5Guard：面向 5G 网络的隔离感知端到端切片
网络与互联网体系结构
2025-04-22 v1
摘要
网络切片逻辑划分5G基础设施，以满足来自不同垂直领域且需求各异的客户需求。然而，资源共享会使切片暴露于威胁和性能恶化的风险，使得切片隔离成为必需关怀。完全隔离切片会造成资源成本的高额消耗，故亟需实施隔离感知的网络切片方案，即为每个切片分配量身定制的隔离级别，以平衡安全性、可用性与开销。本文从基础设施提供商的角度，研究面向资源隔离的端到端5G网络切片问题，确保符合客户的服务级别协议。我们将在线5G隔离感知网络切片(5G-INS)建模为混合整数规划问题，构建真实切片隔离级别的模型并集成切片优先级。为求解5G-INS，我们提出了5Guard——一种新型自适应框架，利用定制优化算法的集成，能在资源预算和时间限制内获得最佳解。我们的实验结果表明，在资源受限的环境下，5Guard可使利润提升最高可达10.1%，而在真实大规模网络中可提升最高达25.4%。此外，我们还分析了隔离级别之间的权衡、其对资源利用的影响以及切片部署的效果，显示相较于采用统一隔离策略的基准方法，5Guard具有显著优势。
引用
@article{arxiv.2504.14088,
title = {5Guard: Isolation-aware End-to-End Slicing of 5G Networks},
author = {Mehdi Bolourian and Noura Limam and Mohammad Ali Salahuddin and Raouf Boutaba},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.14088},
year = {2025}
}
备注
17 pages