SMORE : So)ware-Defined Networking Mobile Offloading - PowerPoint PPT Presentation

SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡ Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡ Architecture ¡ Junguk ¡Cho, ¡Binh ¡Nguyen, ¡Arijit ¡Banerjee, ¡ ¡ Robert ¡Ricci, ¡Jacobus ¡Van ¡der ¡Merwe, ¡and ¡Kirk ¡Webb ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 1/59 ¡ ¡

MoQvaQon ¡ Mobile ¡Network ¡ Game ¡server ¡ ¡ ¡ Internet ¡ PGW ¡ SGW ¡ eNBs ¡ WAN ¡delay ¡ ¡ Radio ¡delay ¡ Core ¡network ¡delay ¡ (PGW<-­‑> ¡web ¡server) ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 2/59 ¡ ¡

MoQvaQon ¡ LTE/EPC ¡Mobile ¡Network ¡ Game ¡server ¡ ¡ ¡ Internet ¡ PGW ¡ SGW ¡ eNBs ¡ WAN ¡delay ¡ ¡ Radio ¡delay ¡ Core ¡network ¡delay ¡ (PGW<-­‑> ¡web ¡server) ¡ Short ¡delay ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 3/59 ¡ ¡

MoQvaQon ¡ LTE/EPC ¡Mobile ¡Network ¡ Game ¡server ¡ ¡ ¡ Internet ¡ PGW ¡ SGW ¡ eNBs ¡ WAN ¡delay ¡ ¡ Radio ¡delay ¡ Core ¡network ¡delay ¡ (PGW<-­‑> ¡web ¡server) ¡ Dominant ¡ ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 4/59 ¡ ¡

MoQvaQon ¡ LTE/EPC ¡Mobile ¡Network ¡ Game ¡server ¡ ¡ ¡ Internet ¡ PGW ¡ SGW ¡ eNBs ¡ WAN ¡delay ¡ ¡ Radio ¡delay ¡ Core ¡network ¡delay ¡ (PGW<-­‑> ¡web ¡server) ¡ Distance ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 5/59 ¡ ¡

MoQvaQon ¡ LTE/EPC ¡Mobile ¡Network ¡ Game ¡server ¡ ¡ ¡ Internet ¡ PGW ¡ SGW ¡ eNBs ¡ WAN ¡delay ¡ ¡ Radio ¡delay ¡ Core ¡network ¡delay ¡ (PGW<-­‑> ¡web ¡server) ¡ Hierarchical ¡rou?ng ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 6/59 ¡ ¡

Hierarchical ¡RouQng ¡ SGW ¡ PGW ¡ UE ¡ eNB ¡ ¡ Game ¡server ¡ ¡ Internet ¡ The ¡number ¡of ¡eNodeBs ¡>>>>>>>>>>> ¡The ¡number ¡of ¡S/PGW ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 7/59 ¡ ¡

MoQvaQon ¡ LTE/EPC ¡mobile ¡network ¡is ¡s?ll ¡not ¡enough ¡for ¡delay-­‑ sensi?ve ¡applica?ons ¡like ¡online ¡gaming ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 8/59 ¡ ¡

PotenQal ¡SoluQon ¡: ¡Offloading ¡ Game ¡server ¡ SGW ¡ PGW ¡ UE ¡ eNB ¡ Move ¡ ¡ ¡ Internet ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 9/59 ¡ ¡

PotenQal ¡SoluQon ¡: ¡Offloading ¡ Game ¡server ¡ SGW ¡ PGW ¡ UE ¡ eNB ¡ ¡ ¡ Internet ¡ Removing ¡delay ¡between ¡PGW ¡and ¡Internet ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 10/59 ¡ ¡

PotenQal ¡SoluQon ¡: ¡Offloading ¡ Game ¡server ¡ SGW ¡ PGW ¡ UE ¡ eNB ¡ ¡ ¡ Internet ¡ Allevia?ng ¡delay ¡from ¡hierarchical ¡rou?ng ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 11/59 ¡ ¡

Goals ¡ Provide ¡mobile ¡offloading ¡architecture ¡with ¡ ¡ traffic ¡offloading ¡and ¡soNware-­‑define ¡network ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 12/59 ¡ ¡

Goals ¡ Provide ¡mobile ¡offloading ¡architecture ¡with ¡ ¡ traffic ¡offloading ¡and ¡soNware-­‑define ¡network ¡ SoNware-­‑Define ¡Network(SDN) ¡ -­‑ Possible ¡fine-­‑grained ¡traffic ¡control ¡on ¡demand ¡ -­‑ SelecQvely ¡offload ¡traffic ¡based ¡on ¡flow ¡rules ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 13/59 ¡ ¡

Goals ¡ However, ¡approaches ¡are ¡not ¡new ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 14/59 ¡ ¡

Key ¡contribuQons ¡ • Transparent ¡to ¡exis?ng ¡LTE/EPC ¡ mobile ¡network ¡ – No ¡requirement ¡to ¡modify ¡LTE/EPC ¡architecture ¡ and ¡3gpp ¡standard ¡since ¡it ¡is ¡not ¡easy ¡to ¡change ¡ them ¡ • Built ¡working ¡prototype ¡ – It ¡supports ¡traffic ¡offloading ¡even ¡when ¡handover ¡ happens ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 15/59 ¡ ¡

Sweet ¡Spot ¡for ¡locaQon ¡ ¡ of ¡offloading ¡servers ¡ • Related ¡to ¡business ¡between ¡mobile ¡carrier ¡ and ¡service ¡provider ¡ – Cost, ¡delay ¡and ¡coverage ¡effecQve ¡locaQon ¡for ¡ offloading ¡servers ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 16/59 ¡ ¡

Near ¡eNodeBs ¡ LTE/EPC ¡Mobile ¡Network ¡ Game ¡server ¡ ¡ ¡ Internet ¡ PGW ¡ SGW ¡ eNBs ¡ WAN ¡delay ¡ ¡ Radio ¡delay ¡ Core ¡network ¡delay ¡ (PGW<-­‑> ¡web ¡server) ¡ ~ ¡thousands ¡of ¡eNBs ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Best ¡latency ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡A ¡lot ¡of ¡deployment ¡cost ¡ ¡ ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 17/59 ¡ ¡

Near ¡PGWs ¡ LTE/EPC ¡Mobile ¡Network ¡ Game ¡server ¡ ¡ ¡ Internet ¡ PGW ¡ SGW ¡ eNBs ¡ WAN ¡delay ¡ ¡ Radio ¡delay ¡ Core ¡network ¡delay ¡ (PGW<-­‑> ¡web ¡server) ¡ ~ ¡low ¡tens ¡of ¡PGW ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Small ¡deployment ¡cost ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Worst ¡latency ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 18/59 ¡ ¡

Regional ¡aggregaQon ¡points ¡ LTE/EPC ¡Mobile ¡Network ¡ Regional ¡aggrega?on ¡point ¡ Game ¡server ¡ ¡ ¡ Internet ¡ PGW ¡ SGW ¡ eNBs ¡ WAN ¡delay ¡ ¡ Radio ¡delay ¡ Core ¡network ¡delay ¡ (PGW<-­‑> ¡web ¡server) ¡ ~ ¡100 ¡– ¡150 ¡regional ¡aggregaQon ¡points ¡ -­‑ It ¡covers ¡ a ¡large ¡metropolitan ¡area ¡ ¡ -­‑ Reasonable ¡loca?on ¡in ¡terms ¡of ¡cost ¡and ¡delay ¡ ¡ ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 19/59 ¡ ¡

Regional ¡aggregaQon ¡points ¡ LTE/EPC ¡Mobile ¡Network ¡ Regional ¡aggrega?on ¡point ¡ Game ¡server ¡ Cloud ¡ ¡ ¡ ¡ Internet ¡ PGW ¡ SGW ¡ eNBs ¡ WAN ¡delay ¡ ¡ Radio ¡delay ¡ Core ¡network ¡delay ¡ (PGW<-­‑> ¡web ¡server) ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 20/59 ¡ ¡

Offloading ¡Infrastructure ¡ Regional ¡ ¡ AggregaQon ¡ ¡Point ¡ SGW ¡ PGW ¡ SDN ¡ ¡ Internet ¡ eNB ¡ Offload ¡Cloud ¡ MME ¡ ¡ ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 21/59 ¡ ¡

SMORE ¡Architecture ¡ SMORE ¡ ¡ Controller ¡ Regional ¡ ¡ SMORE ¡ ¡ SMORE ¡ ¡ AggregaQon ¡ ¡Point ¡ Monitor ¡ ¡ ¡ ¡DB ¡ SGW ¡ PGW ¡ SMORE ¡ ¡SDN ¡ ¡ Internet ¡ eNB ¡ Offload ¡Cloud ¡ MME ¡ ¡ ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 22/59 ¡ ¡

SMORE ¡Use ¡Cases ¡ • On-­‑demand ¡use ¡case ¡ • SubscripQon ¡use ¡case ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 23/59 ¡ ¡

On-­‑demand ¡Use ¡Case ¡ LTE/EPC ¡Mobile ¡Network ¡ Regional ¡ ¡ AggregaQon ¡ ¡Point ¡ eNB ¡ MME ¡ 8/25/14 ¡ SMORE ¡: ¡So)ware-­‑Defined ¡Networking ¡Mobile ¡Offloading ¡Architecture ¡ 24/59 ¡ ¡