Colosseum, the World's Largest Wireless Network Emulator¶

本文算是一个开源平台的tutorial, 两页纸. 相当于是产品说明书

对于本文的学习重心是: 了解此平台, 积累一下, 看看后面有没有用上的机会

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仔细学习这个平台的设计思路, 聚焦 "用户访问" + "后台应用" 的逻辑链条

这很有可能会成为"我们下一篇"将要实现的系统的服务模式!

本文介绍一个名为"Colosseum"的大规模无线网络模拟器平台

具体概括如下:

现有问题:
- 传统的无线技术实验开发(prototyping), 受限于小型实验室环境, 缺乏规模、可复现性和可复制性
解决方案:
- Colosseum 是全球最大的无线网络模拟器, 拥有256个软件定义无线电(SDR) 和强大的计算服务器
- 它允许用户进行大规模的无线解决方案原型设计, 并保证了实验结果的可复现性
教程内容:
- 介绍 Colosseum 平台的架构和组件
- 演示如何在该平台上运行涉及多种无线技术（如 Wi-Fi 和蜂窝网络）的实验
- 强调如何将 Colosseum 的实验移植(ported) 到其他测试平台, 以促进"设计 - 模拟器大规模测试 - 现场测试"的完整研究循环
展望未来:
- 教程最后将讨论 Colosseum 未来的灵活性和扩展计划, 特别是支持更大规模的场景和更高频段的仿真

Introduction 重点内容:

指出现有问题: 无线研究需要大规模、可控且可重复的实验平台，而这在以前是稀缺的
介绍 Colosseum: 作为一个解决方案, Colosseum 是一个庞大的 RF 和计算设施
- 核心技术: 它使用一个"海量信道模拟器"(MCHEM, 由SDR和FPGA阵列构成) 来模拟真实的、复杂的无线环境(如城市/商场), 为实验创造"虚拟世界"
- 辅助功能: 包括流量生成器(TGEN), 以模拟网络流量
教程内容: 演示如何运行可重复的大规模实验! 涵盖 Wi-Fi、蜂窝网络、车载和空中网络等多种场景
强调核心优势: "可移植性"
- 教程特别强调 Colosseum 的实验是基于 Linux 容器 (LXC) 运行的
- 这种设计使得实验可以轻松地移植到其他真实世界的测试平台(如 PAWR), 从而促进了设计 -> 模拟器大规模测试 -> 现场测试的全周期(full-cycle) 实验研究
展望未来: 教程最后还会讨论 Colosseum 规划中的未来扩展

Tutorial Structure 重点内容:

全面指导用户如何实际使用 Colosseum, 从基础原理到动手实践, 再到最后如何将实验成果迁移出去

基础介绍:
- 解释无线网络模拟的基本原理
- Colosseum 的架构 (特别是 MCHEM)
- Colosseum 如何实现大规模 + hardware-in-the-loop 的真实场景模拟
实践操作: 引导参会者（attendees）如何访问和使用 Colosseum
- 详细说明其容器化 (containerized) 系统
- 展示如何利用这些容器运行 Wi-Fi、蜂窝网络和 Ad Hoc 网络等实际实验
可移植性(核心优势):
- 如何 export 容器, 以便用户可将他们在 Colosseum 上开发的实验 transfer 到其他真实世界的 testbeds 进行外场实验

Colosseum Usage - An Overview 重点内容:

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展示了用户从预约资源到获取数据的完整闭环!

提交预约 (New Reservation)
- 用户首先通过 Colosseum 网站 (Website) 提交一个新的实验预约请求
分配资源 (Allocate SRNs)
- 系统在收到预约后，会触发在 SRN (Standard Radio Nodes) 上分配和启动 LXC 容器 (Container)
- 这些容器可以基于 Colosseum 提供的基础镜像，也可以是用户自己上传的镜像
登录与控制 (Access SRNs)
- 用户通过 SSH Gateway 登录到分配给他们的容器中
- 登录后, 用户可以使用 Colosseum API 工具包 (特别是 colosseumcli) 来控制连接到 SRN 的 SDR (USRP X310), 并启动 RF 和 Traffic 场景
实验执行 (Experiment)
- 在实验过程中, SRN (SDR) 会与 MCHEM (海量信道模拟器) 交互来模拟 RF 信道
- 同时, SRN (Container) 会与 TGEN (流量生成器) 交互来模拟网络流量
保存数据 (Save Experiment Data)
- 实验结束后, 在 SRN 容器中生成的 Data and log files 会被保存到 Colosseum 的 NAS 中
获取数据 (Get Saved Data)
- 用户可以通过登录 File Proxy 来访问 NAS
- 从这里检索保存的实验数据, 以便进行后续的离线分析和处理

NRDZ And AI-JumpStart Extensions 重点内容:

介绍 Colosseum 平台未来的扩展计划

具体概括为以下两点: