docs/docs_E2E_network_slicing.rst

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   5    :depth: 3
   6 ..
   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-release 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 SDOs such as
  53 O-RAN and ETSI 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
  57
  58 Abbreviations
  59 -------------
  60
  61 +---------------+--------------------------------------------+
  62 |  Abbreviation |                   Meaning                  |
  63 +===============+============================================+
  64 | CSMF          | Communication Service Management Function  |
  65 +---------------+--------------------------------------------+
  66 | CSI           | Communication Service Instance             |
  67 +---------------+--------------------------------------------+
  68 | CST           | Communication Service Template             |
  69 +---------------+--------------------------------------------+
  70 | NSI           | Network Slice Instance                     |
  71 +---------------+--------------------------------------------+
  72 | NSMF          | Network Slice Management Function          |
  73 +---------------+--------------------------------------------+
  74 | NSSI          | Network Slice Sub-net Instance             |
  75 +---------------+--------------------------------------------+
  76 | NSSMF         | Network Slice Sub-net Management Function  |
  77 +---------------+--------------------------------------------+
  78 | NST           | Network Slice Template                     |
  79 +---------------+--------------------------------------------+
  80 | NSST          | Network Slice Sub-net Template             |
  81 +---------------+--------------------------------------------+
  82
  83
  84 Recap of Frankfurt functionality
  85 --------------------------------
  86 In Frankfurt release, CSMF and NSMF within ONAP was implemented, while connecting to an external Core NSSMF.
  87 From the NSI Life Cycle perspective, the scope for Frankfurt included NSI design and pre-provision, NSI instantiation
  88 and configuration, and NSI activation and deactivation. In particular:
  89
  90 - CSMF: Functions of slice service creation, slice service activation and deactivation were implemented.
  91
  92 - NSMF: Functions of NSI instantiation, NSI activation and deactivation were implemented. In addition, manual
  93   intervention is also provided in NSMF slice task management portal to ensure the selected NSI/NSSI as well as
  94   Service Profile and Slice Profile are OK or need adjustment.
  95
  96 - Design of CST, NST and onboarding NSST that are required to support the run-time orchestration functions
  97
  98 - To connect to the external (core) NSSMF, an adaptor was implemented to provide interface between ONAP and 3rd party
  99   core NSSMF.
 100
 101 To support the above functions, code impacts in U-UI, SO, OOF and ExtAPI components, and schema change in A&AI
 102 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.
 103
 104 As part of Frankfurt release work, we supported the minimum-scope installation of ONAP to reduce the resource requirements.
 105 From the module perspective, 5G E2E Slicing use case involves SDC, SO, A&AI, UUI, EXT-API, OOF and Policy modules of ONAP.
 106 So we will configure these required modules along with the mandatory common modules such as DMaaP. Further, for each module,
 107 the use case also does not use all of the charts，so we removed the not needed Charts under those modules to optimize the
 108 resources required for setting up the use case. This approach will help to install a minimum-scope version ONAP for the
 109 E2E Slicing use case.
 110
 111 Further details of the installation steps are available at: `Install Minimum Scope ONAP for 5G Network Slicing wiki page
 112 <https://wiki.onap.org/display/DW/Install+Minimum+Scope+ONAP+for+5G+Network+Slicing>`_
 113
 114 Recap of Guilin functionality
 115 -----------------------------
 116 From the architecture point of view, in Guilin release, besides the continuation of NSMF which was implemented in
 117 Frankfurt release, the RAN NSSMF, TN NSSMF, CORE NSSMF have been implemented within ONAP, apart from interacting with
 118 ezternal RAN NSSMF and external CORE NSSMF.
 119
 120 The following provides an overview of the enhancements done in Guilin release:
 121
 122 - **Enhancements in NSMF**: Service Profile decomposition into Slice Profiles for 3 domains, NSI selection enhancement,
 123   E2E slice instance creation including RAN, TN and CN slice sub-net instance creation/reuse, activation/deactivation
 124   of E2E slice, and deciding whether to terminate E2E slice or not.
 125
 126 - **RAN NSSMF, TN NSSMF, CN NSSMF within ONAP**: Basic logic for all 3 NSSMFs to support NSSI allocation, activation,
 127   deactivation, deletion and modification (in case of reuse of NSSI).
 128
 129 - **Enable NSMF interaction with RAN NSSMF, TN NSSMF, CN NSSMF**: Implement generic NSSMF adaptor for three domain NSSMFs,
 130   alignment with standard intefaces (3GPP, IETF), enable the connection to external RAN NSSMF.
 131
 132 - **Design of RAN NSST, TN NSST, CN NSST and Slice Profiles, TN information models**: Basic E2E Slicing model was provided
 133   all the related templates designed from SDC, TN related information models.
 134
 135 - **TMF 641 support**: Extension of the TMF 641 based interface from NB of ExtAPI to support service activation,
 136   deactivation and termination.
 137
 138 - **RAN and CN NFs set up and initial configurations**: CN NF simulators was developed: AMF, SMF, UPF and configure the
 139   S-NSSAI on CN NFs; RAN NF Simulator was enhanced for PM data reporting, CU and Near-RT RIC configuration.
 140
 141 - **KPI monitoring**: Implementation to request details of a KPI via UUI to ONAP DCAE. Providing the requested data to UUI
 142   by DCAE using a new microservice (Data Exposure Service - DES). Enhancements in PM-Mapper to do KPI computation is
 143   in progress, and will be completed in Honolulu release.
 144
 145 - **Closed Loop**: First steps to realizing a simple Closed Loop in the RAN using PM data collected from the RAN was
 146   implemented - update the allowed throughput for a S-NSSAI per Near-RT RIC coverage area based on DL/UL PRB for data
 147   traffic that was reported from the RAN. The analysis of the PM data was done using a new Slice Analysis MS in DCAE,
 148   and the Policy-based Control Loop framework was applied to trigger the updates in the RAN.
 149
 150 - **Intelligent Slicing**: First steps to realizing a simple ML-based Closed Loop action in the RAN using PM data collected
 151   from the RAN was implemented - update the maxNumberofConns for a S-NSSAI in each cell based on PDU session related
 152   PM data that was reported from the RAN (PDU sessions requested, successfully setup and failed to be set up). The
 153   training was done offline, and the ML model is onboarded as a micro-service to ONAP for demo purpose alone (it is
 154   not part of ONAP code/repos). The ML model provides updates to the Slice Analysis MS, which then uses the
 155   Policy-based Control Loop framework to trigger the updates in the RAN.
 156
 157 - **Modeling enhancements**: Necessary modeling enhancements to support all the above functionalities.
 158
 159 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>`_.
 160
 161 The child wiki pages of the above page contains details of the assumptions, flows and other relevant details.
 162
 163 Honolulu release updates
 164 ------------------------
 165 In Honolulu release, the following aspects were realized:
 166
 167 - **Modeling Enhancements** were made, details can be found at:
 168   `Modeling enhancements in Honolulu <https://wiki.onap.org/display/DW/Modeling+enhancements+in+Honolulu>`_.
 169
 170 - **Functional Enhancements**
 171
 172   (a) Minor enhancements in NSMF and NSSMFs including NST Selection, Shared slices, coverageArea to
 173       coverageAreaTAList mapping, etc.
 174   (b) Enhancements related to endpoints for stitching together an end-to-end network slice
 175   (c) Use of CPS (instead of Config DB) to determine the list of Tracking Areas corresponding to a given
 176       Coverage Area (input by user). For the remaining RAN configuration data, we continue to use Config DB.
 177   (d) RRM Policy update by SDN-R to RAN NFs during RAN NSSI creation/reuse
 178
 179 - **Integration Testing**
 180   Continuing with integration tests deferred in Guilin release, and associated bug-fixing
 181
 182 Important Remarks
 183 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
 184 (a) 2 deployment scenarios for RAN NSSI are supported. In the first scenario, the RAN NSSI comprises also of
 185     TN Fronthaul (FH) and TN Midhaul (FH) NSSIs, and RAN NSSMF shall trigger TN NSSMF for TN FH and MH NSSI
 186     related actions. In the second scenario, the RAN NSSI comprises only of RAN NFs. TN NSSMF shall be triggered by
 187     NSMF for TN FH and MH NSSI related actions. This part is not yet implemented in NSMF within ONAP.
 188
 189 (b) Details of the modeling aspects, flows and other relevant info about the use case are available in:
 190     `R8 E2E Network Slicing Use Case <https://wiki.onap.org/display/DW/R8+E2E+Network+Slicing+use+case>`_ and its child wiki pages.
 191
 192
 193 Impacted Modules for Honolulu
 194 -----------------------------
 195 The code-impacted modules of E2E Network Slicing in Honolulu release are:
 196
 197 - **UUI**: The enhancements done include:
 198
 199   (a) The coverageArea The coverageArea number param is added in CSMF creation UI. Users could input
 200       the grid numbers to specify the area where they want the slicing service to cover.
 201   (b) The relation link image of AN/TN/CN has been added. Users can see the links and related params
 202       of the three domains.
 203   (c) The TN’s connection link with AN/CN has been added in NS Task management GUI.
 204
 205 - **AAI**: Schema changes were introduced. We added some new parameters in 2 nodes:
 206
 207   (a) ‘Connectivity’ is used to store IETF/ACTN ETH service parameters. New attributes added in order
 208       to support the CCVPN network configuration operations on multi-domain (2+) interconnections.
 209   (b) ‘Vpn-binding’is used to store ACTN OTN Tunnel model’s parameters.
 210
 211 - **OOF**: Updates include:
 212
 213   (a) NST selection is enhanced by fetching the templates from SDC directly.
 214   (b) coverageArea to coverageAreaTAList mapping is done by OOF (as part of Slice Profile generation)
 215       by accessing CPS.
 216   (c) Bug-fixes
 217
 218 - **SO**: Main updates include support of NSI shared scenarios by enhancing the interaction with OOF, AAI and
 219   UUI. Apart from this some updates/fixes have been made in NSMF, RAN/Core/TN NSSMF functionality in SO, for
 220   example:
 221
 222   (a) *NSMF*: Update NSI selection process support shared NSI and add sst parameter
 223   (b) *AN NSSMF*: Activation flow for SDN-R interactions, allocate flow & added timeDelay in QueryJobStatus,
 224       support of Option 1 for topmost RAN NSSI
 225   (c) *CN NSSMF*: Non-shared allocate flow
 226   (d) *TN NSSMF*: Modify TN NSSI operation
 227
 228 - **CPS**: 2 APIs required for the use case are supported. The remaining yang models are also onboarded,
 229   however, the API work as well as further enhancements to CPS Core, NF Proxy and Template-Based Data
 230   Model Transformer Service shall continue beyond Honolulu.
 231
 232 - **SDN-R**: RRMP Policy updates, enhancements for updating the RAN configuration during slice reuse,
 233   closed loop and intelligent slicing.
 234
 235 - **DCAE**:
 236
 237   (a) *KPI Computation MS*: This MS was introduced newly for computation of slice related KPIs. In this release,
 238       it supports basic KPI computation based on formula specified via Policy. Further details about this MS is
 239       available at `KPI Computation MS <https://wiki.onap.org/display/DW/DCAE+R8+KPI-Computation+ms>`_
 240   (b) *Slice Analysis MS*: Minor updates were done.
 241
 242 Apart from the above, Policy and SDC had test-only impact for this use case.
 243
 244 In addition:
 245
 246 - **Config DB** was updated to handle bugs and gaps found during testing. This is not an official ONAP component, and
 247   its functionality is expected to be performed fully by the Configuration Persistence Service (CPS) in future ONAP
 248   release (beyond Honolulu).
 249
 250 - **Core NF simulator** and *ACTN simulator* were also updated and checked into ONAP simulator repo.
 251
 252 - **RAN-Sim** has been updated to fix bugs found during testing, and also checked into ONAP simulator repo.
 253
 254
 255 Functional Test Cases
 256 ---------------------
 257 The functional testing of this use case shall cover CSMF/NSMF, the 3 NSSMFs and Closed Loop functionality. We classify the
 258 test cases into 5 tracks: CSMF/NSMF, RAN NSSMF, Core NSSMF, TN NSSMF and Closed Loop.
 259 Details of the test cases can be found at:
 260 `Integration Test details for Honolulu <https://wiki.onap.org/display/DW/Integration+Test+details+for+Honolulu>`_ and its child wiki pages.
 261
 262
 263 Operation Guidance
 264 ------------------
 265 The Honolulu release setup details for the E2E Network Slicing use case will be available at the following page and its
 266 sub-pages:
 267 `User Operation Guide for Honolulu release <https://wiki.onap.org/display/DW/User+Operation+Guide+for+Honolulu+release>`_
 268
 269
 270 Known Issues and Resolutions
 271 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 272 Details of manual configurations, work-arounds and known issues will be documented in the child wiki pages of:
 273 `User Operation Guide for Honolulu release <https://wiki.onap.org/display/DW/User+Operation+Guide+for+Honolulu+release>`_