63、基于MDAF的5G网络切片可扩展性研究

基于MDAF的5G网络切片可扩展性研究

1. 研究背景与动机

5G网络需要满足超可靠低延迟通信（URLLC）和大规模机器类型通信（mMTC）等多种服务需求。为了在同一硬件基础设施上实现这些需求，网络切片成为5G的关键特性之一。而管理5G网络切片，采用了ETSI NFV提出的MANO（管理与编排）框架，它将网络服务划分为不同的虚拟网络功能（VNF），并部署在不同的虚拟机（VM）上，还能动态监控5G切片上的每个VNF。

在5G中，mMTC应用用于大量设备的互连和通信，这要求5G核心网络能够同时处理大量的UE注册请求。接入和移动性管理功能（AMF）作为核心网络中与UE连接的首个网络功能，负责管理用户的连接控制和设备注册，被视为核心网络的瓶颈。当存在大量注册请求时，单个AMF容易过载，导致处理效率下降，用户无法顺利连接到核心网络。因此，AMF需要具备可扩展性。

2. 相关背景知识

2.1 5G核心切片的可扩展性

• 5G核心架构 ：3GPP在TS23.501标准中定义的5G核心网络采用控制平面和用户平面分离（CUPS）以及基于服务的架构（SBA）。CUPS使核心网络部署更灵活，控制平面和数据平面的组件可根据需求独立扩展或缩减。SBA让控制层的网络功能采用面向服务的架构，通过统一的基于RESTful API的服务接口（SBI）相互连接，降低了网络功能间的相互依赖，提高了核心网络的可扩展性和部署便捷性。
• 5G网络切片 ：网络切片是在通用网络基础设施上提供具有特定服务或客户功能的专用虚拟网络，通过网络功能虚拟化（NFV）技术实现。一个物理