软件化环境中 IP 多媒体子系统的统计评估：一种排队网络方法

下一代 5G 网络可极大受益于虚拟化范式（如网络功能虚拟化（NFV））与服务提供平台（如 IP 多媒体子系统（IMS））之间的协同。NFV 概念正演进为一种基于容器的轻量级解决方案，与经典虚拟机相比，其不携带整个操作系统，从而实现更高效和可扩展的部署。另一方面，IMS 已成为 5G 核心网络不可或缺的一部分，例如用于提供语音 over LTE（VoLTE）等高级服务。在本文中，我们结合这些虚拟化和服务提供概念，推导出一个称为 cIMS 的容器化 IMS 基础设施，并通过统计表征与实验测量对其评估。具体而言，我们：i）通过排队网络方法对 cIMS 建模，以在受限条件下刻画虚拟资源的利用率；ii）给出 Pollaczek-Khinchin 公式的扩展版本，该公式有助于处理批量到达；iii）提出一个聚焦于在存在容量约束时最大化整个 cIMS 性能的优化问题，从而为服务提供商管理服务水平协议（SLAs）提供新手段；$iv)$ 评估一系列 cIMS 场景，考虑不同的排队规则，也包括多作业类别。基于开源平台 Clearwater 部署了一个实验测试床，以推导关键参数（如到达时间和服务时间）的一些实际值。