docs/docs_E2E_network_slicing.rst

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   7 .. _docs_E2E_network_slicing:
   8
   9
  10 E2E Network Slicing Use Case
  11 ============================
  12
  13 Overall Blueprint
  14 -----------------
  15 The objective of this use case is to realize **End-to-End 5G Network
  16 Slicing** using ONAP. An End-to-End Network Slice consists of RAN (Radio
  17 Access Network), Transport Network (TN) and Core Network (CN) slice
  18 sub-nets. This use case intends to demonstrate the modeling,
  19 orchestration (life cycle and resources) and assurance of a network
  20 slice which are implemented in alignment with relevant standards. The
  21 key highlights of this use case include:
  22
  23 -  Modular architecture providing building blocks and flexibility under
  24    various deployment scenarios
  25
  26 -  Functionality aligned with 3GPP and other relevant standards such as
  27    ETSI and IETF
  28
  29 -  Interfaces and APIs aligned with relevant standards (3GPP, IETF,
  30    ETSI, TM Forum, etc.) while enabling easy customization through use
  31    of appropriate plug-ins. This would enable easier interoperability of
  32    slice management functions realized within ONAP with 3\ :sup:`rd`
  33    party slice management functions, as well as northbound and
  34    southbound systems.
  35
  36 -  Taking a step-by-step approach to realizing different architectural
  37    options in an extendable manner.
  38
  39 -  Providing flexibility in network slice selection by providing an
  40    option of manual intervention, as well as abstracting the network
  41    internals as needed.
  42
  43 -  The use case implementation team is composed of service providers,
  44    software and hardware vendors, solution providers and system
  45    integrators thereby taking into consideration different perspectives
  46    and requirements.
  47
  48 This use case is a multi-releases effort in ONAP with the first steps
  49 taken in Frankfurt release. It will continue to expand in scope both in
  50 breadth and depth, and along the journey it shall also align with
  51 updates to the relevant standards which are also currently evolving.
  52 This use case shall also collaborate with other open initiatives such as
  53 O-RAN to enable wider adoption and use.
  54
  55 See the `Use Case Description and Blueprint wiki page <https://wiki.onap.org/display/DW/Use+Case+Description+and+Blueprint>`_
  56 for details.
  57
  58
  59 Abbreviations
  60 -------------
  61
  62 +---------------+--------------------------------------------+
  63 |  Abbreviation |                   Meaning                  |
  64 +===============+============================================+
  65 | CSMF          | Communication Service Management Function  |
  66 +---------------+--------------------------------------------+
  67 | CSI           | Communication Service Instance             |
  68 +---------------+--------------------------------------------+
  69 | CST           | Communication Service Template             |
  70 +---------------+--------------------------------------------+
  71 | NSI           | Network Slice Instance                     |
  72 +---------------+--------------------------------------------+
  73 | NSMF          | Network Slice Management Function          |
  74 +---------------+--------------------------------------------+
  75 | NSSI          | Network Slice Sub-net Instance             |
  76 +---------------+--------------------------------------------+
  77 | NSSMF         | Network Slice Sub-net Management Function  |
  78 +---------------+--------------------------------------------+
  79 | NST           | Network Slice Template                     |
  80 +---------------+--------------------------------------------+
  81 | NSST          | Network Slice Sub-net Template             |
  82 +---------------+--------------------------------------------+
  83
  84
  85 Recap of Frankfurt functionality
  86 --------------------------------
  87 In Frankfurt release, CSMF and NSMF within ONAP was implemented, while connecting to an external Core NSSMF.
  88 From the NSI Life Cycle perspective, the scope for Frankfurt included NSI design and pre-provision, NSI instantiation
  89 and configuration, and NSI activation and deactivation. In particular:
  90
  91 - CSMF: Functions of slice service creation, slice service activation and deactivation were implemented.
  92
  93 - NSMF: Functions of NSI instantiation, NSI activation and deactivation were implemented. In addition, manual
  94   intervention is also provided in NSMF slice task management portal to ensure the selected NSI/NSSI as well as
  95   Service Profile and Slice Profile are OK or need adjustment.
  96
  97 - Design of CST, NST and onboarding NSST that are required to support the run-time orchestration functions
  98
  99 - To connect to the external (core) NSSMF, an adaptor was implemented to provide interface between ONAP and 3rd party
 100   core NSSMF.
 101
 102 To support the above functions, code impacts in U-UI, SO, OOF and ExtAPI components, and schema change in A&AI
 103 were implemented. See the `Proposed Functions for R6 and Impacted Modules wiki page <https://wiki.onap.org/display/DW/Proposed+Functions+for+R6+and+Impacted+Modules>`_ for details.
 104
 105 As part of Frankfurt release work, we supported the minimum-scope installation of ONAP to reduce the resource requirements.
 106 From the module perspective, 5G E2E Slicing use case involves SDC, SO, A&AI, UUI, EXT-API, OOF and Policy modules of ONAP.
 107 So we will configure these required modules along with the mandatory common modules such as DMaaP. Further, for each module,
 108 the use case also does not use all of the charts，so we removed the not needed Charts under those modules to optimize the
 109 resources required for setting up the use case. This approach will help to install a minimum-scope version ONAP for the
 110 E2E Slicing use case.
 111
 112 Further details of the installation steps are available at: `Install Minimum Scope ONAP for 5G Network Slicing wiki page
 113 <https://wiki.onap.org/display/DW/Install+Minimum+Scope+ONAP+for+5G+Network+Slicing>`_
 114
 115 Scope of Guilin release
 116 -----------------------
 117 From the architecture point of view, in Guilin release, besides the continuation of NSMF which was implemented in
 118 Frankfurt release, the RAN NSSMF, TN NSSMF, CORE NSSMF have been implemented within ONAP, apart from interacting with
 119 ezternal RAN NSSMF and external CORE NSSMF.
 120
 121 The following provides an overview of the enhancements done in Guilin release:
 122
 123 - **Enhancements in NSMF**: Service Profile decomposition into Slice Profiles for 3 domains, NSI selection enhancement,
 124   E2E slice instance creation including RAN, TN and CN slice sub-net instance creation/reuse, activation/deactivation
 125   of E2E slice, and deciding whether to terminate E2E slice or not.
 126
 127 - **RAN NSSMF, TN NSSMF, CN NSSMF within ONAP**: Basic logic for all 3 NSSMFs to support NSSI allocation, activation,
 128   deactivation, deletion and modification (in case of reuse of NSSI).
 129
 130 - **Enable NSMF interaction with RAN NSSMF, TN NSSMF, CN NSSMF**: Implement generic NSSMF adaptor for three domain NSSMFs,
 131   alignment with standard intefaces (3GPP, IETF), enable the connection to external RAN NSSMF.
 132
 133 - **Design of RAN NSST, TN NSST, CN NSST and Slice Profiles, TN information models**: Basic E2E Slicing model was provided
 134   all the related templates designed from SDC, TN related information models.
 135
 136 - **TMF 641 support**: Extension of the TMF 641 based interface from NB of ExtAPI to support service activation,
 137   deactivation and termination.
 138
 139 - **RAN and CN NFs set up and initial configurations**: CN NF simulators was developed: AMF, SMF, UPF and configure the
 140   S-NSSAI on CN NFs; RAN NF Simulator was enhanced for PM data reporting, CU and Near-RT RIC configuration.
 141
 142 - **KPI monitoring**: Implementation to request details of a KPI via UUI to ONAP DCAE. Providing the requested data to UUI
 143   by DCAE using a new microservice (Data Exposure Service - DES). Enhancements in PM-Mapper to do KPI computation is
 144   in progress, and will be completed in Honolulu release.
 145
 146 - **Closed Loop**: First steps to realizing a simple Closed Loop in the RAN using PM data collected from the RAN was
 147   implemented - update the allowed throughput for a S-NSSAI per Near-RT RIC coverage area based on DL/UL PRB for data
 148   traffic that was reported from the RAN. The analysis of the PM data was done using a new Slice Analysis MS in DCAE,
 149   and the Policy-based Control Loop framework was applied to trigger the updates in the RAN.
 150
 151 - **Intelligent Slicing**: First steps to realizing a simple ML-based Closed Loop action in the RAN using PM data collected
 152   from the RAN was implemented - update the maxNumberofConns for a S-NSSAI in each cell based on PDU session related
 153   PM data that was reported from the RAN (PDU sessions requested, successfully setup and failed to be set up). The
 154   training was done offline, and the ML model is onboarded as a micro-service to ONAP for demo purpose alone (it is
 155   not part of ONAP code/repos). The ML model provides updates to the Slice Analysis MS, which then uses the
 156   Policy-based Control Loop framework to trigger the updates in the RAN.
 157
 158 - **Modeling enhancements**: Necessary modeling enhancements to support all the above functionalities.
 159
 160 The base use case page for Guilin release is `E2E Network Slicing Use Case in R7 Guilin <https://wiki.onap.org/display/DW/E2E+Network+Slicing+Use+Case+in+R7+Guilin>`_.
 161
 162 Important Remarks
 163 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
 164 (a) 2 deployment scenarios for RAN NSSI are supported. In the first scenario, the RAN NSSI comprises also of
 165     TN Fronthaul (FH) and TN Midhaul (FH) NSSIs, and RAN NSSMF shall trigger TN NSSMF for TN FH and MH NSSI
 166     related actions. In the second scenario, the RAN NSSI comprises only of RAN NFs. TN NSSMF shall be triggered by
 167     NSMF for TN FH and MH NSSI related actions. This part is not yet implemented in NSMF, and will be realized in
 168     Honolulu release.
 169
 170 (b) The Guilin release scope focused on enhancing NSMF and implementing basic functionality of all 3 NSSMFs within
 171     ONAP with the objective of realizing a simple E2E network slice using standard interfaces. So, further enhancements
 172     and refinement will continue in Honolulu release and beyond.
 173
 174 (c) Details of the assumptions in Guilin release are documented at:
 175     `Assumptions <https://wiki.onap.org/display/DW/Assumptions+for+Guilin+release>`_
 176
 177 (d) Sequence/flow diagrams related to this use case are available at:
 178     `Use Case Flows <https://wiki.onap.org/display/DW/Use+case+flows>`_
 179
 180 (e) Details of the Modeling aspects are available at:
 181     `Modeling Enhancements <https://wiki.onap.org/display/DW/Modeling+enhancements?src=contextnavpagetreemode>`_
 182
 183
 184 Impacted Modules for Guilin
 185 ---------------------------
 186 The code-impacted modules of E2E Network Slicing in Guilin release are:
 187
 188 - **SO**: Enhancements in NSMF explained above, NSSMF adaptor, workflows for RAN, Core and TN NSSMFs, Closed Loop
 189   trigger handling.
 190
 191 - **OOF**: Enhancements for NSI selection, NSSI selection, Slice Profile generation, and NSI/NSSI termination
 192   determination
 193
 194 - **DCAE**: 2 new MS were introduced:
 195   (a) **Data Exposure Service (DES)** for querying database/datalake for PM/KPI data by any entity
 196   (b) **Slice Analysis MS** for analyzing slice related PM/KPI data and determining necessary closed loop actions
 197
 198 - **AAI**: Updates for Slice Profile, NSST, Service Profile, TN slice models
 199
 200 - **SDN-C**: TN NSSMF related functionality (allocation, activation/deactivation and termination of TN NSSI/S-NSSAI)
 201
 202 - **CCSDK/SDN-R**: RAN NSSMF related functionality related to allocation, activation/deactivation and termination of RAN
 203   NSSI/S-NSSAI, mainly the configuration of CUs, DUs and Near-RT RICs over O1 interface to the RAN NFs. In addition,
 204   configuration updates related to Closed Loop and Intelligent Slicing shall also be sent over O1 interface.
 205
 206 - **U-UI**: Enhancements related to configuration/selection of end-points.
 207
 208 - **ExtAPI**: Enhancements to support service activation/deactivation and termination using TMF 641 APIs
 209
 210 - **Policy**: Minor updates to support the new Control Loop for Network Slicing.
 211
 212 Apart from the above, the following modules had test-only impact:
 213
 214 - **SDC**: Test of the supported functionality through creation of NST, NSST for all 3 domains, templates for Service
 215   Profile and Slice Profile.
 216
 217 - **CDS**: Support for configuration of S-NSSAI in the Core NFs.
 218
 219 In addition:
 220
 221 - **Config DB** is enhanced to support storing and retrieval of RAN-related configuration data. This is not an official
 222   ONAP component, and its functionality is expected to be performed by the Configuration Persistence Service in
 223   Honolulu release.
 224
 225 - **Core NF simulators** have been developed for instantiating as part of Core NSSI creation/configuration, and also
 226   to report PM data.
 227
 228 - **RAN-Sim** has been enhanced to include CU and Near-RT RIC functionality, apart from enhancements to DU functionality.
 229
 230 Details of the impacts/APIs of some of the modules listed above are available in the child pages of: `Impacted Modules - Design Details
 231 <https://wiki.onap.org/display/DW/Impacted+Modules--Design+Details>`_
 232
 233
 234 Functional Test Cases
 235 ---------------------
 236 The functional testing of this use case shall cover creation and activation of a service with an E2E Network Slice
 237 Instance which contains RAN, Transport and Core Slice Sub-net instances. It also addresses the termination of an
 238 E2E Network Slice Instance. We classify the test cases into 7 tracks: CSMF, NSMF, Common NSMMF/RAN NSSMF/TN NSSMF/
 239 Core NSSMF/KPI Monitoring/Close loop/Intelligent Slicing. Details of the test cases can be found at: `Track-wise test cases
 240 <https://wiki.onap.org/display/DW/Track-wise+test+cases>`_
 241
 242
 243 Operation Guidance
 244 ------------------
 245 The Guilin release setup details for the E2E Network Slicing use case will be available at the following page and its
 246 sub-pages: `<https://wiki.onap.org/display/DW/User+Operation+Guidance+in+R7+Guilin>`_
 247
 248
 249 Known Issues and Resolutions
 250 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 251 (a) A limited testing of the supported scenarios is being carried out in Guilin. For example, for NSI allocation, only
 252     a sub-set of combinations of NSI reuse, creation using existing or new NSSIs (RAN, Core, TN) is being tested. However,
 253     since the remaining functionality will be activated only when triggered with the appropriate inputs, this limitation
 254     shall not affect the stability of the components or other existing functionality.
 255
 256 (b) The configuration updates for Closed Loop and Intelligent Slicing to the RAN is sent over O1 interface to Near-RT RIC.
 257     It should be sent over A1 interface - this will be taken up in Honolulu release.
 258
 259 (c) Coverage area to TA list is not performed. Based on the coverage area provided as input, a set of cells are assumed to
 260     be impacted.
 261
 262 (d) NST selection requires a file to be stored corresponding to the templates created in SDC. In Honolulu release, OOF
 263     functionality will be enhanced to fetch the NSTs from SDC.
 264
 265 (e) RAN/Core NSSI endpoint determination, configuration and use is limited in Guilin release.
 266
 267 (f) Only creation of new TN NSSI is supported, reuse of existing TN NSSI is not yet supported.
 268
 269 (g) KPI computation functionality enhancements in PM-Mapper in DCAE is not part of Guilin release, though the functionality
 270     is implemented and available.