। सेवा एक स्मार्ट कृषि सेवा प्रदाता पर विचार करती है जो फसल के क्षेत्र में बिखरे मौसम संबंधी सेंसर द्वारा उत्पादित डेटा को इकट्ठा करने और प्रसारित करने के लिए एसयूएवी का उपयोग करता है। सादगी के लिए, पेपर में प्रस्तुत प्रयोग एक एकल एसयूएवी और एक सेंसर पर विचार करता है, जो तापमान, आर्द्रता और दबाव माप प्रदान करने में सक्षम है। प्रयोग में, बाहरी NFV साइट SUAV पर VNF के रूप में तैनात किया गया है जो एक Wi-Fi पहुँच बिंदु होस्ट करता है। यह VNF सेंसर को नेटवर्क एक्सेस कनेक्टिविटी प्रदान करता है, जो एक गेटवे फ़ंक्शन की ओर संवेदी डेटा अग्रेषित करता है। उत्तरार्द्ध को एक जमीन उपकरण (एक मिनी-आईटीएक्स कंप्यूटर) पर एक वीएनएफ के रूप में तैनात किया जाता है। सेंसर से गेटवे फ़ंक्शन में डेटा का प्रसार संदेश पंक्तिबद्ध करना टेलीमेट्री ट्रांसपोर्ट (MQTT) प्रोटोकॉल15के आधार पर प्रकाशित / सदस्यता लें दृष्टिकोण का अनुसरण करता है। गेटवे फ़ंक्शन संसाधित करता है और फिर इंटरनेट-ऑफ-थिंग्स (आईओटी) सर्वर की ओर डेटा का प्रसार करता है, जिसे मेनफ्लक्स16 ओपन-सोर्स प्लेटफॉर्म के आधार पर एनएफवी पारिस्थितिकी तंत्र की केंद्रीय साइट पर वीएनएफ के रूप में उपलब्ध कराया जाता है। अंत में, परिदृश्य एक दूरस्थ क्षेत्र जहाँ इंटरनेट कनेक्टिविटी एक सेलुलर गैर-3GPP पहुँच नेटवर्क द्वारा प्रदान की जाती है मानता है। इसलिए, सेवा में दो अतिरिक्त वीएनएफ शामिल हैं: 1) एक एक्सेस राउटर वीएनएफ, जो गैर-3जीपीपी एक्सेस नेटवर्क17से जुड़े 3जीपीपी उपयोगकर्ता उपकरण के उपयोगकर्ता-विमान प्रोटोकॉल स्टैक को लागू करता है; और 2) एक 5 जी कोर नेटवर्क का एक आधार रेखा कार्यान्वयन, एक्सेस राउटर और आईओटी सर्वर वीएनएफ के बीच जानकारी के अग्रेषण का समर्थन करता है। इस उद्देश्य के लिए, 5G कोर VNF एक गैर-3GPP interworking फ़ंक्शन और एक उपयोगकर्ता विमान समारोह के उपयोगकर्ता-विमान का एक सरलीकृत कार्यान्वयन प्रदान करता है, जैसा कि 3GPP17द्वारा परिभाषित किया गया है।

अंत में, चित्रा 4 प्रोटोकॉल के विकास के दौरान शामिल सबसे प्रासंगिक प्रक्रियाओं का प्रतिनिधित्व करता है, उनके तार्किक इंटरकनेक्शन और उनके निष्पादन के प्रभारी संस्थाओं को उजागर करता है।

Protocol

1. NFV पारिस्थितिकी तंत्र के केंद्रीय स्थल का प्रावधान (प्रयोग की पूर्व आवश्यकताओं)

  1. केंद्रीय साइट द्वारा उपयोग किए जाने के लिए एक IP पता स्थान आवंटित करें. इस प्रोटोकॉल के प्रयोजनों के लिए, निजी पता स्थान 10.4.0.0/16 का उपयोग किया जाएगा।
  2. केंद्रीय साइट में प्रबंधन और Orchestration (MANO) सॉफ़्टवेयर स्टैक स्थापित करें। विशेष रूप से, इस प्रोटोकॉल के दौरान किए गए प्रयोग ओपन सोर्स MANO (OSM) Release SEVEN18का उपयोग करता है, जिसके लिए निम्नलिखित संसाधनों की आवश्यकता होती है: Ubuntu 18.04 ऑपरेटिंग सिस्टम के रूप में, 2 सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (CPU), 8 GB रैंडम-एक्सेस मेमोरी (RAM), 40 GB हार्ड-ड्राइव-डिस्क, और इंटरनेट एक्सेस के साथ कम से कम एक नेटवर्क इंटरफ़ेस। स्थापना के लिए, OSM रिलीज़ सात दस्तावेज़18पर उपलब्ध निर्देशों का पालन करें।
  3. केंद्रीय साइट में OSM के साथ संगत एक वर्चुअल इन्फ्रास्ट्रक्चर मैनेजर (VIM) सेट करें। विशेष रूप से, प्रयोग OpenStack रिलीज Ocata20का उपयोग करता है, Ubuntu 16.04, 4 CPU, 16 GB RAM और हार्ड ड्राइव के 200 GB के साथ एक आभासी मशीन (VM) पर चल रहा है। इस VIM द्वारा संभाले गए NFV Infrastructure (NFVI) में तीन सर्वर कंप्यूटर शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक में Ubuntu 16.04, 8 CPU, 32 GB RAM और 2 TB स्टोरेज है। स्थापना के लिए, Ocata रिलीज़ दस्तावेज़21का पालन करें।
    1. OpenStack क्लाउड प्लेटफ़ॉर्म के भीतर एक वर्चुअल नेटवर्क परिनियोजित करें, चरण 1.1 में आबंटित पता स्थान से कोई IP पता श्रेणी का उपयोग कर। इस नेटवर्क, जिसे अब से प्रबंधन नेटवर्क के रूप में जाना जाता है, का उपयोग OSM और वर्चुअल नेटवर्क फ़ंक्शंस (VNFs) के बीच NFV orchestration जानकारी के आदान-प्रदान का समर्थन करने के लिए किया जाएगा।
    2. केंद्रीय साइट के VNFs और बाहरी साइटों पर निष्पादित अन्य VNFs के बीच अंतर-साइट डेटा संचार का समर्थन करने के लिए एक वर्चुअल नेटवर्क (अब से डेटा नेटवर्क के रूप में नामित) को कॉन्फ़िगर करें। इस अंत के लिए, चरण 1.1 के पता स्थान से एक IP पता श्रेणी का उपयोग करें।
      नोट:: चरण 1.3.1 और 1.3.2 में उल्लिखित नेटवर्क का कार्यान्वयन OpenStack के प्रदाता नेटवर्क का उपयोग कर किया गया है। प्रदाता नेटवर्क को एक उपयुक्त ऑपरेशन की गारंटी देने के लिए केंद्रीय साइट के भौतिक नेटवर्क बुनियादी ढांचे से जोड़ा जाना चाहिए।
  4. दोनों आभासी निजी नेटवर्क (यानी, प्रबंधन और डेटा नेटवर्क), साथ ही साथ VIM और OSM मशीनों, किनारे रूटिंग functionalities प्रदान करने वाले उपकरण से कनेक्ट करें। यह राउटर NFV पारिस्थितिकी तंत्र की केंद्रीय साइट के लिए प्रवेश बिंदु के रूप में कार्य करेगा।
  5. प्रयोग करने के लिए आवश्यक सभी सामग्री प्रदान करने के लिए एक सार्वजनिक प्रयोग भंडार उपलब्ध कराएं। विशेष रूप से, यह प्रोटोकॉल22पर सार्वजनिक भंडार का उपयोग करता है।

2. वर्चुअल निजी नेटवर्क सेवा का कॉन्फ़िगरेशन

  1. बहु-साइट पारिस्थितिकी तंत्र के उचित संचालन का समर्थन करने के लिए एक IP पता स्थान आवंटित करें, ताकि नेटवर्क संचार को प्रभावी ढंग से एकाधिक साइटों के बीच स्थापित किया जा सके।
    नोट:: एकाधिक साइटों के बीच प्रभावी नेटवर्क संचार को सक्षम करने के लिए NFV पारिस्थितिकी तंत्र द्वारा उपयोग किए जाने वाले IP पता स्थान के सावधानीपूर्वक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है, साथ ही साथ बाहरी साइटों द्वारा भी जिन्हें इससे कनेक्ट करने की आवश्यकता होती है. विशेष रूप से, अंतर-साइट संचार के लिए आवंटित पता स्थान को अन्य उद्देश्यों के लिए हर दूसरी साइट पर पहले से ही उपयोग में रखे गए पते के स्थान से टकराना नहीं चाहिए।
    1. बाहरी साइटों द्वारा उपयोग किए जाने के लिए कोई IP पता स्थान आबंटित करें. इस ब्लॉक में पते NFV संस्थाओं (जैसे, VIMs) और बाहरी साइट के VNFs को असाइन किए जाएंगे। इस प्रोटोकॉल का उदाहरण देने के लिए, निजी पता स्थान 10.154.0.0/16 का उपयोग किया जाएगा।
    2. बाहरी साइटों और NFV पारिस्थितिकी तंत्र के बीच वर्चुअल लिंक के लिए कोई IP पता स्थान आबंटित करें। ये वर्चुअल लिंक एक VPN सेवा द्वारा समर्थित होंगे. इस प्रोटोकॉल का उदाहरण देने के लिए, पता श्रेणी 10.154.254.0/24 इन वर्चुअल लिंक ्स के लिए उपयोग किया जाएगा।
  2. वर्चुअल प्राइवेट नेटवर्क (VPN) सेवा (यानी, एक VPN सर्वर) प्रदान करने के लिए एक उपकरण सेट करें। विशेष रूप से, प्रयोग Ubuntu 16.04 (64-बिट संस्करण छवि), छह स्वतंत्र CPU, 16 GB RAM, 1 TB संग्रहण डिस्क, और दो नेटवर्क इंटरफ़ेस के साथ एक सर्वर कंप्यूटर का उपयोग करता है।
    1. इंटरनेट के माध्यम से बाहरी साइटों से कनेक्शन अनुरोधों के रिसेप्शन की अनुमति देने के लिए VPN सर्वर के नेटवर्क इंटरफ़ेस में से एक को कॉन्फ़िगर करें। उस अंत तक, सार्वजनिक आईपी पते के साथ कॉन्फ़िगर किए गए सर्वर के इंटरफ़ेस का उपयोग करना आवश्यक है।
    2. VPN सर्वर और केंद्रीय साइट के किनारे रूटर के बीच लिंक कॉन्फ़िगर करें। प्रयोग में इस लिंक को पता सीमा 10.4.255.0/24 आवंटित की गई थी। VPN सर्वर पर उपयुक्त नेटवर्क रूट्स कॉन्फ़िगर करें, ताकि NFV पारिस्थितिकी तंत्र VPN सेवा से कनेक्ट बाहरी साइटों से पहुँच योग्य हो जाए।
  3. VPN सर्वर में OpenVPN23 प्रोजेक्ट द्वारा प्रदान किए गए VPN ओपन-सोर्स सॉफ़्टवेयर स्थापित करें। विशेष रूप से, यह प्रयोग OpenVPN संस्करण 2.3.10 का उपयोग करता है, और इसकी तैनाती बैश स्क्रिप्ट "openvpn-install.sh" के साथ की गई थी, जो http://github.com/Nyr/openvpn-install पर उपलब्ध है (अन्य स्थापना विकल्प OpenVPN प्रलेखन24में वर्णित हैं)। बैश स्क्रिप्ट वैकल्पिक पैरामीटर प्रस्तुत करता है जिसके परिणामस्वरूप VPN सेवा का कॉन्फ़िगरेशन होगा।
    1. VPN कनेक्शन अनुरोधों को सुनने के लिए IP पते का चयन करें (यानी, सार्वजनिक IP पता).
    2. तय करें कि VPN पर संचार को चलाने के लिए किस प्रोटोकॉल (UDP या TCP) का उपयोग किया जाना चाहिए। इस मामले में, प्रयोग अनुशंसित प्रोटोकॉल है कि UDP पर leverages।
    3. वह पोर्ट निर्दिष्ट करें जिसमें डुपल (सार्वजनिक IP पते के साथ) शामिल होगा जिसका उपयोग सेवा कनेक्शन अनुरोध प्राप्त करने के लिए किया जाएगा. डिफ़ॉल्ट रूप से, असाइन किया गया मान 1194 है।
    4. VPN सेवा के क्लाइंट द्वारा किए गए नाम रिज़ॉल्यूशन अनुरोधों को हैंडल करेगा जो सहायक द्वारा संकेतित सूची के DNS सर्वरों में से एक चुनें।
    5. VPN सेवा स्थापना प्रक्रिया की स्वत: दीक्षा को सक्षम करने के लिए कोई भी कुंजी दबाएँ।
  4. "/etc/openvpn/server/" निर्देशिका के अंतर्गत स्थित कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइल "server.conf" को संपादित करें और चरण 2.3 द्वारा प्रदान किए गए मूल सेटअप का विस्तार करने के उद्देश्य से "क्लाइंट-टू-क्लाइंट" निर्देश शामिल करें। इस प्रकार, वीपीएन सेवा से जुड़े विभिन्न ग्राहक एक-दूसरे तक पहुंचने में सक्षम होंगे।
  5. प्रत्येक क्लाइंट के लिए रूटिंग असाइनमेंट को स्वतंत्र रूप से प्रबंधित करने में सक्षम होने के लिए VPN सेटअप में अलग-अलग क्लाइंट कॉन्फ़िगरेशन सक्षम करें।
    1. चरण 2.4 के रूप में एक ही कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइल को संपादित करते हुए" "क्लाइंट-कॉन्फ़िग-dir ccd" निर्देश जोड़ें।
    2. "mkdir /etc/openvpn/ccd/" कमांड का उपयोग करके निर्देशिका "ccd" बनाएँ. यह निर्देशिका प्रोटोकॉल के अगले अनुभाग के दौरान उन फ़ाइलों को रखने के लिए काम करेगी जिनमें प्लेटफ़ॉर्म के भीतर एकीकृत होने का इरादा रखने वाले ग्राहकों से जुड़े रूटिंग निर्देश शामिल हैं।
  6. दुर्भावनापूर्ण हमले के खिलाफ VPN सर्वर की सुरक्षा करते समय, सेवा के साथ कनेक्शन की अनुमति देने के लिए आवश्यक फ़ायरवॉल नियम सेट करें। उस अंत तक, यह प्रयोग iptables25पर leverages,जो लिनक्स कर्नेल फ़ायरवॉल को कॉन्फ़िगर करने के लिए विकसित एक कमांड लाइन उपयोगिता है।
    1. सबसे पहले, कमांड "iptables -P इनपुट ड्रॉप" के साथ VPN सर्वर के लिए आवक ट्रैफ़िक ब्लॉक करें।
    2. आदेश "iptables -A INPUT -i -m state --state NEW -p udp --dport 1194 -j ACCEPT" ( सार्वजनिक IP पते के साथ VPN सर्वर इंटरफ़ेस का नाम है) और "iptables -A INPUT -i tun+ -j ACCEPT" कमांड के साथ VPN कनेक्शन अनुरोधों के रिसेप्शन की अनुमति दें।
    3. VPN सर्वर इंटरफ़ेस (यानी, सार्वजनिक इंटरफ़ेस और VPN सेवा द्वारा बनाए गए वर्चुअल इंटरफ़ेस जिसे tun0कहा जाता है) के बीच ट्रैफ़िक अग्रेषण की अनुमति दें, ताकि VPN सर्वर को सेवा कनेक्शन अनुरोध को संसाधित करने में सक्षम किया जा सके. इस उद्देश्य के लिए, कमांड निष्पादित करें "iptables -A FORWARD -i tun+ -o -m state --state related,established-j ACCEPT && iptables -A FORWARD -i -o tun+ -m state --state related,established-j ACCEPT"।
    4. केंद्रीय साइट पर इंटरनेट एक्सेस की आपूर्ति करने के उद्देश्य से नेटवर्क एड्रेस ट्रांसलेशन (NAT) क्षमता प्रदान करने के लिए VPN सर्वर को सक्षम करें, निष्पादित करें: "iptables -t nat -A POSTROUTING -s 10.4.0.0/16 -o <पब्लिक-इंटरफ़ेस>-j MASQUERADE && iptables -A OUTPUT -o tun+ -j ACCEPT"।

3. एक बाहरी NFV साइट का एकीकरण

  1. NFV पारिस्थितिकी तंत्र में साइट को एकीकृत करने के लिए एक उपयुक्त IP पता श्रेणी प्राप्त करें। यह पता श्रेणी NFV पारिस्थितिकी तंत्र के नेटवर्क संचालन केंद्र द्वारा प्रदान की जाएगी। इस प्रोटोकॉल के चरण 2.1.1 के अनुसार, प्रयोग 10.154.0.0/16 के भीतर बाहरी साइट के लिए आईपी पतों की एक श्रृंखला का उपयोग करेगा।
  2. बनाएँ और NFV पारिस्थितिकी तंत्र से कनेक्ट करने के लिए सुरक्षा क्रेडेंशियल्स प्रदान करें।
    1. एक VPN क्रेडेंशियल जनरेट करें जो नए बुनियादी ढांचे को VPN सर्वर के साथ एक सुरक्षित कनेक्शन स्थापित करने की अनुमति देगा। इस उद्देश्य के लिए, VPN सर्वर में "बैश openvpn-install.sh" कमांड निष्पादित करें, संकेतित सूची के विकल्प "1) एक नया क्लाइंट जोड़ें" का चयन करें, और उस क्रेडेंशियल के साथ संबद्ध होने के लिए नाम प्रदान करें, उदाहरण के लिए, uc3m_infrastructure। यह चरण VPN क्रेडेंशियल्स के साथ एक फ़ाइल जनरेट करेगा (उदाहरण में "uc3m_infrastructure.ovpn" नाम)।
    2. VPN सर्वर की "/etc/openvpn/ccd/" निर्देशिका में एक पाठ फ़ाइल बनाएँ, जिसमें रूटिंग निर्देश (जैसा कि OpenVPN दस्तावेज़ीकरण24में निर्दिष्ट किया गया है) शामिल है, जिसे VPN क्रेडेंशियल्स का उपयोग करके VPN सेवा से कनेक्शन स्थापित किए जाने पर VPN सर्वर द्वारा हर बार पुश किया जाना चाहिए।
      नोट:: पाठ फ़ाइल का नाम प्रत्येक VPN क्लाइंट के लिए एक अनुकूलित कॉन्फ़िगरेशन प्रदान करने के लिए VPN क्रेडेंशियल (जैसे, uc3m_infrastructure) के निर्माण के दौरान निर्दिष्ट नाम से मेल खाना चाहिए।
    3. बाहरी साइट के तकनीकी कर्मचारियों को VPN क्रेडेंशियल फ़ाइल प्रदान करें। यह एक सुरक्षित और विश्वसनीय चैनल के माध्यम से किया जाना चाहिए। इस प्रयोग में, एक मैनुअल एन्क्रिप्शन प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। VPN क्रेडेंशियल को एन्क्रिप्ट करने के लिए, कमांड "7za a -tzip '-p' -mem = AES256 ", सेटिंग <पासवर्ड> इच्छित एन्क्रिप्शन कुंजी के रूप में, <एन्क्रिप्टेड-फ़ाइल> एन्क्रिप्टेड फ़ाइल के लिए चुने गए नाम के रूप में, और के रूप में uc3m_infrastructure.ovpn)।
    4. नई साइट के तकनीकी कर्मचारियों को एन्क्रिप्टेड क्रेडेंशियल प्रदान करें, साथ ही कुंजी के साथ जो एक सुरक्षित संचार चैनल के माध्यम से डिक्रिप्शन प्रक्रियाओं की अनुमति देता है।
      नोट:: इस प्रयोग में, एन्क्रिप्टेड क्रेडेंशियल्स इलेक्ट्रॉनिक ईमेल द्वारा प्रदान किए गए थे, जबकि डिक्रिप्शन कुंजी टेलीफ़ोन नंबर के ऑफ़लाइन अनुबंध के साथ लघु संदेश सेवा (SMS) का उपयोग करके, एक अलग चैनल के माध्यम से भेजी गई थी।
  3. नई साइट पर पर्यावरण सेट अप करें, ताकि NFV पारिस्थितिकी तंत्र के साथ कनेक्शन स्थापित किया जा सके, और दूरस्थ NFVI को केंद्रीय साइट के OSM स्टैक से जोड़ा जा सके।
    1. बाहरी साइट और NFV पारिस्थितिकी तंत्र की केंद्रीय साइट के बीच एक वर्चुअल लिंक को सक्षम करने के लिए, OpenVPN24 द्वारा प्रदान किए गए VPN सॉफ़्टवेयर को कंप्यूटर में स्थापित करें। OpenVPN सॉफ़्टवेयर के साथ कंप्यूटर बाहरी साइट पर VPN क्लाइंट या VPN समापन बिंदु के रूप में कार्य करेगा। वर्चुअल लिंक को वीपीएन समापन बिंदु और वीपीएन सर्वर के बीच एक संरक्षित वीपीएन सुरंग के माध्यम से महसूस किया जाएगा। प्रयोग में, वीपीएन समापन बिंदु उबंटू 18.04, 8 सीपीयू, 8 जीबी रैम, 128 जीबी स्टोरेज डिस्क और 3 जीबीई इंटरफेस (इंटरनेट पर वीपीएन सेवा से कनेक्ट करने के लिए एक) के साथ एक सर्वर कंप्यूटर में चलता है।
    2. नेटवर्क रूटिंग क्षमताओं का समर्थन करने के लिए VPN समापन बिंदु में IP अग्रेषण को सक्रिय करें। उस अंत के लिए, "/etc/sysctl.conf" पथ में स्थित सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइल में पंक्ति "net.ipv4.ip_forward = 1" शामिल करें, और "sudo sysctl -p" कमांड के साथ अद्यतन कॉन्फ़िगरेशन लोड करें।
    3. VPN क्रेडेंशियल फ़ाइल को चरण 3.2.4 में प्राप्त जानकारी के साथ डिक्रिप्ट करें, आदेश "7za e " का उपयोग करके, जहाँ <एन्क्रिप्टेड-फ़ाइल> एन्क्रिप्टेड VPN क्रेडेंशियल का फ़ाइल नाम है. आदेश द्वारा संकेत दिए जाने पर डिक्रिप्शन कुंजी निर्दिष्ट करें.
    4. "sudo openvpn --config " ( VPN क्रेडेंशियल का फ़ाइल नाम है) कमांड का उपयोग करके डिक्रिप्टेड क्रेडेंशियल फ़ाइल के साथ OpenVPN सॉफ़्टवेयर बूट करें। इसके साथ, VPN समापन बिंदु VPN सर्वर के लिए प्रमाणित होगा, और स्वचालित रूप से उपयुक्त VPN कॉन्फ़िगरेशन पैरामीटर और नेटवर्क मार्ग प्राप्त होगा। इस तरह, वीपीएन समापन बिंदु एनएफवी पारिस्थितिकी तंत्र की केंद्रीय साइट के लिए एक आभासी लिंक के साथ एक किनारे राउटर के रूप में व्यवहार करेगा।
    5. केंद्रीय साइट के नोड्स (जैसे, OSM स्टैक उपकरण) में से एक के लिए कनेक्टिविटी की उपलब्धता को सत्यापित करने के लिए पिंग आदेश का उपयोग करते हुए, VPN समापन बिंदु के उचित संचालन की पुष्टि करें।
    6. नई साइट में, MANO प्लेटफ़ॉर्म के साथ संचालन की अनुमति देने के लिए एक OSM अनुरूप VIM का चयन करें। इस प्रयोग के लिए, OpenStack रिलीज Ocata का उपयोग किया जाता है।
      नोट:: OSM रिलीज़ सात निम्न वर्चुअल बुनियादी ढांचे प्रबंधकों का समर्थन करता है: OpenStack, OpenVIM26,VMware के vCloud निदेशक27,अमेज़न वेब सेवा28,Microsoft Azure29,और ग्रहण fog0530 (विशिष्ट कॉन्फ़िगरेशन विवरण के लिए OSM प्रलेखन18 देखें)।
    7. OpenStack रिलीज Ocata20 स्थापित करें (रिलीज़दस्तावेज़ीकरण 21में विस्तृत कार्यविधियाँ देखें)।
    8. बाहरी साइट में NFV अवसंरचना को परिनियोजित करें और इसे VIM से अनुलग्न करें। विशेष रूप से, यह प्रयोग तीन एकल बोर्ड कंप्यूटर (एसबीसी) वाले एक एनएफवी बुनियादी ढांचे का उपयोग करता है, जिनमें से प्रत्येक में 1 जीबी रैम, 4 सीपीयू और 32 जीबी स्टोरेज डिस्क की गणना क्षमता होती है; और 8 सीपीयू, 8 जीबी रैम और भंडारण के लिए 128 जीबी के साथ एक एकल मिनी-आईटीएक्स कंप्यूटर।
      नोट:: इस प्रोटोकॉल में उदाहरण बाह्य साइट NFV-सक्षम छोटे मानव रहित हवाई वाहनों (SUAVs) के NFV बुनियादी ढांचे पर आधारित है। इस तरह के बुनियादी ढांचे को सक्षम करने के लिए अनुसरण किए गए ब्यौरे नोगल्स एट अल31में प्रदान किए गए हैं। चरण 3.3.6 से 3.3.8 वैकल्पिक हैं, क्योंकि बाहरी साइट पर NFV अवसंरचना पहले से मौजूद हो सकती है.
    9. NFV पारिस्थितिकी तंत्र में एकीकृत किया जाएगा जो बाहरी साइट के कम्प्यूटेशनल संसाधनों के सेट को निर्दिष्ट करने के लिए एक OpenStack प्रोजेक्ट बनाएँ। ऐसा करने के लिए, OpenStack द्वारा प्रदान किए गए ग्राफ़िकल यूजर इंटरफ़ेस (GUI) तक पहुँच, व्यवस्थापक क्रेडेंशियल्स के साथ सिस्टम में लॉग इन करें, पहचान -> प्रोजेक्ट टैब के + प्रोजेक्ट बनाएँ बटन पर क्लिक करें, और अनुरोधित जानकारी के साथ प्रदर्शित प्रपत्र को पूरा करने वाला कोई प्रोजेक्ट बनाएँ.
    10. कोई मान्य उपयोगकर्ता बनाएँ जो पिछले चरण में बनाए गए प्रोजेक्ट को प्रबंधित करेगा. इस उद्देश्य के लिए, पिछले चरण के समान लॉगिन के साथ पहचान -> उपयोगकर्ता टैब तक पहुँचें, + उपयोगकर्ता बनाएँ पर क्लिक करें, और प्रदर्शित प्रपत्र (उपयोगकर्ता नाम और पासवर्ड) के आवश्यक फ़ील्ड भरें, प्राथमिक प्रोजेक्ट के रूप में नए बनाए गए प्रोजेक्ट का चयन करें, और व्यवस्थापक भूमिका चुनें।
    11. नई साइट में VNF संचार अनुमतियों की अनुमति देने के लिए सुरक्षा नियमों को संशोधित करें (विशेष रूप से, SSH और ICMP ट्रैफ़िक सक्षम करें). उस अंत तक, पिछले चरण में बनाए गए उपयोगकर्ता के क्रेडेंशियल्स के साथ OpenStack GUI तक पहुँचें, अनुक्रम का पालन करें: प्रोजेक्ट -> नेटवर्क -> सुरक्षा समूह -> + नियम जोड़ें,और नियम ड्रॉप-डाउन के SSH विकल्प का चयन करें। प्रक्रिया को दोहराएं लेकिन ड्रॉप-डाउन मेनू में शामिल सभी ICMP विकल्प का चयन करें।
    12. OSM समुदाय द्वारा की पेशकश की एक परीक्षण सेवा की छवियों को डाउनलोड करें, पिंग पोंग नेटवर्क सेवा ("Fedora-x86_64-20-20131211.1-sda-ping" और "Fedora-x86_64-20-20131211.1-sda-pong") सार्वजनिक प्रयोग भंडार से, और उन्हें बाहरी साइट के VIM पर अपलोड करें। इस उद्देश्य के लिए, अनुक्रम प्रोजेक्ट -> गणना -> छवियाँ -> + छवि बनाएँका पालन करें, और प्रदर्शित प्रपत्र का उपयोग कर छवियों को बनाएँ और छवि के प्रत्येक का चयन करें।
    13. बाहरी साइट के पता स्थान (चरण 3.1 में आबंटित) के भीतर दो IP पता श्रेणियाँ असाइन करें. इन श्रेणियों का उपयोग बाहरी साइट के वीएनएफ के प्रबंधन का समर्थन करने और क्रमशः वीएनएफ के बीच अंतर-साइट डेटा संचार को सक्षम करने के लिए किया जाएगा।
    14. VIM का उपयोग कर एक प्रदाता नेटवर्क(नियंत्रण-प्रदाता)बनाएँ। यह नेटवर्क केंद्रीय साइट पर OSM स्टैक और प्रबंधन उद्देश्यों के लिए नई साइट पर तैनात VNFs के बीच NFV संचार का समर्थन करेगा। इस प्रकार के संचार OSM स्टैक को उनके परिनियोजन के बाद VNFs को कॉन्फ़िगर करने में भी सक्षम करेंगे. OpenStack में एक प्रदाता नेटवर्क बनाने के लिए, अनुक्रम व्यवस्थापक -> सिस्टम -> नेटवर्क -> + नेटवर्क बनाएँ का पालन करें और पिछले चरण में चयनित IP पता श्रेणी का उपयोग कर, नए नेटवर्क का विवरण भरें।
    15. VIM का उपयोग करके एक दूसरा प्रदाता नेटवर्क(डेटा-प्रदाता)बनाएँ. यह नेटवर्क साइट के VNFs और NFV पारिस्थितिकी तंत्र के अन्य VNFs के बीच डेटा संचार का समर्थन करेगा। OpenStack में इस प्रदाता नेटवर्क को बनाने के लिए, अनुक्रम व्यवस्थापक -> सिस्टम -> नेटवर्क -> + नेटवर्क बनाएँका पालन करें, और असाइन की गई पता श्रेणी का उपयोग कर नए नेटवर्क का विवरण भरें।
      नोट:: वर्चुअल नेटवर्क बनाने के लिए कैसे करें पर निर्देश VIM सॉफ़्टवेयर के आधार पर भिन्न होंगे। विवरण के लिए उनके संबंधित सॉफ़्टवेयर दस्तावेज़ों की जाँच करें।
    16. VIM से संबंधित जानकारी (विशेष रूप से, उपयोगकर्ता नाम/पासवर्ड, और चरण 3.3.9 और 3.3.10 में बनाई गई परियोजना) को केंद्रीय साइट के तकनीकी कर्मचारियों के साथ साझा करें, ताकि OSM सॉफ़्टवेयर स्टैक के लिए VIM के अनुलग्नक को सक्षम किया जा सके।
  4. चरण 3.3.16 से प्राप्त जानकारी का उपयोग करते हुए, बाहरी NFV अवसंरचना को केंद्रीय साइट के OSM सॉफ़्टवेयर स्टैक से अनुलग्न करें.
    1. पिंग उपकरण का उपयोग करके केंद्रीय साइट के OSM स्टैक और नई साइट के VIM के बीच कनेक्टिविटी सत्यापित करें।
    2. पिछला कनेक्टिविटी परीक्षण सफल है, तो बाहरी VIM को केंद्रीय साइट के OSM स्टैक से अनुलग्न करें। ऐसा करने के लिए, OSM मशीन में निम्न आदेश का उपयोग करें: "osm vim-create --name --user --password -auth_url <प्रमाणीकरण URL> --tenant --account_type ". इस आदेश में: <उत्तरह्म-VIM-नाम> OSM स्टैक के भीतर VIM की पहचान करने के लिए चयनित नाम है, बाहरी साइट के संसाधनों को संभालने के लिए अधिकृत उपयोगकर्ता का नाम है (चरण 3.3.10 देखें), इंगित उपयोगकर्ता का पासवर्ड है, OSM स्टैक से अनुरोधों को सक्षम करने के लिए VIM द्वारा उपलब्ध कराए गए API का लिंक है, <प्रोजेक्ट-नाम> चरण 3.3.9 में परिभाषित प्रोजेक्ट नाम है, और उपयोग किया जाने वाला VIM सॉफ़्टवेयर है (इस प्रयोग में, OpenStack).
  5. NFV पारिस्थितिकी तंत्र के OSM स्टैक के लिए नए VIM के उपयुक्त अनुलग्नक की जाँच करें।
    1. आदेश निष्पादित करें "ro_id = $ (डॉकर पीएस | ग्राप osm_ro | कटौती -d ' '-f 1)" OSM प्रणाली के भीतर संसाधन Orchestrator (RO) मॉड्यूल को लागू कंटेनर की आईडी की पहचान करने के लिए। यह मॉड्यूल बाद की नेटवर्क सेवाओं की तैनाती में आवश्यक संसाधनों को समन्वयित करने और आवंटित करने के लिए वीआईएम के साथ बातचीत करने के लिए जिम्मेदार है।
    2. आदेश "डॉकर exec -it $ro_id bash" का उपयोग कर RO कंटेनर तक पहुँचें। यह आदेश पिछले चरण के निष्पादन में प्राप्त पहचानकर्ता का उपयोग करता है।
    3. जाँचें कि नया VIM उपलब्ध डेटासेंटरों की सूची में शामिल है, कमांड "openmano datacenter-list" का उपयोग करके। नई साइट को <पूर्व-VIM-नाम>पैरामीटर के साथ चरण 3.4.2 में पहले से पेश किए गए एक के रूप में एक ही नाम के साथ सूची में दिखाई देना चाहिए।
    4. उन छवियों को सूचीबद्ध करें जिन्हें बाहरी साइट के VIM पर अपलोड किया गया है, कमांड का उपयोग करके "openmano vim-image-list --datacenter ". <आबहिक-VIM-नाम>पैरामीटर OSM स्टैक के भीतर VIM की पहचान करने के लिए चयनित नाम को इंगित करता है। इस आदेश का निष्पादन सफल है, तो बाहरी VIM के साथ कनेक्टिविटी सफलतापूर्वक stablished किया गया है। जाँचें कि पिंग पोंग छवियाँ सूची में शामिल हैं।
    5. "openmano vim-net-list --datacenter " कमांड के साथ नई साइट पर उपलब्ध नेटवर्क को सूचीबद्ध करें। जाँचें कि नियंत्रण-प्रदाता और डेटा-प्रदाता मौजूद हैं.
  6. ओएसएम समुदाय द्वारा पेश की गई एक परीक्षण सेवा का उपयोग करके नई साइट के उचित एकीकरण का प्रारंभिक सत्यापन करें (इस संबंध में सभी सामग्री प्रयोग भंडार के भीतर शामिल है)। इस उद्देश्य के लिए, निम्नलिखित चरणों में शामिल आदेशों को OSM स्टैक की मेजबानी करने वाले उपकरणमें निष्पादित किया जाएगा।
    1. VNF डिस्क्रिप्टर (VNFDs) आदेश "osm vnfd-create " आदेश चल रहा करने के लिए VNF डिस्क्रिप्टर (VNFDs) पर परीक्षण सेवा ( VNFD पैकेज के फ़ाइल नाम से मेल खाता है) की रचना करने वाले प्रत्येक VNFs के लिए।
    2. ऑनबोर्ड परीक्षण सेवा के एनएस डिस्क्रिप्टर (एनएसडी) कमांड के साथ "ओएसएम एनएसडी-क्रिएट <एनएसडी-पैकेज-डिस्क्रिप्टर>", जहां <एनएसडी-पैकेज>एनएसडी पैकेज का फ़ाइल नाम (इस प्रयोग में, ping_pong_ns.tar.gz) को इंगित करता है।
    3. बाहरी और केंद्रीय साइटों पर पिंग पोंग नेटवर्क सेवा (NS) का इंस्टेंटेशन प्रारंभ करें, आदेश "osm ns-create --ns_name --nsd_name ping_pong_ns --vim_account <उत्तर-VIM-नाम> --config '{vnf: [{member-vnf-index: '2', vim_account: <केंद्रीय-VIM-name>}]}"" आदेश का उपयोग करके प्रारंभ करें. <आक्ष्म-VIM-साइट>पैरामीटर OSM स्टैक के भीतर बाहरी साइट के VIM की पहचान करता है। "--config" विकल्प इंगित करता है कि सेवा की रचना करने वाले सभी VNFs को उस VIM द्वारा नियंत्रित बाहरी साइट पर तैनात किया जाना चाहिए, सिवाय एनएस में इंडेक्स 2 द्वारा पहचाने गए VNF को छोड़कर, जिसे केंद्रीय साइट में तैनात किया जाएगा (केंद्रीय साइट का VIM <केंद्रीय-VIM-नाम>पैरामीटर में निर्दिष्ट किया गया है)।
    4. जाँचें कि NS को तैनात किया गया है और इसकी स्थिति "osm ns-list" कमांड का उपयोग करके। यदि इंस्टेंटेशन सफल होता है, तो स्थिति "रेडी" में बदल जाएगी।
    5. "osm vnf-list" के साथ दो VNFs में से प्रत्येक के IP पते की जाँच करें (बाद में मशीनों में लॉग इन करने के लिए आवश्यक)।
    6. एसएसएच के माध्यम से प्रत्येक वीएनएफ से कनेक्ट करें, कमांड "एसएसएच fedora@<वीएनएफ-आईपी>" (<वीएनएफ-आईपी> का उपयोग करके पिछले चरण में प्राप्त करने के लिए कनेक्ट करने के लिए वीएनएफ के आईपी पते का प्रतिनिधित्व करता है)। एसएसएच द्वारा संकेत दिए जाने पर पासवर्ड "fedora" का परिचय दें। एक बार दोनों मशीनों में लॉग इन करने के बाद, कमांड "आईपी एड्रेस शो" का उपयोग करके अपने इंटरफेस की जांच करें, और डेटा-प्रदाता नेटवर्क (दोनों वीएनएफ में इंटरफ़ेस eth1) से जुड़े उनके इंटरफेस पर आईपी पते प्राप्त करें। VNFs में से एक से, डेटा-प्रदाता नेटवर्क में दूरस्थ IP पते का उपयोग करके, अन्य VNF के लिए एक पिंग निष्पादित करें। यदि कनेक्टिविटी है, तो प्रारंभिक सत्यापन परीक्षण सफल माना जाएगा।

4. एक यथार्थवादी ऊर्ध्वाधर सेवा के साथ NFV बहु साइट मंच का सत्यापन

  1. सार्वजनिक रिपॉजिटरी से VNF छवियों को डाउनलोड करें और उन्हें उनकी संबंधित साइट के VIM में अपलोड करें (चित्रा 3देखें), चरण 3.3.12 में विस्तृत प्रक्रिया का पालन करते हुए। विशेष रूप से, बाहरी साइट Access Point VNF, Router VNF, MQTT गेटवे VNF, और Access Router VNF कीमेजबानी करेगी। केंद्रीय साइट 5G कोर VNF और IoT सर्वर VNFकी मेजबानी करेगी।
  2. VNFDs और OSM स्टैक के लिए स्मार्ट खेती सेवा के NSD पर (सभी वर्णनकर्ताओं को प्रयोग भंडार से डाउनलोड किया जा सकता है)।
    1. नेटवर्क सेवा के प्रत्येक VNFs के लिए आदेश निष्पादित करने के लिए OSM स्टैक के लिए VNFDs ऑनबोर्ड "osm vnfd-create ", आदेश निष्पादित करते हैं। इस स्थिति में, पैरामीटर VNFD पैकेज का फ़ाइल नाम करने के लिए संगत है।
    2. आदेश "osm nsd-create " के साथ OSM स्टैक के लिए NSD ऑनबोर्ड, जहां NSD पैकेज का फ़ाइल नाम इंगित करता है (इस प्रयोग में, jove_uavs_scenario_nsd.tar.gz)।
  3. स्मार्ट खेती नेटवर्क सेवा को परिनियोजित करें। इस उद्देश्य के लिए, OSM कमांड लाइन इंटरफ़ेस से निम्न आदेश चलाएँ: osm ns-create --ns_name --nsd_name jove_uavs_scenario_nsd --vim_account --config '{vnf: [ {member-vnf-index: "5", vim_account: <केंद्रीय-VIM-name>}, {member-vnf-index: "6", vim_account: <केंद्रीय-VIM-name>} गलत wim_account
    नोट:: जैसा कि चरण 3.6.3. में इंगित किया गया है, <आक्षर-VIM-नाम> और <केंद्रीय-VIM-नाम>पैरामीटर उन साइटों को इंगित करते हैं जहाँ VNFs को लागू किया जाना है. विशेष रूप से, स्मार्ट खेती सेवा की रचना करने वाले सभी वीएनएफ को नई बाहरी साइट में रखा जाएगा, सिवाय उन लोगों के जिन्हें इंडेक्स 5 और 6 (5 जी कोर और आईओटी सर्वर वीएनएफ)के साथ छोड़कर केंद्रीय साइट को आवंटित किया जाएगा।
  4. जाँचें कि NS लागू किया गया है, चरण 3.6.4 में के रूप में एक ही प्रक्रिया का पालन करते हुए।
  5. कमांड "ssh mosquittosubscriber@" के साथ IoT सर्वर VNF तक पहुँचें और "IP Address show dev eth1" कमांड के माध्यम से MQTT गेटवे VNF के साथ संवाद करने के लिए कॉन्फ़िगर किए गए अपने इंटरफ़ेस की जाँच करें। VNF () का IP पता OSM कमांड लाइन में "osm vnf-list" को निष्पादित करते हुए प्राप्त किया जा सकता है।
  6. एक अनुरूप प्रक्रिया के बाद, MQTT गेटवे VNFतक पहुँच, और कमांड "sudo python3 publisher_MQTT_GW.py -ma -ba " चलाएँ, जहां पिछले चरण में प्राप्त किया गया है, और executing "ip address show dev eth1" कमांड MQTT गेटवे VNFमें। यह चरण MQTT गेटवे VNFको प्रारंभ करता है, जो MQTT मानक15का उपयोग करके सेंसर द्वारा उत्पन्न डेटा प्राप्त करेगा, इन डेटा को उसी मानक का उपयोग करके IoT सर्वर VNF में प्रेषित करेगा।
  7. एक मौसम विज्ञान सेंसर संलग्न करने के लिए एक एकल बोर्ड कंप्यूटर (SBC) तैयार करें, और MQTT गेटवे VNF की ओर सेंसर रीडिंग प्रसारित करने के लिए ट्रांसीवर क्षमता के साथ।
    नोट:: इस प्रोटोकॉल का उदाहरण देने के लिए, विशेष रूप से एक SBC मॉडल का उपयोग किया गया है। इसलिए, एक अलग एसबीसी प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग करने के मामले में निम्नलिखित चरणों को अनुकूलित करने की आवश्यकता हो सकती है।
    1. कनेक्ट करें (उदाहरण के लिए, टिन-सोल्डर तांबे के तारों का उपयोग करके) सेंसर के बोर्ड पिन को एसबीसी के सामान्य उद्देश्य इनपुट / आउटपुट (जीपीआईओ) पिन के लिए, चित्रा 5की कॉन्फ़िगरेशन योजना के बाद।
    2. सेंसर का पता चला है, तो सत्यापित करने में सक्षम होने के लिए SBC में I2C कर्नेल मॉड्यूल को सक्षम करें। इस उद्देश्य के लिए, कमांड "sudo raspi-config" चलाएँ, अनुक्रम Interfacing विकल्प -> I2C -> हाँ प्रदर्शित मेनू में का पालन करें, और परिवर्तनों को प्रभावी बनाने के लिए SBC को रिबूट करें।
    3. सत्यापित करें कि सेंसर SBC में सॉफ़्टवेयर i2c-उपकरण स्थापित करने का पता लगाया गया है, और "sudo i2cdetect -y 1" कमांड निष्पादित कर रहा है। यदि हां, तो एक ग्रिड उस स्थिति को इंगित करता है जहां सेंसर का पता लगाया जाता है दिखाई देना चाहिए।
    4. SBC पढ़ने और सेंसर द्वारा प्रदान किए गए डेटा को भेजने की अनुमति देने के लिए उपयुक्त सॉफ़्टवेयर लाइब्रेरीज़ स्थापित करें. विशेष रूप से, यह प्रयोग RPi.bme280 32और paho-mqtt33 पायथन पुस्तकालयों पर leverages.
  8. SUAV के मोबाइल एप्लिकेशन का उपयोग करते हुए, एक्सेस पॉइंट VNFको होस्ट करने वाले हवाई वाहन को बंद कर दें, और सेंसर के साथ SBC को वायरलेस कवरेज प्रदान करने के लिए इसे स्थिति दें।
    नोट: NFV-सक्षम SUAVs की उड़ान नेटवर्क सेवा के परिचालन व्यवहार से स्वतंत्र है, जो यह संचालित करने में सक्षम है कि क्या SUAVs उड़ान भर रहे हैं या बैटरी की खपत को कम करने के लिए आराम की स्थिति में हैं। इस प्रकार, चरण 4.8 वैकल्पिक है।
  9. एक्सेस पॉइंट VNFद्वारा प्रदान किए गए वाई-फाई वायरलेस एक्सेस पॉइंट पर सेंसर द्वारा एकत्र किए गए डेटा को पढ़ने के प्रभारी SBC को संलग्न करें। एक सफल अनुलग्नक के बाद, एक वायरलेस नेटवर्क पथ MQTT गेटवे VNFके लिए सेंसर से सक्षम किया जाएगा।
  10. संवेदित डेटा का संचरण शुरू करें, एसबीसी में कमांड "python3 / home / ubuntu / sensorDataTransmission.py -a " चला रहा है जिसमें सेंसर शामिल है ( चरण 4.6 में प्राप्त IP पता है।
  11. संवेदी डेटा के सही वास्तविक समय रिसेप्शन की जांच करने के लिए IoT सर्वर VNF द्वारा प्रदान किए गए वेब GUI तक पहुँचें। उस अंत तक, IoT Server VNF के IP पते को "osm vnf-list" कमांड के साथ चेक करें, और वेब-ब्राउज़र में निम्न यूनिफ़ॉर्म रिसोर्स लोकेटर (URL) टाइप करें: http://:3001, जहाँ IoT सर्वर VNFका IP पता है। फिर, होम टैब के सेंसर डेटा संग्रह बटन पर क्लिक करें, और डेटा प्राप्त होने के रूप में डैशबोर्ड में शामिल ग्राफ़ के वास्तविक समय के अद्यतन को सत्यापित करें।
    नोट:: चरण 4.12 में उल्लिखित URL तक पहुँचने में सक्षम होने के लिए, उस संसाधन तक पहुँचने का प्रयास करने वाले वेब-ब्राउज़र के साथ डिवाइस NFV पारिस्थितिकी तंत्र से कनेक्ट होना चाहिए और IoT Server VNFके साथ IP कनेक्टिविटी होना चाहिए. इस उद्देश्य के लिए वीपीएन सेवा का भी उपयोग किया जा सकता है।
  12. स्मार्ट खेती सेवा के निष्पादन के प्रतिनिधि परिणाम प्राप्त करने के लिए समय की एक उपयुक्त अवधि के लिए प्रतीक्षा करें। फिर, आगे के विश्लेषण के लिए IoT सर्वर VNF में संग्रहीत डेटा एकत्र करें। यह देखते हुए कि इस प्रयोग में शामिल सेंसर हर 5 सेकंड में तापमान, आर्द्रता और दबाव रीडिंग प्रदान करता है, प्रयोग में सेवा 10 मिनट की अवधि के लिए चलती है, जिसके परिणामस्वरूप संवेदी डेटा के 180 नमूने (प्रत्येक मौसम संबंधी मूल्य प्रकार के लिए 60) होते हैं।
  13. आगे के विश्लेषण के लिए संवेदित डेटा को पुनर्प्राप्त करने के लिए IoT सर्वर VNF के डेटाबेस तक पहुँचें। इस उद्देश्य के लिए, कमांड "id_database = $ (sudo docker ps | grep 'influxdb:' | कटौती -d ' ' -f 1)" IoT सर्वर VNF पर, और उसके बाद "sudo docker exec -it $id_database bash"
  14. डेटा को अल्पविराम से अलग किए गए मान (CSV) फ़ाइल में निर्यात करें, कमांड चला रहे हैं "प्रवाह -डेटाबेस 'mainflux' -execute "SELECT * संदेशों से जहां \"name\" = '<डेटा>' " -format csv > /tmp/.csv". पैरामीटर <डेटा> यह चुनने के लिए संशोधित करें कि किस प्रकार के संवेदी डेटा को "तापमान", "आर्द्रता" या "दबाव" के साथ निर्यात किया जाना है, और आउटपुट फ़ाइल के लिए एक नाम चुनने के लिए <फ़ाइलनाम>पैरामीटर सेट करें जो परिणाम रखेगा।
  15. बाद के प्रतिनिधित्व के लिए पिछले चरण में जनरेट की गई डेटा फ़ाइलों को सहेजें (प्रतिनिधि परिणाम अनुभाग देखें) और स्मार्ट खेती सेवा के उचित संचालन का सत्यापन।

Representative Results

केंद्रीय प्लेटफ़ॉर्म पर एक नई साइट को शामिल करने और इसकी उचित कार्यक्षमता को मान्य करने के लिए एक नेटवर्क सेवा चलाने के लिए प्रोटोकॉल का सावधानीपूर्वक पालन करने के बाद, चित्रा 6 ओपन-वीपीएन-मॉनिटर टूल का स्क्रीनशॉट दर्शाता है। यह देखा जा सकता है कि नई साइट अपने सभी संचारों के लिए वीपीएन का उपयोग कैसे कर रही है, यह दिखाते हुए कि इसके संचार इस डेटा एक्सचेंज की अनुमति देने के लिए वीपीएन का पालन कैसे करते हैं और परिणामस्वरूप, वीपीएन सेवा में नई साइट का सही जोड़।

जैसा कि चित्र 3में दर्शाया गया है, नेटवर्क सेवा केंद्रीय साइट में स्थित सर्वर को दूरस्थ बुनियादी ढांचे में स्थित सेंसर से जानकारी प्रदान कर रही है। इसके अलावा, चित्रा 7 OSM वेब GUI से नेटवर्क सेवा की सफल तैनाती को प्रदर्शित करता है, यह दर्शाता है कि केंद्रीय साइट के भीतर स्थित MANO स्टैक से नए दूरस्थ बुनियादी ढांचे में प्रयोग को ठीक से कैसे शुरू किया जा सकता है। इसके अलावा, सेवा की तैनाती को पूरा करने के लिए प्रयोग में आवश्यक समय लगभग आठ मिनट है। यह मान, ऑर्केस्ट्रेशन प्लेटफ़ॉर्म में सेवा डिस्क्रिप्टर को ऑन-बोर्ड करने के लिए आवश्यक समय के साथ (लगभग 9 सेकंड, प्रति डिस्क्रिप्टर 1.3 सेकंड के साथ, एनएस और प्रत्येक वीएनएफ डिस्क्रिप्टर दोनों पर विचार करते हुए), सेवा निर्माण समय के लिए 90 मिनट के कुंजी प्रदर्शन संकेतक (केपीआई) को संतुष्ट करने में सक्षम है, जैसा कि 5 जी इंफ्रास्ट्रक्चर पब्लिक प्राइवेट पार्टनरशिप34द्वारा इंगित किया गया है। इस संदर्भ में, Vidal et al.9 में प्रस्तुत किए गए कार्य में प्रस्तुत प्रोटोकॉल का उपयोग करके कई साइटों के साथ सेवा निर्माण समय का गहन विश्लेषण शामिल है।

चित्रा 8 सेंसर से एकत्र किए गए डेटा को प्रदर्शित करता है, जिसमें क्रमशः आर्द्रता, तापमान और दबाव के मूल्य शामिल हैं। ये नमूने सेंसर से 5TONIC में स्थित दूरस्थ सर्वर पर भेजे गए सभी डेटा के अनुरूप हैं, जहां ये मान डेटाबेस में संग्रहीत किए जाते हैं। ये सभी डेटा प्रदर्शित करते हैं कि प्लेटफ़ॉर्म एक नए बुनियादी ढांचे को शामिल करने के बाद व्यावहारिक नेटवर्क सेवाओं को तैनात करने में सक्षम है, साथ ही साथ साइटों के बीच संचार को सही ढंग से सक्षम करने में सक्षम है।

Figure 1
चित्रा 1: वीपीएन सेवा साइट वितरण. प्लेटफ़ॉर्म के माध्यम से वीपीएन सेवा का वितरण और उनकी लिंक कनेक्टिविटी (सभी 5TONIC से गुजरते हैं)। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्रा 2| प्लेटफ़ॉर्म और VPN सेवा का अवलोकन. यह आंकड़ा प्लेटफ़ॉर्म के सभी तत्वों को दिखाता है: केंद्रीय स्थान, इसके NFV इंफ्रास्ट्रक्चर, वीपीएन सेवा और सिस्टम के लिए एकत्रित एक नया बुनियादी ढांचा के साथ। इसमें इसके तत्वों के बीच कनेक्शन भी शामिल हैं। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3:नेटवर्क सेवा का अवलोकन। यह नेटवर्क सेवा, इसके वितरण और इसके तार्किक, और नेटवर्किंग, कनेक्टिविटी में शामिल तत्वों को दर्शाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्रा 4:प्रोटोकॉल वर्कफ़्लोज़. प्रत्येक स्तंभ प्रोटोकॉल के एक खंड का प्रतिनिधित्व करता है, जहां की गई प्रत्येक क्रिया का वर्णन किया जाता है, उनके बीच इसका तार्किक संबंध और इसके निष्पादन के प्रभारी घटक। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्रा 5:पिन कॉन्फ़िगरेशन योजना. सेंसर के बोर्ड पिन और एसबीसी के जीपीआईओ पिन के बीच भौतिक कनेक्शन बनाने के तरीके का प्रतिनिधित्व करने वाला आरेख जो उस सेंसर को शामिल करता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 6
चित्रा 6: OpenVPN मॉनिटर स्नैपशॉट. तस्वीर से पता चलता है कि एकत्रित बुनियादी ढांचा वीपीएन सेवा से जुड़ा हुआ है, जिसमें इसके कनेक्शन के बारे में इसके कुछ विवरण शामिल हैं। इसके अलावा, यह आंकड़ा अन्य दूरस्थ बुनियादी ढांचे से संबंधित अतिरिक्त कनेक्शन को भी दर्शाता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 7
चित्रा 7:OSM एनएस परिनियोजन स्थिति. OSM ग्राफ़िकल इंटरफ़ेस, दूरस्थ अवसंरचना में परीक्षण नेटवर्क सेवा की सफल परिनियोजन दिखा रहा है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 8
चित्र 8: संवेदक द्वारा एकत्र किए गए डेटा का प्रतिनिधि विश्लेषण। (A) प्रत्येक 5 सेकंड में संवेदक द्वारा समय-समय पर एकत्र किए गए तापमान डेटा का चित्रण। (बी) प्रत्येक 5 सेकंड में सेंसर द्वारा एकत्र किए गए आर्द्रता डेटा का ग्राफिकल प्रतिनिधित्व। (C) प्रत्येक 5 सेकंड में सेंसर द्वारा एकत्र किए गए दबाव डेटा का दृश्य चित्रण। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Discussion

पहले से वर्णित प्रोटोकॉल के सबसे महत्वपूर्ण पहलुओं में से एक एनएफवी पारिस्थितिकी तंत्र में नए कम्प्यूटेशनल बुनियादी ढांचे को शामिल करने के लिए इसका उत्कृष्ट लचीलापन है, भौगोलिक स्थान के संदर्भ में उनके वितरण की परवाह किए बिना (जब तक कि दूरस्थ साइटों के साथ नेटवर्क संचार की बैंडविड्थ और विलंबता इसका समर्थन करती है)। यह एक वीपीएन-आधारित ओवरले नेटवर्क आर्किटेक्चर के माध्यम से संभव है, जो दूरस्थ साइटों को एनएफवी पारिस्थितिकी तंत्र के केंद्रीय परिसर से जोड़ने के लिए एक आभासी लिंक की स्थापना को सक्षम बनाता है। यह दृष्टिकोण NFV पारिस्थितिकी तंत्र की साइटों के बीच NFV और डेटा संचार का समर्थन करने के लिए एक प्रभावी और सुरक्षित चैनल के प्रावधान को सक्षम बनाता है, बाहरी पार्टियों द्वारा तैनात सेवाओं से NFV orchestration प्रक्रियाओं और डेटा के बारे में संवेदनशील जानकारी तक पहुंचने और / या संशोधित करने की संभावना को कम करता है। इस संदर्भ में, प्रोटोकॉल बाहरी साइटों के साथ VPN क्रेडेंशियल्स को सुरक्षित रूप से साझा करने के लिए एक विशिष्ट पद्धति का भी वर्णन करता है जो नए बुनियादी ढांचे के एकीकरण को सक्षम करेगा। Universidad कार्लोस III de Madrid, Telefónica, और IMDEA Networks Institute द्वारा 5TONIC पर उपलब्ध कराए गए NFV पारिस्थितिकी तंत्र का उपयोग करके प्रोटोकॉल का उदाहरण दिया गया है, हालांकि यह इस प्रोटोकॉल के चरण 1 में उल्लिखित पूर्व आवश्यकताओं को पूरा करने वाले अन्य NFV वातावरणों में उपयोग किया जाना सामान्य है।

इसके अलावा, यह प्रोटोकॉल कार्यान्वयन के लिए ओपन-सोर्स टूल और सॉफ़्टवेयर के अनन्य उपयोग पर जोर देने के लायक है। संभावित रूप से लाभकारी कार्यक्षमताओं के बावजूद जो विभिन्न मालिकाना समाधानों (जैसे, फोर्टिनेट35)द्वारा पेश किए जा सकते हैं, ओपन-सोर्स विकास के उपयोग ने प्रोटोकॉल द्वारा शामिल सभी तत्वों के एकीकरण की सुविधा प्रदान की है क्योंकि उनकी अंतर्निहित विशेषताओं जैसे लागत प्रभावशीलता, ओपन-सोर्स समुदाय द्वारा प्रदान की गई एक व्यापक सॉफ़्टवेयर सहायता, और विश्वसनीयता का एक उच्च स्तर, बस उनमें से कुछ का नाम लेने के लिए। इसके अलावा, ओपन-सोर्स प्रौद्योगिकियों का उपयोग भी समान प्रकृति के घटकों के बीच तालमेल को बढ़ावा दे सकता है। उदाहरण के लिए, प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग करने वाले ग्राहकों के लिए VPN कनेक्शन की स्थिति की निगरानी करने के लिए, प्रोटोकॉल के दौरान लागू की गई VPN सेवा ओपन-वीपीएन मॉनिटर टूल36 (OpenVPN सर्वर के साथ इंटरऑपरेटिंग करने में सक्षम एक पायथन-आधारित निगरानी उपकरण) पर भरोसा कर सकती है।

दूसरी ओर, प्रोटोकॉल विनिर्देश सत्यापन उद्देश्यों के लिए विभिन्न साइटों पर नेटवर्किंग सेवाओं के इंस्टेंटेशन पर विचार करता है। इस संबंध में, यह हाइलाइट करना महत्वपूर्ण है कि किसी दिए गए साइट पर सेवाओं की तैनाती साइट पर गणना, भंडारण और नेटवर्क संसाधनों की उपलब्धता के अधीन है, साथ ही साथ विशेष उपकरणों की भी है जो तैनाती करने के लिए आवश्यक हो सकते हैं (उदाहरण के लिए, एनएफवी-सक्षम एसयूएवी)। यह प्रोटोकॉल की सीमा नहीं है, और इस पेपर में वर्णित प्रयोग को पुन: प्रस्तुत करने में रुचि रखने वाले हितधारकों द्वारा ध्यान में रखा जाना चाहिए।

इसके अलावा, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि नेटवर्क सेवाओं की तैनाती करने के लिए आवश्यक समय कई कारकों पर निर्भर करता है जैसे कि ऑर्केस्ट्रेटर और विभिन्न वीआईएम के बीच नेटवर्क पथ, वीआईएम और इसके प्रबंधित कम्प्यूटेशनल नोड्स के बीच डेटा संचार का प्रदर्शन, और इन कम्प्यूटेशनल नोड्स की आंतरिक प्रकृति में भी (न केवल उनके उपलब्ध कंप्यूटिंग संसाधनों के कारण, लेकिन नेटवर्क कार्यों के वर्चुअलाइजेशन का संचालन करने के लिए शामिल प्रौद्योगिकियों को भी शामिल किया गया है)।

अंत में, और उत्कृष्ट प्रदर्शन को देखते हुए कि इस प्लेटफ़ॉर्म और इसकी वीपीएन सेवा ने यूरोपीय परियोजनाओं और सहयोगी कार्यों पर किया था, जहां इसका अब तक उपयोग किया गया है (उदाहरण के लिए, 5GINFIRE, 5GRANGE या 5GCity, इस दस्तावेज़ की शुरुआत में उल्लेख किया गया है), इसे उभरते यूरोपीय परियोजनाओं में एक महत्वपूर्ण तत्व के रूप में माना जाएगा जहां Universidad कार्लोस III de Madrid, टेलीफोनिका, और IMDEA नेटवर्क संस्थान भाग लेते हैं, जैसे क्षितिज 2020 भूलभुलैया, या राष्ट्रीय परियोजनाएं, जैसे TRUE-5G।

Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

इस काम को आंशिक रूप से यूरोपीय H2020 LABYRINTH परियोजना (अनुदान समझौता H2020-MG-2019-TwoStages-861696) द्वारा समर्थित किया गया था, और TRUE5G परियोजना (PID2019-108713RB-C52PID2019-108713RB-C52 / AEI / 10.13039 / 501100011033) स्पेनिश राष्ट्रीय अनुसंधान एजेंसी द्वारा वित्त पोषित। इसके अलावा, बोर्जा नोगलेस, इवान विडाल और डिएगो आर लोपेज़ के काम को आंशिक रूप से यूरोपीय H2020 5G-VINNI परियोजना (अनुदान समझौते की संख्या 815279) द्वारा समर्थित किया गया है। अंत में, लेखकों ने इस काम की प्राप्ति के दौरान अपने समर्थन के लिए अलेजांद्रो रोड्रिगुएज़ गार्सिया को धन्यवाद दिया।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Bebop 2 Parrot UAV used in the experiment to transport the RPis and thus, provide mobility to the compute units of external site.
BME280 Sensor Bosch Sensor capable of providing readings of the environmental conditions regarding temperature, barometric pressure, and humidity. 
Commercial Intel Core Mini-ITX Computer Logic Suppy Computer server which hosts the OpenStack controller node (being executed as a VM) of the experiment's extternal aite. In addition, another unit of this equipment (along with the RPis) conforms the computational resources of the NFV insfrastrucure included in that site.
Iptables Netfilter - Open source tool (Software) An open source command line utility for configuring Linux kernel firewall rulset. Source-code available online: https://www.netfilter.org/projects/iptables/
Lithium Battery Pack Expansion Board. Model KY68C-UK Kuman Battery-power supply HAT (Hardware Attached on Top) for the UAV computation units composing the NFV infrastructure of the external site.
MacBook Pro  Apple Commodity laptop utilized during the experiment to obtain and gather the results as described in the manuscript.
Mainflux Mainflux Labs - Open source platform (Software) Open source Internet of Things (IoT) platform used in the experiment for implementing the virtual network function called as IoT Server VNF. In addition, this platform includes an open-source software based on Grafana which allows the visualization and formatting of the metric data. Source code available online: https://www.mainflux.com/
Open Source MANO (OSM) - Release FOUR ETSI OSM - Open source community (Software) Management and Orchestration (MANO) software stack of the NFV system configured in the experiment. Source-code available online: https://osm.etsi.org/docs/user-guide/
OpenStack - Release Ocata OpenStack - Open source community (Software) Open source software used for setting up both the NFV infrastrucure of the central site and the NFV infrastructure of external site within the experiment. Source-code available online: https://docs.openstack.org/ocata/install-guide-ubuntu
OpenVPN - Version 2.3.10 OpenVPN - Open source community Open source software implementing the VPN service presented in the experiment for the creation of the overlay network that will enable the operations of the NFV ecosystem (providing connectivity among all the sites comprising the ecosystem). Source-code available online: https://openvpn.net/ 
Openvpn-monitor Python - Open source software (Software) Open source program based on Python code that allows the visualization of the state of the VPN service, as well as the representation of the sites that are connected at every instant. For this purpose, the program check priodically the information provided by the VPN server implemented with OpenVPN. Source-code available online: https://github.com/furlongm/openvpn-monitor 
Paho-mqtt 1.5.0 Python - Open source library (Software) Open source library developed in Python code that enables the trasmission of the data read by the sensor through the use of MQTT standard  Source-code available online: https://pypi.org/project/paho-mqtt/
Ping  Debian - Open source tool (Software) An open source test tool, which verifies the connectivity between two devices connected through a communications network. In addition, this tool allows to assess the network performance since it calculates the Round Trip Time (i.e., the time taken to send and received a data packet from the network).  Source-code available online: https://packages.debian.org/es/sid/iputils-ping
Power Edge R430 Dell High-profile computer server which provides the computational capacity within the central site presented in the experiment.
Power Edge R430 Dell High-profile computer server in charge of hosting the virtual private network (VPN) service. Note that the computing requirements for provisioning this service are high due to the resource consumption of the encryption operations present in the service.
Power Edge R630 Dell Equipment used for hosting the virtual machine (VM) on charge of executing the MANO stack. In addition, the OpenStack controller node of the central site is also executed as a VM in this device. Note that the use of this device is not strictly needed. The operations carried out by this device could be done by a lower performance equipment due to the non-high resource specifications of the before mentioned VMs.
Raspberry PI. Model 3b Raspberry Pi Foundation Selected model of Single Board Computer (SBC ) used for providing the computational capacity to the experiment's external site. In addition, this SBC model is used during the deployment of the included realistic service for interpreting and sending the data collected by a sensor.
RPi.bme280 0.2.3 Python - Open source library (Software) Open source library developed in Python code that allows to interface the sensor Bosch BME280, and interpret the readings offered by that sensor. Source-code available online: https://pypi.org/project/RPi.bme280/

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References

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