$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
אחת המטרות הנחשק ביותר בעידן החדש של התקשורת הניידת (הידועה ביותר בתור הדור הניידה -5 או 5g) היא להיות מסוגלת לספק שירותי טכנולוגיית מידע חזקים במצבים שבהם תשתית הטלקומוניקציה הראשית אינה יכולה להיות זמינה (למשל, עקב מקרה חירום). בהקשר זה, החברה מקבלים את תשומת הלב הגוברת מקהילת המחקר בשל רב-תכליתיות הטבועה בהם. ישנן עבודות רבות המשתמשות במכשירים אלה כאבן פינה למתן מגוון רחב של שירותים. למשל, הספרות ניתחו את היכולת של התקנים אלה כדי לבנות תשתית תקשורת אווירית להכיל שירותי מולטימדיה1,2,3. יתרה מזאת, המחקר הקודם הראה כיצד שיתוף הפעולה בין כמה מטוסים, יכול להאריך את הפונקציונליות של שירותי תקשורת שונים כגון מעקב4, חיפוש שיתופי והצלה5,6,7,8, או חקלאות9.
מצד שני, הטכנולוגיה NFV רכשה משמעות רבה בתוך מפעילי הטלקום כאחד המפתחות 5G מפתח. הפונקציה NFV מייצגת שינוי פרדיגמטי בנוגע לתשתית הטלקומוניקציה על-ידי הקלה על התלות הנוכחית של מכשירי רשת בחומרה מיוחדת באמצעות הsoftwarization של פונקציות הרשת. פעולה זו מאפשרת פריסה גמישה ומגמישה של סוגים חדשים של שירותי תקשורת. למטרה זו, הקימו מכון לתקני הטלקומוניקציה האירופי (ETSI) קבוצת מפרט להגדרת המסגרת האדריכלית של NFV10. בנוסף, ETSI מארחת כיום את הקבוצה קוד פתוח (OSM)11, שהוא אחראי על פיתוח מחסנית Nfv ניהול ו תזמור (מנו) החברה מיושר עם ההגדרה של המסגרת האדריכלית ETSI nfv.
בהתחשב בכל השיקולים הנ ל, ההתכנסות הסינרגיה בין מטוסים וטכנולוגיות NFV לומדים כעת בפיתוח יישומים ושירותים חדשניים של הרשת. הדבר מומחש על ידי מספר עבודות מחקר בספרות המצביעות על היתרונות של סוגים אלה של מערכות14,15,16, לזהות את האתגרים של ההתכנסות הזאת ואת ההיבטים החסרים שלה, להדגיש קווי מחקר עתידיים בנושא זה17, ולהציג פתרונות פיוניר בהתבסס על טכנולוגיות קוד פתוח.
במיוחד, השילוב של טכנולוגיות NFV לתוך הזירה מזל ט מאפשר פריסה מהירה וגמישה של שירותי רשת ויישומים על אזורים גיאוגרפיים מופרדים (למשל, שירות טלפוניה IP). בעקבות גישה זו, ניתן לפרוס מספר מל טים על מיקום מסוים, ולהעביר את פלטפורמות המחשוב כתוכן המנה (למשל, מחשבי לוח יחיד בגודל קטן). פלטפורמות מחשוב אלה יספקו תשתית רשת ניתנת לתיכנות (כלומר, תשתית NFV) באזור הפריסה, התומכת ביצירת מופעים של שירותי רשת ויישומים תחת שליטתה של פלטפורמת מנו.
על אף היתרונות, מימוש השקפה זו מציג מערכת של אתגרים בסיסיים שצריך לטפל בהם בקפידה, כגון השילוב המתאים של פלטפורמות מחשב אלה כתשתית NFV, באמצעות מחסנית תוכנה קיימת של NFV, כך ששירות תזמור NFV יכול לפרוס פונקציות וירטואליות ב-מל טים; האילוצים במונחים של המשאבים החישוביים המסופקים על-ידי פלטפורמות המחשוב, מאחר שהעברת המקורות האלה עשויה להציג בדרך כלל מגבלות מבחינת גודל, משקל וקיבולת מיחשוב של ציוד התוכן; המיקום הנכון של הפונקציות הווירטואליות ב-"מל טים" (כלומר, בחירת מועמד מזל ט הטוב ביותר לפריסת פונקציה וירטואלית מסוימת); תחזוקת התקשורת של הבקרה עם ה-מל טים כדי לנהל את מחזור החיים של ה-VNFs למרות הזמינות הפוטנציאלית של תקשורת רשת עמם (למשל, כתוצאה ממגבלות ניידות וסוללה); זמן הפעולה המוגבל של המל-טים עקב צריכת הסוללה שלהם; והגירה של הפונקציות הווירטואליות כאשר צריך להחליף את המל ט עקב מיצוי הסוללה. יתרונות ואתגרים אלה מפורטים בעבודה הקודמת18,19 הכולל את העיצוב של מערכת nfv מסוגל לתמוך הפריסה האוטומטית של פונקציות הרשת ושירותים על פלטפורמות מזל ט, כמו גם את האימות של הכדאיות המעשית של עיצוב זה.
בהקשר זה, נייר זה מתמקד בתיאור פרוטוקול כדי לאפשר את הפריסה האוטומטית של שירותי רשת מורכבים בינוניים ברשת של מטוסים באמצעות תקני NFV וטכנולוגיות קוד פתוח. כדי להמחיש את השלבים השונים של הפרוטוקול, מוצג מחדש של ניסוי המוצג Nogales ואח '19 מוצגת, המורכבת מפריסת שירות טלפוניה IP. כדי לסייע ליכולת הפעולה הזאת, הטיסה האמיתית נחשבת כאופציונלית בהליך המוצג, ותוצאות הביצועים מתקבלות עם מכשירי מזל ט על הקרקע. קוראי מתעניינים צריכים להיות מסוגלים לשכפל ולאמת את הביצוע של הפרוטוקול, אפילו בסביבת מעבדה מבוקרת.
איור 1 מדגים את שירות הרשת המיועד לפרוצדורה זו. שירות רשת זה בנוי כהרכב של יחידות softwarization ספציפיות (מסווגות בתוך הפרדיגמה של NFV כפונקציות רשת וירטואלית, או VNFs) ומספק את הפונקציונליות של שירות טלפוניה IP למשתמשים בקרבת מטוסים. ה-VNF ההלחנה של השירות מוגדרים כדלקמן:
- נקודת גישה VNF (AP-VNF): זה VNF מספק גישה Wi-Fi לציוד למשתמש הקצה (כלומר, טלפונים IP בניסוי זה).
- שרת טלפוניה IP VNF (IP-טלפוניה-שרת-VNF): היא אחראית לניהול הודעות איתות שיחה הוחלפו בין טלפונים IP כדי ליצור ולסיים שיחת קול.
- מערכת שם דומיין VNF (DNS-VNF): זה VNF מספק שירות זיהוי שמות, אשר בדרך כלל נחוץ בשירותי טלפוניה IP.
- נתב גישה VNF (AR-VNF): מספק פונקציות ניתוב רשת, תמיכה בחילופי תעבורה (כלומר, השיחה איתות בניסוי זה) בין טלפונים IP לבין התחום של מפעיל הטלקומוניקציה.
- נתב הליבה VNF (CR-VNF): מספק פונקציות ניתוב רשת בתחום מפעיל הטלקומוניקציה, המציע גישה לשירותים ספציפיים למפעיל (כלומר, שרת טלפוניה IP) ורשתות נתונים חיצוניים.
בנוסף, איור 1 מציג את המכשירים הפיזיים המשמשים לניסוי, כיצד הם מחוברים ביניהם וההקצאה הספציפית של vnfs להתקנים.