移動(dòng)協(xié)作微云計(jì)算中的資源分配研究.pdf

1、智能移動(dòng)設(shè)備逐漸成為人們生活中不可或缺的一部分。但是，它始終無(wú)法克服便攜性與自身資源有限之間的矛盾，直到移動(dòng)云計(jì)算被提出。在移動(dòng)云計(jì)算模型中，移動(dòng)應(yīng)用被轉(zhuǎn)移至云資源處理，從而達(dá)到節(jié)約移動(dòng)終端自身資源的目的。目前移動(dòng)云計(jì)算中可利用云資源包括:遠(yuǎn)程公共云、臨近微云。相較于遠(yuǎn)程云計(jì)算中心的資源，臨近微云具有通信時(shí)延短的優(yōu)點(diǎn)，但是也具有單點(diǎn)計(jì)算資源有限的缺點(diǎn)。針對(duì)臨近微云單點(diǎn)計(jì)算資源有限這一缺陷，本文提出移動(dòng)協(xié)作微云計(jì)算(M3C，MobileC

2、ooperative Cloudlet Computing)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，來(lái)自移動(dòng)用戶終端的應(yīng)用被表示為由子任務(wù)以及子任務(wù)之間的數(shù)據(jù)約束組成的工作流，通過(guò)將子任務(wù)被分配到系統(tǒng)中的多個(gè)接入點(diǎn)分別處理，提高工作流處理的并行度，縮短用戶等待處理結(jié)果的時(shí)間。本論文研究的主要內(nèi)容是M3C系統(tǒng)的計(jì)算資源與通信資源分配方案。
　　首先，本文將已有的粒子群搜索(PSO，Particle Swarm Optimization)算法、異構(gòu)最短結(jié)束

3、時(shí)間(HEFT，Heterogeneous Earliest-Finish-Time)算法、部分關(guān)鍵路徑(PCP，Partial Critical Path)算法應(yīng)用于M3C系統(tǒng)中。其中，PSO算法屬于隨機(jī)搜索算法，該算法在迭代次數(shù)較多時(shí)可以達(dá)到較好的結(jié)果，但是計(jì)算量大。HEFT算法與PCP算法均屬于列表啟發(fā)式算法，分配過(guò)程包括兩部分:計(jì)算列表、按列表次序分配。不同的列表啟發(fā)式算法區(qū)別在于列表排序策略和分配策略。HEFT中按照任務(wù)優(yōu)先級(jí)

4、進(jìn)行排序，再將任務(wù)分配到能夠最早完成該任務(wù)的接入點(diǎn);PCP算法在任務(wù)優(yōu)先級(jí)的基礎(chǔ)上，將任務(wù)劃歸到若干個(gè)集合中，以集合(PCP)為單位進(jìn)行分配，同一個(gè)集合中的任務(wù)被分配到同一個(gè)接入點(diǎn)。
　　其次，本文以計(jì)算資源分配為基礎(chǔ)，獲得系統(tǒng)無(wú)線鏈路集合，存在無(wú)線通信需求的接入點(diǎn)之間的距離需小于距離閾值，無(wú)線鏈路集合對(duì)應(yīng)了一組接入點(diǎn)間距離約束條件。本文分別利用窮舉和動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法對(duì)接入點(diǎn)進(jìn)行部署，接入點(diǎn)位置不僅滿足距離約束條件且覆蓋面積最大化。在

5、進(jìn)行信道分配時(shí)，考慮鏈路間的相互干擾，避免同一條信道被相互干擾的鏈路同時(shí)占用，通過(guò)多次循環(huán)實(shí)現(xiàn)均勻分配信道。
　　最后，設(shè)計(jì)一系列仿真實(shí)驗(yàn)用于評(píng)估系統(tǒng)性能。每次實(shí)驗(yàn)包括四步:計(jì)算資源分配、接入點(diǎn)部署、信道資源分配以及運(yùn)行模擬。仿真實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容包括:M3C系統(tǒng)與ICloudlet系統(tǒng)對(duì)比仿真，以證明接入點(diǎn)之間的協(xié)作能夠縮短應(yīng)用工作流處理時(shí)間;控制變量法分析M3C系統(tǒng)中的接入點(diǎn)個(gè)數(shù)、服務(wù)器切片數(shù)、計(jì)算資源量、信道假設(shè)以及通信資源量對(duì)系統(tǒng)