Crowd-sourced Platform in Network Experiments

我们注意到, 近十来年的计算机网络系统中, 有很多论文/技术报告/新闻呼吁并提出有关 "crowd-sourced system experimentation" 的观点. 旨在"众筹一个平台, 携手促进研究"

这些工作横跨卫星网络 / 无线与移动网络 / 联邦基础设施 / 网络测量等多个领域, 旨在通过开放、社区驱动的方式 democratize 网络实验研究的访问权限

笔者搜集一些经典的, 近15年来的相关工作, 并进行简要的对照学习

Related Works

Batch 1

这一部分, 涉及"众筹"或"社区驱动"的网络实验平台建设, 特点是:

1. 不一定“显性/直接提出” crowd-sourced 概念, 但实际上采用了类似的思路和方法论
2. 均聚焦于 Private 5G / O-RAN 等大规模移动无线网络平台

[MobiCom'21] Quasar: A Community-Driven Approach to Democratize Access to Satellite Ground Stations

开源、分布式、众筹驱动的LEO卫星地面站基础设施

[Community] SatNOGS: Open Source Global Network of Satellite Ground-Stations

• 网址 | 社区 | Wiki
• 建立了全球300+个运营地面站的众筹网络
• 如果说 TinyGS 是 "专注于 LoRa 卫星的 toy-model", 那么 SatNOGS 就是"全能型、专业级"的分布式地面站网络
• 有用的链接:
  • SATNOGS QuickStart: 快速入门步骤
  • Libre Space Foundation Service Status: 查看所有服务状态
  • SATNOGS Database: 汇总 Sat, GS, Transmitter, Launches 的全部信息
  • SATNOGS Flowgraphs: 卫星过境可以显示flowgraph, 过于专业, 笔者仅先积累一下
  • SATNOGS Network/OpenMap: 绘制当前GS的世界地图, 直观可视化
  • SATNOGS Dashboard: 根据 DB 和 Network, 将数据进行"统计层面"的可视化
• 快速上手: 搭便车, 远程查看别人的设备的情况 (鉴于笔者自己没有GS, 所以对其他用户的设备, 只能"查看"而非"操作")
  • Network SATNOGS > Observations. 结果过滤器Filters选择: Results > Image
  • 现在搜索结果的每个item, 都包含卫星拍摄的images, 点击这个item (点它的ID)
  • 大致效果如图示:
    • 
    • 同理, waterfall flowgraph / metadata 也可以类似地获取

[MobiCom'20] Challenge: COSMOS: A City-Scale Programmable Testbed for Experimentation with Advanced Wireless

NSF PAWR 项目, 众筹式平台支持研究社区进行下一代无线技术研究

[MobiCom'21 / DySPAN'20] Colosseum: Large-Scale Wireless Experimentation Through Hardware-in-the-Loop Network Emulation

• Northeastern University NSF PAWR 项目, 提供公开访问权限, 聚焦无线实验
• PS: MobiCom'21-传送门

[ArXiv'25] Campus5G: A Campus Scale Private 5G Open RAN Testbed

为其他研究机构建立类似O-RAN兼容测试床提供参考

[WiNTECH'20] Powder: Platform for Open Wireless Data-driven Experimental Research

Utah NSF PAWR项目, 支持5G/ORAN、大规模MIMO、频谱共享等软件定义无线实验

[EdgeSys'21] EdgeNet: A Multi-Tenant and Multi-Provider Edge Cloud

公开Kubernetes集群, 支持多租户、地理分布式部署. 采用众筹模式, 任何机构可通过单一命令安装节点加入全球网络

[Internet Computing'19] FABRIC: A National-Scale Programmable Experimental Network Infrastructure

Univ Illinois 牵头的分布式基础设施, 支持"处处可编程"的网络实验 - 众筹式的national-scale共享基础设施

[IMC'25] Patchwork: A Traffic Capture and Analysis Platform for Network Experiments on a Federated Testbed

在FABRIC上, 由用户部署的开源流量捕获分析平台

[NSDI'13] Dasu: Pushing Experiments to the Internet’s Edge

Edge Device 进行联邦基础设施建设

[TridentCom'12] ProtoGENI: Designing a Federated Testbed as a Distributed System

定义设计原则, 支撑联邦 Testbed 运作

[Community] RIPE Atlas: A Global Network Measurement Platform

• 网址
• 采用全球探针网络, 测量互联网连接和可访问性, 实时探测互联网状态

[Community] Measurement Lab (M-Lab): Open Internet Measurement

• 网址
• 全球最大的开放互联网性能数据集合. 数据和测量工具全部public

[Community] CloudLab: Leveraging Emulab for Cloud Systems Research

• 网址
• 基于 Emulab 扩展到云环境，支持跨多个集群的实验

[Community] TinyGS: Together, We're Shaping the Future of Space

• 网址 | Wiki | Telegram社区
• 特点:
  • 开源的全球分布式地面站网络, 专门用于接收来自 LEO Sat, 气象探测器, 以及其他使用 LoRa 技术的飞行器的数据
  • 利用廉价的 ESP32 芯片和 LoRa 模块, 让几乎所有人都能参与航天活动 (费用门槛: 50 - 100 rmb)
  • 快速上手: 搭便车, 看别人设备的效果
    • 实时接收: 左侧菜单栏 > Packets. 这里会像瀑布流一样不断刷新, 每一行代表世界上某用户刚刚收到的一条卫星消息. 可以点进去看细节
    • 跟风大神: 左侧菜单栏 > Stations. 在搜索框里找一些"榜一大哥", 点进他的主页, 就能看他的 GS-Sat 互动细节
    • 卫星实况: 左侧菜单栏 > Satellites. 选择感兴趣的厂商, 点进看卫星的实时状态
  • 入门: 跟着 Wiki 走
    1. 购买一块支持 LoRa 的 ESP32 开发板
    2. 使用 Web Installer, 刷进开发板
    3. 获取账号 (MQTT 凭证), 在 telegram 社区, 跟着官网教程 即可
    4. 配置地面站: 刷机完成后, 你的开发板会发射一个名为 My TinyGS 的 WiFi 热点. 用手机连接, 输入经纬度即可

Batch 2

这一部分的特点是, 依旧是"众筹"

1. 明确提出 "crowd-sourced / open platform / community-driven / data-driven" 概念
2. 不一定局限在 Private 5G / O-RAN, 而是更广泛的网络系统领域

[SIGCOMM'21]: Democratizing Cellular Access with CellBricks

来自 UC Berkeley - NetSys Lab. 高质量论文.

更模块化、更开放的基站接入方式，让社区或小型服务商也能参与基础设施建设

[NSDI'20] Learning in situ: a randomized experiment in video streaming

Stanford 的神作, 搭建了一个名为Puffer的免费电视直播网

向社区开放, 任何人都可以通过Puffer观看直播, 同时Puffer会收集用户的观看数据用于视频传输算法的研究

[HotNets'23] Automatic Calibration in Crowd-sourced Network of Spectrum Sensors

也是来自 Berkeley.

聚焦: 如何校准成千上万个廉价、非专业的志愿者设备的数据质量

[MobiCom'24] Experiences of Deploying a Citywide Crowdsourcing Platform to Search for Missing People with Dementia

来自 HKUST.

大规模实验部署, 一个覆盖全城的众包寻人网络

[Communications Engineering'22] Crowdsourcing bridge dynamic monitoring with smartphone vehicle trips

来自 MIT, 跟计算机关系不大, 重点是学习 crowd-sourced.

利用无数车辆经过桥梁时的速度数据, 通过众包的方式实时分析桥梁的健康结构

[SIGCOMM'25] LEOScope: Building a Global Testbed for Low-Earth Orbit Satellite Networks

"Planetlab" 在 LEO-NET 的直接映射, 非常值得学习: 分布式交互模式 / 运营模式 / 对比对象

Batch 3

总结学习一下成功平台的"一战成名/运营维护"经验:

1. Planetlab 串烧: 一文看懂 Planetlab 的前世今生, 以及对 Crowd-source 模式的影响
   • 平台访问
2. RIPE Atlas 串烧: 一文看懂 RIPE Atlas 的前世今生, 以及对 Crowd-source 模式的影响
   • 平台访问
3. 学习:《Research on Low-Earth-Orbit (LEO) Satellite Networks @PanLab》
   • 平台访问
   • 平台介绍 keynote
4. 学习:《LEOScope: Building a Global Testbed for Low-Earth Orbit Satellite Networks》
   • 平台访问
   • 平台介绍 paper

注意 PlanetLab 与 PlanetLabs 别混淆

由于名字高度相似, 很容易混淆这两个平台:

PlanetLab:

• 提出者: Princeton University && University of California, Berkeley
• 网址: https://planetlab.cs.princeton.edu/
• 特点: 主要用于地面互联网研究, 是一个 Crowd-source platform

经典的 PlanetLab (Princeton) 已于 2020年5月正式关闭, 现在只有 EdgeNet / M-Lab 这些"精神继承者"了

Planet Labs:

• 商业低轨遥感卫星星座公司
• 这是一家真正的 LEO 卫星公司, 以 Doves Constellation 闻名
• 网址: https://www.planet.com/explorer/

Recommended Crowd-sourced Platform: All in One

For all platforms mentioned above, here are my favorites:

1. Planetlab: https://planetlab.cs.princeton.edu/
2. RIPE Atlas: https://atlas.ripe.net/
3. SatNOGS: https://network.satnogs.org/
4. TinyGS: https://tinygs.com/
5. Google M-Lab: https://www.measurementlab.net/
6. LEO-Scope: https://leoscope.surrey.ac.uk/

Accessed on 2025-11-29.

My Own Reflections

与本站其他专题保持相同的打分标准, 由于这一部分隶属于"大规模真实实验部署", 因此很难有 "new ideas" 或 "novel techniques", 更多的是 "积累" 和 "实践经验" 的价值体现.

因此给的分数普遍偏低, 仅代表个人观点.

标题	核心内容	评价	打分
Quasar	开源、分布式、众筹驱动的 LEO 群体 GS	"积沙成塔"思想, 降低了单体部署门槛, 通过 coherent-combining 技术提升信号质量	3
Campus5G	O-RAN 5G 校园网	积累: 现有5GTestbed, ORAN-Testbed 对比表格	3
COSMOS	NYC真实城市规模的测试平台	积累: 现有5GTestbed; 架构图绘制风格	3
Powder	城市规模E2E软件定义平台	积累: 现有5GTestbed; "架构图构成"特别值得学习!	5
Colosseum	white-box 大规模无线测试平台	系统架构 + "2-mode"workflow 设计, 值得学习. PAWR出品, 必属精品	5
EdgeNet	将k8s扩展至边缘, 大型跨地理位置云平台	与普通k8s的区别: 异构 + layer3 + multi-tenancy	1
Fabric	国家级高速核心骨干网, 连接各Cloud/Testbed	注意与 POWDER / COSMOS Testbed 的区别与联系	3
ProtoGENI	联邦 Testbed 的设计原则	比较形而上学	1
Dasu	古早的互联网测量平台	太原始了, 核心架构讲的也比较形而上学	1
Patchwork	给FABRIC提供细粒度网络测量: 用户部署, 开源	没啥创新点, 仅是细粒度测量; Patchwork 本身作为 FABRIC 上的一个实验运行, 无需修改测试床底层架构, 极大程度利用了 FABRIC 的 Port Mirroring	2
CellBricks	新型蜂窝网络架构. 打破大型MNO垄断. 市场扁平化	(1) "扁平化" 跟 NSDI23-SkyPilot 思想一致 (2) "token计价" & "UE承担更多功能" 跟 NSDI24-MOSAIC 思想一致 (3) 积累: sw/hw 实验环境很符合我们的要求 (4) 核心思想: "中间代理" (broker) 立大功 (5) 伯克利神作之一. 有幸认识本文第二作者 Fu 老师. 深受老师帮助. 感激+致敬🫡	5
Puffer	Puffer 流媒体平台	这篇文章作为平台类工作, 很不错. 但在思维启迪角度感觉一般, 可能笔者的预期过高了 整理一下重要结论: (1) 模拟器中的成绩不代表真实环境的成绩; (2) tracing 还原不了互联网 heavy-tailed 现象等, 要 learning in situ!	4
Crowd-src Sensors	基于SoO, 检查crowd-src部署的传感器节点	没细看, 只看了crowd-src的体现; 积累: SoO-机会信号 的定义	3
DECS	AirTags for PwD	"人力+基础设施"混合查询网络. 个人感觉跟AirTag区别不大, 没啥亮点	3
Crowd-src Bridge Monitor	用crowd-src数据测量检测桥梁健康	积累: method部分里提到了3类方式. ctrled, unctrled, partly ctrled	2
LEOScope	"Planetlab" for LEO Network	基于 cloud computing 的 crowd-src 测试平台 学习: 对比表格; 积累: 平台交互 + 技术选型	5