在支持 MEC 的 5G 网络中利用多连接实现网络切片的弹性与低时延感知编排

网络切片（NS）与多接入边缘计算（MEC）是新范式，在 5G 及更先进网络中发挥关键作用。NS 允许网络运营商（NOs）将可用网络资源划分为多个逻辑 NS，以提供针对特定业务/商业需求定制的专用虚拟网络。MEC 使 NOs 能够通过将计算设施移至网络边缘，为支持不同行业垂直领域需求提供多样化的超低时延服务。NS 可通过在 MEC 云服务器上实例化一组虚拟网络功能（VNFs）来构建，从而以更低的成本和时间按需提供多样化的时延敏感通信服务（例如自动驾驶和增强现实）。然而，VNF、MEC 云服务器和通信链路由于软件缺陷、配置错误、过载、硬件故障、网络攻击、断电以及自然/人为灾害而可能发生故障。关键网络组件的故障会突然中断服务并导致用户不满，这可能造成 NOs 的收入损失。在本文中，我们提出一种基于 5G 网络多连接的新方法来解决该问题，我们提出的方法对 i) VNF 故障、ii) MEC 内本地服务器故障、iii) 通信链路故障、以及 iv) 区域级整个 MEC 云设施故障具有弹性。为此，我们将该问题建模为二元整数规划（BIP）模型，以最小成本最优部署 NS，并证明其是 NP-hard 的。为克服时间复杂度，我们提出一种高效的基于遗传算法的启发式方法，以在多项式时间内获得近最优解。通过大量仿真，我们表明所提方法不仅减少资源浪费，还在提供高故障弹性的同时提高吞吐量。