Independent Submission                                     LM. Contreras
Request for Comments: 8597                                    Telefonica
Category: Informational                                    CJ. Bernardos
ISSN: 2070-1721                                                     UC3M
                                                                D. Lopez
                                                            M. Boucadair
                                                              P. Iovanna
                                                                May 2019

Cooperating Layered Architecture for Software-Defined Networking (CLAS)

Software-Defined Networking(CLAS)の協調型レイヤードアーキテクチャ



Software-Defined Networking (SDN) advocates for the separation of the control plane from the data plane in the network nodes and its logical centralization on one or a set of control entities. Most of the network and/or service intelligence is moved to these control entities. Typically, such an entity is seen as a compendium of interacting control functions in a vertical, tightly integrated fashion. The relocation of the control functions from a number of distributed network nodes to a logical central entity conceptually places together a number of control capabilities with different purposes. As a consequence, the existing solutions do not provide a clear separation between transport control and services that rely upon transport capabilities.

Software-Defined Networking(SDN)は、ネットワークノードのデータプレーンからのコントロールプレーンの分離と、1つまたは一連のコントロールエンティティでの論理的な集中化を提唱しています。ほとんどのネットワークおよび/またはサービスインテリジェンスは、これらの制御エンティティに移動されます。通常、このようなエンティティは、垂直に緊密に統合された方法で相互作用する制御機能の概要と見なされます。複数の分散ネットワークノードから論理的な中央エンティティへの制御機能の再配置は、概念的に、さまざまな目的を持つ複数の制御機能をまとめます。その結果、既存のソリューションでは、トランスポートコントロールとトランスポート機能に依存するサービスを明確に分離できません。

This document describes an approach called Cooperating Layered Architecture for Software-Defined Networking (CLAS), wherein the control functions associated with transport are differentiated from those related to services in such a way that they can be provided and maintained independently and can follow their own evolution path.


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Table of Contents


   1.  Introduction  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   4
   2.  Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   5
   3.  Architecture Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   6
     3.1.  Functional Strata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   9
       3.1.1.  Transport Stratum . . . . . . . . . . . . . . . . . .   9
       3.1.2.  Service Stratum . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  10
       3.1.3.  Recursiveness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  10
     3.2.  Plane Separation  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  10
       3.2.1.  Control Plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  11
       3.2.2.  Management Plane  . . . . . . . . . . . . . . . . . .  11
       3.2.3.  Resource Plane  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  11
   4.  Required Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  11
   5.  Communication between SDN Controllers . . . . . . . . . . . .  12
   6.  Deployment Scenarios  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  12
     6.1.  Full SDN Environments . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13
       6.1.1.  Multiple Service Strata Associated with a Single
               Transport Stratum . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13
       6.1.2.  Single Service Stratum Associated with Multiple
               Transport Strata  . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13
     6.2.  Hybrid Environments . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13
       6.2.1.  SDN Service Stratum Associated with a Legacy
               Transport Stratum . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13
       6.2.2.  Legacy Service Stratum Associated with an SDN
               Transport Stratum . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13
     6.3.  Multi-domain Scenarios in the Transport Stratum . . . . .  14
   7.  Use Cases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  14
     7.1.  Network Function Virtualization (NFV) . . . . . . . . . .  14
     7.2.  Abstraction and Control of TE Networks  . . . . . . . . .  15
   8.  Challenges for Implementing Actions between Service and
       Transport Strata  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  15
   9.  IANA Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  16
   10. Security Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  16
   11. References  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  17
     11.1.  Normative References . . . . . . . . . . . . . . . . . .  17
     11.2.  Informative References . . . . . . . . . . . . . . . . .  17
   Appendix A.  Relationship with RFC 7426 . . . . . . . . . . . . .  19
   Acknowledgements  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  20
   Authors' Addresses  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  20
1. Introduction
1. はじめに

Network softwarization advances are facilitating the introduction of programmability in the services and infrastructures of telecommunications operators. This is generally achieved through the introduction of Software-Defined Networking (SDN) [RFC7149] [RFC7426] capabilities in the network, including controllers and orchestrators.

ネットワークのソフトウォーライゼーションの進歩により、通信事業者のサービスとインフラストラクチャにプログラマビリティを導入することが容易になっています。これは一般的に、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)[RFC7149] [RFC7426]機能をコントローラーやオーケストレーターなどのネットワークに導入することで実現されます。

However, there are concerns of a different nature that these SDN capabilities have to resolve. On the one hand, actions focused on programming the network to handle the connectivity or forwarding of digital data between distant nodes are needed. On the other hand, actions devoted to programming the functions or services that process (or manipulate) such digital data are also needed.


SDN advocates for the separation of the control plane from the data plane in the network nodes by introducing abstraction among both planes, allowing the control logic on a functional entity, which is commonly referred as SDN Controller, to be centralized; one or multiple controllers may be deployed. A programmatic interface is then defined between a forwarding entity (at the network node) and a control entity. Through that interface, a control entity instructs the nodes involved in the forwarding plane and modifies their traffic-forwarding behavior accordingly. Support for additional capabilities (e.g., performance monitoring, fault management, etc.) could be expected through this kind of programmatic interface [RFC7149].

SDNは、両方のプレーン間に抽象化を導入することにより、ネットワークノードのデータプレーンからコントロールプレーンを分離することを提唱しており、機能エンティティ上のコントロールロジック(一般的にSDNコントローラーと呼ばれます)を集中化できます。 1つまたは複数のコントローラーを展開できます。次に、プログラムインターフェイスが転送エンティティ(ネットワークノード)と制御エンティティの間に定義されます。そのインターフェースを介して、制御エンティティは転送プレーンに関与するノードに指示し、それに応じてトラフィック転送動作を変更します。この種のプログラムインターフェース[RFC7149]により、追加機能(パフォーマンスモニタリング、障害管理など)のサポートが期待できます。

Most of the intelligence is moved to this kind of functional entity. Typically, such an entity is seen as a compendium of interacting control functions in a vertical, tightly integrated fashion.


The approach of considering an omnipotent control entity governing the overall aspects of a network, especially both the transport network and the services to be supported on top of it, presents a number of issues:


o From a provider perspective, where different departments usually are responsible for handling service and connectivity (i.e., transport capabilities for the service on top), the mentioned approach offers unclear responsibilities for complete service provision and delivery.

o プロバイダーの観点から見ると、通常、さまざまな部門がサービスと接続(つまり、サービスのトランスポート機能)の処理を担当しているため、前述のアプローチでは、完全なサービスの提供と配信について、不明確な責任が生じます。

o Complex reuse of functions for the provision of services.

o サービスの提供のための機能の複雑な再利用。

o Closed, monolithic control architectures.

o 閉じたモノリシック制御アーキテクチャ。

o Difficult interoperability and interchangeability of functional components.

o 機能コンポーネントの相互運用性と互換性が難しい。

o Blurred business boundaries among providers, especially in situations where one provider provides only connectivity while another provider offers a more sophisticated service on top of that connectivity.

o 特に、あるプロバイダーが接続のみを提供し、別のプロバイダーがその接続に加えてより高度なサービスを提供する状況では、プロバイダー間のビジネス境界がぼやけています。

o Complex service/network diagnosis and troubleshooting, particularly to determine which layer is responsible for a failure.

o 複雑なサービス/ネットワークの診断とトラブルシューティング、特に障害の原因となっている層を特定するため。

The relocation of the control functions from a number of distributed network nodes to another entity conceptually places together a number of control capabilities with different purposes. As a consequence, the existing SDN solutions do not provide a clear separation between services and transport control. Here, the separation between service and transport follows the distinction provided by [Y.2011] and as defined in Section 2 of this document.


This document describes an approach called Cooperating Layered Architecture for SDN (CLAS), wherein the control functions associated with transport are differentiated from those related to services in such a way that they can be provided and maintained independently and can follow their own evolution path.


Despite such differentiation, close cooperation between the service and transport layers (or strata in [Y.2011]) and the associated components are necessary to provide efficient usage of the resources.


2. Terminology
2. 用語

This document makes use of the following terms:


o Transport: denotes the transfer capabilities offered by a networking infrastructure. The transfer capabilities can rely upon pure IP techniques or other means, such as MPLS or optics.

o トランスポート:ネットワークインフラストラクチャによって提供される転送機能を示します。転送機能は、純粋なIP技術や、MPLSやオプティクスなどの他の手段に依存する場合があります。

o Service: denotes a logical construct that makes use of transport capabilities.

o サービス:トランスポート機能を利用する論理構造を示します。

This document does not make any assumptions about the functional perimeter of a service that can be built above a transport infrastructure. As such, a service can be offered to customers or invoked for the delivery of another (added-value) service.


o Layer: refers to the set of elements that enable either transport or service capabilities, as defined previously. In [Y.2011], this is referred to as a "stratum", and the two terms are used interchangeably.

o レイヤー:前に定義したように、トランスポートまたはサービス機能を有効にする要素のセットを指します。 [Y.2011]では、これは「層」と呼ばれ、2つの用語は同じ意味で使用されます。

o Domain: is a set of elements that share a common property or characteristic. In this document, it applies to the administrative domain (i.e., elements pertaining to the same organization), technological domain (elements implementing the same kind of technology, such as optical nodes), etc.

o ドメイン:共通のプロパティまたは特性を共有する要素のセットです。このドキュメントでは、管理ドメイン(つまり、同じ組織に属する要素)、技術ドメイン(光ノードなど、同じ種類のテクノロジを実装する要素)などに適用されます。

o SDN Intelligence: refers to the decision-making process that is hosted by a node or a set of nodes. These nodes are called SDN controllers.

o SDNインテリジェンス:ノードまたはノードのセットによってホストされる意思決定プロセスを指します。これらのノードはSDNコントローラーと呼ばれます。

The intelligence can be centralized or distributed. Both schemes are within the scope of this document.


An SDN Intelligence relies on inputs from various functional blocks, such as: network topology discovery, service topology discovery, resource allocation, business guidelines, customer profiles, service profiles, etc.


The exact decomposition of an SDN Intelligence, apart from the layering discussed here, is out of the scope of this document.


Additionally, the following acronyms are used in this document:


CLAS: Cooperating Layered Architecture for SDN


FCAPS: Fault, Configuration, Accounting, Performance, and Security


SDN: Software-Defined Networking


SLA: Service Level Agreement


3. Architecture Overview
3. アーキテクチャの概要

Current operator networks support multiple services (e.g., Voice over IP (VoIP), IPTV, mobile VoIP, critical mission applications, etc.) on a variety of transport technologies. The provision and delivery of a service independent of the underlying transport capabilities require a separation of the service-related functionalities and an abstraction of the transport network to hide the specifics of the underlying transfer techniques while offering a common set of capabilities.

現在の事業者ネットワークは、さまざまなトランスポートテクノロジーで複数のサービス(Voice over IP(VoIP)、IPTV、モバイルVoIP、重要なミッションアプリケーションなど)をサポートしています。基盤となるトランスポート機能とは独立したサービスの提供と配信には、サービス関連の機能の分離とトランスポートネットワークの抽象化が必要で、基盤となる転送技術の詳細を隠しながら、機能の共通セットを提供します。

Such separation can provide configuration flexibility and adaptability from the point of view of either the services or the transport network. Multiple services can be provided on top of a common transport infrastructure; similarly, different technologies can accommodate the connectivity requirements of a certain service. Close coordination among these elements is required for consistent service delivery (inter-layer cooperation).


This document focuses particularly on the means to:


o expose transport capabilities to services.

o トランスポート機能をサービスに公開します。

o capture transport requirements of services.

o サービスのトランスポート要件をキャプチャします。

o notify service intelligence of underlying transport events, for example, to adjust a service decision-making process with underlying transport events.

o たとえば、基になるトランスポートイベントでサービスの意思決定プロセスを調整するために、基になるトランスポートイベントのサービスインテリジェンスに通知します。

o instruct the underlying transport capabilities to accommodate new requirements, etc.

o 新しい要件などに対応するために、基になる転送機能を指示します。

An example is guaranteeing some Quality-of-Service (QoS) levels. Different QoS-based offerings could be present at both the service and transport layers. Vertical mechanisms for linking both service and transport QoS mechanisms should be in place to provide quality guarantees to the end user.


CLAS architecture assumes that the logically centralized control functions are separated into two functional layers. One of the functional layers comprises the service-related functions, whereas the other one contains the transport-related functions. The cooperation between the two layers is expected to be implemented through standard interfaces.

CLASアーキテクチャは、論理的に集中化された制御機能が2つの機能層に分離されていることを前提としています。機能層の1つはサービス関連機能を含み、もう1つはトランスポート関連機能を含みます。 2つのレイヤー間の連携は、標準インターフェースを介して実装されることが期待されています。

Figure 1 shows the CLAS architecture. It is based on functional separation in the Next Generation Network (NGN) architecture defined by the ITU-T in [Y.2011], where two strata of functionality are defined. These strata are the Service Stratum, comprising the service-related functions, and the Transport Stratum, covering the transport-related functions. The functions of each of these layers are further grouped into the control, management, and user (or data) planes.


CLAS adopts the same structured model described in [Y.2011] but applies it to the objectives of programmability through SDN [RFC7149]. In this respect, CLAS advocates for addressing services and transport in a separated manner because of their differentiated concerns.

CLASは[Y.2011]で説明されているのと同じ構造化モデルを採用しますが、SDN [RFC7149]を介したプログラマビリティの目的にそれを適用します。この点で、CLASは、サービスとトランスポートに個別の方法で対処することを提唱しています。

      | Service Stratum                     ||             |
      |                                     \/             |
      |                       ...........................  |
      |                       . SDN Intelligence        .  |
      |                       .                         .  |
      |  +--------------+     .        +--------------+ .  |
      |  | Resource Pl. |     .        |   Mgmt. Pl.  | .  |
      |  |              |<===>.  +--------------+     | .  |
      |  |              |     .  |  Control Pl. |     | .  |
      |  +--------------+     .  |              |-----+ .  |
      |                       .  |              |       .  |
      |                       .  +--------------+       .  |
      |                       ...........................  |
      |                                     /\             |
      |                                     ||             |
                                            ||    Standard
                                         -- || --    API
      | Transport Stratum                   ||             |
      |                                     \/             |
      |                       ...........................  |
      |                       . SDN Intelligence        .  |
      |                       .                         .  |
      |  +--------------+     .        +--------------+ .  |
      |  | Resource Pl. |     .        |   Mgmt. Pl.  | .  |
      |  |              |<===>.  +--------------+     | .  |
      |  |              |     .  |  Control Pl. |     | .  |
      |  +--------------+     .  |              |-----+ .  |
      |                       .  |              |       .  |
      |                       .  +--------------+       .  |
      |                       ...........................  |
      |                                                    |
      |                                                    |

Figure 1: Cooperating Layered Architecture for SDN


In the CLAS architecture, both the control and management functions are considered to be performed by one or a set of SDN controllers (due to, for example, scalability, reliability), providing the SDN Intelligence in such a way that separated SDN controllers are present in the Service and Transport Strata. Management functions are considered to be part of the SDN Intelligence to allow for effective operation in a service provider ecosystem [RFC7149], although some initial propositions did not consider such management as part of the SDN environment [ONFArch].


Furthermore, the generic user- or data-plane functions included in the NGN architecture are referred to here as resource-plane functions. The resource plane in each stratum is controlled by the corresponding SDN Intelligence through a standard interface.


The SDN controllers cooperate in the provision and delivery of services. There is a hierarchy in which the Service SDN Intelligence makes requests of the Transport SDN Intelligence for the provision of transport capabilities.


The Service SDN Intelligence acts as a client of the Transport SDN Intelligence.

Service SDN Intelligenceは、Transport SDN Intelligenceのクライアントとして機能します。

Furthermore, the Transport SDN Intelligence interacts with the Service SDN Intelligence to inform it about events in the transport network that can motivate actions in the service layer.


Despite not being shown in Figure 1, the resource planes of each stratum could be connected. This will depend on the kind of service provided. Furthermore, the Service Stratum could offer an interface to applications to expose network service capabilities to those applications or customers.


3.1. Functional Strata
3.1. 機能層

As aforementioned, there is a functional split that separates transport-related functions from service-related functions. Both strata cooperate for consistent service delivery.


Consistency is determined and characterized by the service layer.


3.1.1. Transport Stratum
3.1.1. 輸送層

The Transport Stratum comprises the functions focused on the transfer of data between the communication endpoints (e.g., between end-user devices, between two service gateways, etc.). The data-forwarding nodes are controlled and managed by the Transport SDN component.

トランスポート層は、通信エンドポイント間(たとえば、エンドユーザーデバイス間、2つのサービスゲートウェイ間など)でのデータ転送に重点を置いた機能で構成されています。データ転送ノードは、Transport SDNコンポーネントによって制御および管理されます。

The control plane in the SDN Intelligence is in charge of instructing the forwarding devices to build the end-to-end data path for each communication or to make sure the forwarding service is appropriately set up. Forwarding may not be rely solely on the preconfigured entries; means can be enabled so that involved nodes can dynamically build routing and forwarding paths (this would require that the nodes retain some of the control and management capabilities for enabling this). Finally, the management plane performs management functions (i.e., FCAPS) on those devices, like fault or performance management, as part of the Transport Stratum capabilities.

SDNインテリジェンスのコントロールプレーンは、各通信のエンドツーエンドのデータパスを構築するか、転送サービスが適切に設定されていることを確認するように転送デバイスに指示する役割を果たします。転送は、事前設定されたエントリのみに依存することはできません。関係するノードがルーティングおよび転送パスを動的に構築できるように手段を有効にすることができます(これには、ノードがこれを有効にするための制御および管理機能の一部を保持する必要があります)。最後に、管理プレーンは、Transport Stratum機能の一部として、障害管理やパフォーマンス管理などのデバイスで管理機能(FCAPSなど)を実行します。

3.1.2. Service Stratum
3.1.2. サービス層

The Service Stratum contains the functions related to the provision of services and the capabilities offered to external applications. The resource plane consists of the resources involved in the service delivery, such as computing resources, registries, databases, etc.


The control plane is in charge of controlling and configuring those resources as well as interacting with the control plane of the Transport Stratum in client mode to request transport capabilities for a given service. In the same way, the management plane implements management actions on the service-related resources and interacts with the management plane in the Transport Stratum to ensure management cooperation between layers.


3.1.3. Recursiveness
3.1.3. 再帰性

Recursive layering can happen in some usage scenarios in which the Transport Stratum is itself structured in the Service and Transport Strata. This could be the case in the provision of a transport service complemented with advanced capabilities in addition to the pure data transport (e.g., maintenance of a given SLA [RFC7297]).

再帰的な階層化は、Transport Stratum自体がService and Transport Strataで構造化されている一部の使用シナリオで発生する可能性があります。これは、純粋なデータトランスポート(たとえば、特定のSLA [RFC7297]のメンテナンス)に加えて高度な機能で補完されたトランスポートサービスのプロビジョニングの場合に当てはまる可能性があります。

Recursiveness has also been discussed in [ONFArch] as a way of reaching scalability and modularity, where each higher level can provide greater abstraction capabilities. Additionally, recursiveness can allow some multi-domain scenarios where single or multiple administrative domains are involved, such as those described in Section 6.3.


3.2. Plane Separation
3.2. 平面分離

The CLAS architecture leverages plane separation. As mentioned in Sections 3.1.1 and 3.1.2, three different planes are considered for each stratum. The communication among these three planes (with the corresponding plane in other strata) is based on open, standard interfaces.


3.2.1. Control Plane
3.2.1. コントロールプレーン

The control plane logically centralizes the control functions of each stratum and directly controls the corresponding resources. [RFC7426] introduces the role of the control plane in an SDN architecture. This plane is part of an SDN Intelligence and can interact with other control planes in the same or different strata to perform control functions.

コントロールプレーンは、各階層の制御機能を論理的に集中化し、対応するリソースを直接制御します。 [RFC7426]は、SDNアーキテクチャにおけるコントロールプレーンの役割を紹介します。このプレーンはSDNインテリジェンスの一部であり、同じまたは異なる階層の他のコントロールプレーンと対話して、コントロール機能を実行できます。

3.2.2. Management Plane
3.2.2. 管理面

The management plane logically centralizes the management functions for each stratum, including the management of the control and resource planes. [RFC7426] describes the functions of the management plane in an SDN environment. This plane is also part of the SDN Intelligence and can interact with the corresponding management planes residing in SDN controllers of the same or different strata.

管理プレーンは、コントロールプレーンとリソースプレーンの管理を含む、各層の管理機能を論理的に集中化します。 [RFC7426]は、SDN環境での管理プレーンの機能について説明しています。このプレーンもSDNインテリジェンスの一部であり、同じまたは異なる階層のSDNコントローラーにある対応する管理プレーンと対話できます。

3.2.3. Resource Plane
3.2.3. リソースプレーン

The resource plane comprises the resources for either the transport or the service functions. In some cases, the service resources can be connected to the transport ones (e.g., being the terminating points of a transport function); in other cases, it can be decoupled from the transport resources (e.g., one database keeping a register for the end user). Both the forwarding and operational planes proposed in [RFC7426] would be part of the resource plane in this architecture.

リソースプレーンは、トランスポートまたはサービス機能のいずれかのリソースで構成されます。場合によっては、サービスリソースをトランスポートリソースに接続できます(トランスポート機能の終端など)。他の場合では、トランスポートリソースから切り離すことができます(たとえば、1つのデータベースがエンドユーザーのレジスタを保持する)。 [RFC7426]で提案されている転送プレーンと運用プレーンの両方が、このアーキテクチャのリソースプレーンの一部になります。

4. Required Features
4. 必要な機能

Since the CLAS architecture implies the interaction of different layers with different purposes and responsibilities, a number of features are required to be supported:


o Abstraction: the mapping of physical resources into the corresponding abstracted resources.

o 抽象化:物理リソースの対応する抽象化されたリソースへのマッピング。

o Service-Parameter Translation: the translation of service parameters (e.g., in the form of SLAs) to transport parameters (or capabilities) according to different policies.

o サービスパラメータ変換:サービスパラメータ(SLAなどの形式)をさまざまなポリシーに従ってトランスポートパラメータ(または機能)に変換します。

o Monitoring: mechanisms (e.g., event notifications) available in order to dynamically update the (abstracted) resources' status while taking into account, for example, the traffic load.

o 監視:トラフィック負荷などを考慮しながら、(抽象化された)リソースのステータスを動的に更新するために使用可能なメカニズム(イベント通知など)。

o Resource Computation: functions able to decide which resources will be used for a given service request. As an example, functions like PCE could be used to compute/select/decide a certain path.

o リソースの計算:特定のサービス要求に使用するリソースを決定できる関数。例として、PCEのような関数を使用して、特定のパスを計算/選択/決定できます。

o Orchestration: the ability to combine diverse resources (e.g., IT and network resources) in an optimal way.

o オーケストレーション:さまざまなリソース(ITリソースやネットワークリソースなど)を最適な方法で組み合わせる機能。

o Accounting: record of resource usage.

o アカウンティング:リソースの使用状況の記録。

o Security: secure communication among components, preventing, for example, DoS attacks.

o セキュリティ:コンポーネント間の安全な通信。DoS攻撃などを防ぎます。

5. Communication between SDN Controllers
5. SDNコントローラー間の通信

The SDN controllers residing respectively in the Service and Transport Strata need to establish tight coordination. Mechanisms for transferring relevant information for each stratum should be defined.

ServiceおよびTransport Strataにそれぞれ存在するSDNコントローラーは、緊密な調整を確立する必要があります。各階層の関連情報を転送するメカニズムを定義する必要があります。

From the service perspective, the Service SDN Intelligence needs to easily access transport resources through well-defined APIs to retrieve the capabilities offered by the Transport Stratum. There could be different ways of obtaining such transport-aware information, i.e., by discovering or publishing mechanisms. In the former case, the Service SDN Intelligence could be able to handle complete information about the transport capabilities (including resources) offered by the Transport Stratum. In the latter case, the Transport Stratum reveals the available capabilities, for example, through a catalog, reducing the amount of detail of the underlying network.

サービスの観点から見ると、Service SDN Intelligenceは、明確に定義されたAPIを介してトランスポートリソースに簡単にアクセスし、Transport Stratumが提供する機能を取得する必要があります。このようなトランスポート対応情報を取得するには、メカニズムを発見または公開するなど、さまざまな方法があります。前者の場合、Service SDN Intelligenceは、Transport Stratumが提供するトランスポート機能(リソースを含む)に関する完全な情報を処理できる可能性があります。後者の場合、Transport Stratumは、たとえばカタログを通じて利用可能な機能を明らかにし、基礎となるネットワークの詳細の量を減らします。

On the other hand, the Transport Stratum must properly capture the Service requirements. These can include SLA requirements with specific metrics (such as delay), the level of protection to be provided, maximum/minimum capacity, applicable resource constraints, etc.


The communication between controllers must also be secure, e.g., by preventing denial of service or any other kind of threat (similarly, communications with the network nodes must be secure).


6. Deployment Scenarios
6. 導入シナリオ

Different situations can be found depending on the characteristics of the networks involved in a given deployment.


6.1. Full SDN Environments
6.1. 完全なSDN環境

This case considers that the networks involved in the provision and delivery of a given service have SDN capabilities.


6.1.1. Multiple Service Strata Associated with a Single Transport Stratum

6.1.1. 単一のトランスポート層に関連付けられた複数のサービス層

A single Transport Stratum can provide transfer functions to more than one Service Stratum. The Transport Stratum offers a standard interface(s) to each of the Service Strata. The Service Strata are the clients of the Transport Stratum. Some of the capabilities offered by the Transport Stratum can be isolation of the transport resources (slicing), independent routing, etc.

1つのTransport Stratumは、複数のService Stratumに転送機能を提供できます。 Transport Stratumは、各Service Strataへの標準インターフェースを提供します。 Service StrataはTransport Stratumのクライアントです。 Transport Stratumが提供する機能には、トランスポートリソースの分離(スライス)、独立したルーティングなどがあります。

6.1.2. Single Service Stratum Associated with Multiple Transport Strata
6.1.2. 複数のトランスポート層に関連付けられた単一のサービス層

A single Service Stratum can make use of different Transport Strata for the provision of a certain service. The Service Stratum invokes standard interfaces to each of the Transport Strata, and orchestrates the provided transfer capabilities for building the end-to-end transport needs.

単一のサービス層は、特定のサービスの提供のために異なるトランスポート層を利用できます。 Service Stratumは、各Transport Strataへの標準インターフェースを呼び出し、エンドツーエンドのトランスポートニーズを構築するために提供されている転送機能を調整します。

6.2. Hybrid Environments
6.2. ハイブリッド環境

This case considers scenarios where one of the strata is totally or partly legacy.


6.2.1. SDN Service Stratum Associated with a Legacy Transport Stratum
6.2.1. 従来のトランスポート層に関連付けられたSDNサービス層

An SDN service Stratum can interact with a legacy Transport Stratum through an interworking function that is able to adapt SDN-based control and management service-related commands to legacy transport-related protocols, as expected by the legacy Transport Stratum.


The SDN Intelligence in the Service Stratum is not aware of the legacy nature of the underlying Transport Stratum.

Service StratumのSDNインテリジェンスは、基になるTransport Stratumのレガシーな性質を認識していません。

6.2.2. Legacy Service Stratum Associated with an SDN Transport Stratum
6.2.2. SDNトランスポート層に関連付けられたレガシーサービス層

A legacy Service Stratum can work with an SDN-enabled Transport Stratum through the mediation of an interworking function capable of interpreting commands from the legacy service functions and translating them into SDN protocols for operation with the SDN-enabled Transport Stratum.


6.3. Multi-domain Scenarios in the Transport Stratum
6.3. 輸送層におけるマルチドメインシナリオ

The Transport Stratum can be composed of transport resources that are part of different administrative, topological, or technological domains. The Service Stratum can interact with a single entity in the Transport Stratum in case some abstraction capabilities are provided in the transport part to emulate a single stratum.


Those abstraction capabilities constitute a service itself offered by the Transport Stratum to the services making use of this stratum. This service is focused on the provision of transport capabilities, which is different from the final communication service using such capabilities.


In this particular case, this recursion allows multi-domain scenarios at the transport level.


Multi-domain situations can happen in both single-operator and multi-operator scenarios.


In single-operator scenarios, a multi-domain or end-to-end abstraction component can provide a homogeneous abstract view of the underlying heterogeneous transport capabilities for all the domains.


Multi-operator scenarios at the Transport Stratum should support the establishment of end-to-end paths in a programmatic manner across the involved networks. For example, this could be accomplished by each of the administrative domains exchanging their traffic-engineered information [RFC7926].

Transport Stratumでのマルチオペレーターシナリオは、関係するネットワーク全体でプログラムによるエンドツーエンドパスの確立をサポートする必要があります。たとえば、これは、トラフィックエンジニアリング情報[RFC7926]を交換する各管理ドメインによって達成できます。

7. Use Cases
7. ユースケース

This section presents a number of use cases as examples of the applicability of the CLAS approach.


7.1. Network Function Virtualization (NFV)
7.1. ネットワーク機能仮想化(NFV)

NFV environments offer two possible levels of SDN control [GSNFV-EVE005]. One level is the need to control the NFV Infrastructure (NFVI) to provide end-to-end connectivity among VNFs (Virtual Network Functions) or among VNFs and PNFs (Physical Network Functions). A second level is the control and configuration of the VNFs themselves (in other words, the configuration of the network service implemented by those VNFs), which benefits from the programmability brought by SDN. The two control concerns are separate in nature. However, interaction between the two can be expected in order to optimize, scale, or influence one another.

NFV環境は、2つのレベルのSDN制御を提供します[GSNFV-EVE005]。 1つのレベルは、NFVインフラストラクチャ(NFVI)を制御して、VNF(仮想ネットワーク機能)間またはVNFとPNF(物理ネットワーク機能)間のエンドツーエンド接続を提供する必要性です。 2番目のレベルは、VNF自体の制御と構成(つまり、それらのVNFによって実装されるネットワークサービスの構成)であり、SDNによってもたらされるプログラマビリティからメリットを得ます。 2つの管理上の懸念は本質的に別々です。ただし、最適化、スケーリング、または相互に影響を与えるために、2つの間の相互作用が期待できます。

7.2. Abstraction and Control of TE Networks
7.2. ネットワークの抽象化と制御

Abstraction and Control of TE Networks (ACTN) [RFC8453] presents a framework that allows the creation of virtual networks to be offered to customers. The concept of "provider" in ACTN is limited to the offering of virtual network services. These services are essentially transport services and would correspond to the Transport Stratum in CLAS. On the other hand, the Service Stratum in CLAS can be assimilated as a customer in the context of ACTN.

TEネットワークの抽象化と制御(ACTN)[RFC8453]は、仮想ネットワークの作成を顧客に提供できるようにするフレームワークを提示します。 ACTNの「プロバイダー」の概念は、仮想ネットワークサービスの提供に限定されています。これらのサービスは本質的に輸送サービスであり、CLASの輸送層に対応します。一方、CLASのサービス層は、ACTNのコンテキストで顧客として同化できます。

ACTN defines a hierarchy of controllers to facilitate the creation and operation of the virtual networks. An interface is defined for the relationship between the customers requesting these virtual network services and the controller in charge of orchestrating and serving such a request. Such an interface is equivalent to the one defined in Figure 1 (Section 3) between the Service and Transport Strata.


8. Challenges for Implementing Actions between Service and Transport Strata

8. サービスとトランスポート層の間のアクションを実装するための課題

The distinction of service and transport concerns raises a number of challenges in the communication between the two strata. The following list reflects some of the identified challenges:


o Standard mechanisms for interaction between layers: Nowadays, there are a number of proposals that could accommodate requests from the Service Stratum to the Transport Stratum.

o レイヤー間の相互作用の標準メカニズム:現在、サービス層からトランスポート層への要求に対応できる多くの提案があります。

Some of the proposals could be solutions like the Connectivity Provisioning Negotiation Protocol [CPNP] or the Intermediate-Controller Plane Interface (I-CPI) [ONFArch].


Other potential candidates could be the Transport API [TAPI] or the Transport Northbound Interface [TRANS-NORTH]. Each of these options has a different scope.

他の潜在的な候補は、トランスポートAPI [TAPI]またはトランスポートノースバウンドインターフェイス[TRANS-NORTH]である可能性があります。これらのオプションにはそれぞれ異なるスコープがあります。

o Multi-provider awareness: In multi-domain scenarios involving more than one provider at the transport level, the Service Stratum may or may not be aware of such multiplicity of domains.

o マルチプロバイダーの認識:トランスポートレベルで複数のプロバイダーが関与するマルチドメインシナリオでは、Service Stratumはそのようなドメインの多様性を認識している場合と認識していない場合があります。

If the Service Stratum is unaware of the multi-domain situation, then the Transport Stratum acting as the entry point of the Service Stratum request should be responsible for managing the multi-domain issue.

Service Stratumがマルチドメインの状況を認識していない場合、Service Stratumリクエストのエントリポイントとして機能するTransport Stratumがマルチドメインの問題を管理する必要があります。

On the contrary, if the Service Stratum is aware of the multi-domain situation, it should be in charge of orchestrating the requests to the different underlying Transport Strata to compose the final end-to-end path among service endpoints (i.e., service functions).

逆に、Service Stratumがマルチドメインの状況を認識している場合は、サービスエンドポイント間の最終的なエンドツーエンドパス(つまり、サービス機能)を構成するために、異なる基になるTransport Strataへのリクエストを調整する責任があります。 )。

o SLA mapping: Both strata will handle SLAs, but the nature of those SLAs could differ. Therefore, it is required for the entities in each stratum to map service SLAs to connectivity SLAs in order to ensure proper service delivery.

o SLAマッピング:両方の層がSLAを処理しますが、それらのSLAの性質は異なる場合があります。したがって、適切なサービスを確実に配信するには、各ストラタムのエンティティがサービスSLAを接続SLAにマップする必要があります。

o Association between strata: The association between strata could be configured beforehand, or both strata could require the use of a discovery mechanism that dynamically establishes the association between the strata.

o 層間の関連付け:層間の関連付けは事前に構成できます。または、両方の層に、層間の関連付けを動的に確立する検出メカニズムの使用が必要になる場合があります。

o Security: As reflected before, the communication between strata must be secure to prevent attacks and threats. Additionally, privacy should be enforced, especially when addressing multi-provider scenarios at the transport level.

o セキュリティ:以前に反映したように、攻撃と脅威を防ぐために、階層間の通信は安全でなければなりません。さらに、特にトランスポートレベルでマルチプロバイダーシナリオに対処する場合は、プライバシーを強化する必要があります。

o Accounting: The control and accountancy of resources used and consumed by services should be supported in the communication among strata.

o 会計:サービスによって使用および消費されるリソースの制御と会計は、階層間の通信でサポートされる必要があります。

9. IANA Considerations
9. IANAに関する考慮事項

This document has no IANA actions.


10. Security Considerations
10. セキュリティに関する考慮事項

The CLAS architecture relies upon the functional entities that are introduced in [RFC7149] and [RFC7426]. As such, security considerations discussed in Section 5 of [RFC7149], in particular, must be taken into account.


The communication between the service and transport SDN controllers must rely on secure means that achieve the following:


o Mutual authentication must be enabled before taking any action.

o アクションを実行する前に、相互認証を有効にする必要があります。

o Message integrity protection.

o メッセージ整合性保護。

Each of the controllers must be provided with instructions regarding the set of information (and granularity) that can be disclosed to a peer controller. Means to prevent the leaking of privacy data (e.g., from the Service Stratum to the Transport Stratum) must be enabled. The exact set of information to be shared is deployment specific.


A corrupted controller may induce some disruption on another controller. Protection against such attacks should be enabled.


Security in the communication between the strata described here should apply to the APIs (and/or protocols) to be defined among them. Consequently, security concerns will correspond to the specific solution.


11. References
11. 参考文献
11.1. Normative References
11.1. 引用文献

[Y.2011] International Telecommunication Union, "General principles and general reference model for Next Generation Networks", ITU-T Recommendation Y.2011, October 2004, <>.

[Y.2011]国際電気通信連合、「次世代ネットワークの一般原則および一般参照モデル」、ITU-T勧告Y.2011、2004年10月、< Y.2011-200410-I / en>。

11.2. Informative References
11.2. 参考引用

[CPNP] Boucadair, M., Jacquenet, C., Zhang, D., and P. Georgatsos, "Connectivity Provisioning Negotiation Protocol (CPNP)", Work in Progress, draft-boucadair-connectivity-provisioning-protocol-15, December 2017.

[CPNP] Boucadair、M.、Jacquenet、C.、Zhang、D。、およびP. Georgatsos、「Connectivity Provisioning Negotiation Protocol(CPNP)」、Work in Progress、draft-boucadair-connectivity-provisioning-protocol-15、12月2017。

[GSNFV-EVE005] ETSI, "Network Functions Virtualisation (NFV); Ecosystem; Report on SDN Usage in NFV Architectural Framework", ETSI GS NFV-EVE 005, V1.1.1, December 2015, < NFV-EVE/001_099/005/01.01.01_60/ gs_nfv-eve005v010101p.pdf>.

[GSNFV-EVE005] ETSI、「Network Functions Virtualization(NFV); Ecosystem; Report in SDN Usage in NFV Architectural Framework」、ETSI GS NFV-EVE 005、V1.1.1、2015年12月、<https://www.etsi。 org / deliver / etsi_gs / NFV-EVE / 001_099 / 005 / 01.01.01_60 / gs_nfv-eve005v010101p.pdf>。

[ONFArch] Open Networking Foundation, "SDN Architecture, Issue 1", June 2014, < downloads/sdn-resources/technical-reports/ TR_SDN_ARCH_1.0_06062014.pdf>.

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[RFC7149] Boucadair, M. and C. Jacquenet, "Software-Defined Networking: A Perspective from within a Service Provider Environment", RFC 7149, DOI 10.17487/RFC7149, March 2014, <>.

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[RFC7426] Haleplidis、E。、編、Pentikousis、K。、編、Denazis、S.、Hadi Salim、J.、Meyer、D.、O。Koufopavlou、「ソフトウェア定義ネットワーキング(SDN):レイヤーand Architecture Terminology」、RFC 7426、DOI 10.17487 / RFC7426、2015年1月、<>。

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[RFC7926] Farrel、A.、Ed。、Drake、J.、Bitar、N.、Swallow、G.、Ceccarelli、D。、およびX. Zhang、「相互接続されたトラフィックエンジニアリングネットワーク間の情報交換のための問題ステートメントとアーキテクチャ"、BCP 206、RFC 7926、DOI 10.17487 / RFC7926、2016年7月、<>。

[RFC8453] Ceccarelli, D., Ed. and Y. Lee, Ed., "Framework for Abstraction and Control of TE Networks (ACTN)", RFC 8453, DOI 10.17487/RFC8453, August 2018, <>.

[RFC8453] Ceccarelli、D.、Ed。 Y.リー、編、「TEネットワークの抽象化と制御のフレームワーク(ACTN)」、RFC 8453、DOI 10.17487 / RFC8453、2018年8月、<> 。

[SDN-ARCH] Contreras, LM., Bernardos, CJ., Lopez, D., Boucadair, M., and P. Iovanna, "Cooperating Layered Architecture for SDN", Work in Progress, draft-irtf-sdnrg-layered-sdn-01, October 2016.

[SDN-ARCH] Contreras、LM。、Bernardos、CJ。、Lopez、D.、Boucadair、M。、およびP. Iovanna、「SDNのための協力型レイヤードアーキテクチャ」、作業中、draft-irtf-sdnrg-layered- sdn-01、2016年10月。

[TAPI] Open Networking Foundation, "Functional Requirements for Transport API", June 2016, < 2014/10/TR-527_TAPI_Functional_Requirements.pdf>.

[TAPI] Open Networking Foundation、「Functional Requirements for Transport API」、2016年6月、< 2014/10 / TR-527_TAPI_Functional_Requirements.pdf>。

[TRANS-NORTH] Busi, I., King, D., Zheng, H., and Y. Xu, "Transport Northbound Interface Applicability Statement", Work in Progress, draft-ietf-ccamp-transport-nbi-app-statement-05, March 2019.

[TRANS-NORTH] Busi、I.、King、D.、Zheng、H.、Y。Xu、「Transport Northbound Interface Applicability Statement」、Work in Progress、draft-ietf-ccamp-transport-nbi-app-statement -05、2019年3月。

Appendix A. Relationship with RFC 7426
付録A. RFC 7426との関係

[RFC7426] introduces an SDN taxonomy by defining a number of planes, abstraction layers, and interfaces or APIs among them as a means of clarifying how the different parts constituent of SDN (network devices, control and management) relate. A number of planes are defined, including:


o Forwarding Plane: focused on delivering packets in the data path based on the instructions received from the control plane.

o フォワーディングプレーン:コントロールプレーンから受信した指示に基づいて、データパスでパケットを配信することに重点を置いています。

o Operational Plane: centered on managing the operational state of the network device.

o 運用面:ネットワークデバイスの運用状態の管理を中心に。

o Control Plane: dedicated to instructing the device on how packets should be forwarded.

o コントロールプレーン:パケットの転送方法をデバイスに指示することを目的としています。

o Management Plane: in charge of monitoring and maintaining network devices.

o 管理プレーン:ネットワークデバイスの監視と保守を担当します。

o Application Plane: enabling the usage for different purposes (as determined by each application) of all the devices controlled in this manner.

o アプリケーションプレーン:この方法で制御されるすべてのデバイスのさまざまな目的(各アプリケーションによって決定される)の使用を可能にします。

Apart from these, [RFC7426] proposes a number of abstraction layers that permit the integration of the different planes through common interfaces. CLAS focuses on control, management, and resource planes as the basic pieces of its architecture. Essentially, the control plane modifies the behavior and actions of the controlled resources. The management plane monitors and retrieves the status of those resources. And finally, the resource plane groups all the resources related to the concerns of each stratum.

これらとは別に、[RFC7426]は、共通のインターフェースを介して異なるプレーンの統合を可能にするいくつかの抽象化レイヤーを提案しています。 CLASは、そのアーキテクチャの基本部分として、制御、管理、およびリソースプレーンに焦点を当てています。基本的に、コントロールプレーンは、制御されるリソースの動作とアクションを変更します。管理プレーンは、これらのリソースのステータスを監視して取得します。そして最後に、リソースプレーンは、各層の懸念に関連するすべてのリソースをグループ化します。

From this point of view, CLAS planes can be seen as a superset of those defined in [RFC7426]. However, in some cases, not all the planes considered in [RFC7426] may be totally present in CLAS representation (e.g., the forwarding plane in the Service Stratum).


That being said, the internal structure of CLAS strata could follow the taxonomy defined in [RFC7426]. What is different is the specialization of the SDN environments through the distinction between service and transport.




This document was previously discussed and adopted in the IRTF SDN RG as [SDN-ARCH]. After the closure of the IRTF SDN RG, this document was progressed as an Independent Submission to record (some of) that group's discussions.

この文書は以前に議論され、IRTF SDN RGで[SDN-ARCH]として採用されました。 IRTF SDN RGの​​閉鎖後、このドキュメントは、そのグループの議論(の一部)を記録するための独立した提出物として作成されました。

The authors would like to thank (in alphabetical order) Bartosz Belter, Gino Carrozzo, Ramon Casellas, Gert Grammel, Ali Haider, Evangelos Haleplidis, Zheng Haomian, Giorgios Karagianis, Gabriel Lopez, Maria Rita Palatella, Christian Esteve Rothenberg, and Jacek Wytrebowicz for their comments and suggestions.

著者は(アルファベット順で)Bartosz Belter、Gino Carrozzo、Ramon Casellas、Gert Grammel、Ali Haider、Evangelos Haleplidis、Zheng Haomian、Giorgios Karagianis、Gabriel Lopez、Maria Rita Palatella、Christian Esteve Rothenberg、Jacek Wytrebowicに感謝します彼らのコメントと提案。

Thanks to Adrian Farrel for the review.

レビューを提供してくれたAdrian Farrelに感謝します。

Authors' Addresses


Luis M. Contreras Telefonica Ronda de la Comunicacion, s/n Sur-3 building, 3rd floor Madrid 28050 Spain

Luis M. Contreras Telefonica Ronda de la Comunicacion、s / n Sur-3建物、3階マドリード28050スペイン


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カルロスJ.ベルナルドスカルロスIIIマドリッド大学Av。Universidad、30 Leganes、Madrid 28911 Spain

   Phone: +34 91624 6236

Diego R. Lopez Telefonica Ronda de la Comunicacion, s/n Sur-3 building, 3rd floor Madrid 28050 Spain

Diego R. Lopez Telefonica Ronda de la Comunicacion、s / n Sur-3ビルディング、3階マドリード28050スペイン

Email: Mohamed Boucadair Orange Rennes 35000 France

メール Mohamed Boucadair Orange Rennes 35000 France


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