計算轉移代理服務器和路由選擇組合算法.pdf

1、移動自組織網絡(Ad Hoc)是一種新型無線網絡,其網絡節(jié)點主要是帶有無線收發(fā)裝置的移動設備。Ad Hoc無線網絡具有多跳、自組織、無中心、不需要固定網絡設備、動態(tài)拓撲等特點。Ad Hoc無線網絡也有一些缺點,比如網絡結構不穩(wěn)定、節(jié)點計算能力較差、帶寬受限、安全性能差等。
　　Ad Hoc無線網絡的主要設備是智能手機、PDA、平板電腦等便攜移動數(shù)字設備。隨著技術的發(fā)展,這一類設備的應用越來越廣泛,所運行的程序、需要實現(xiàn)的功能越來越

2、復雜,這些程序、功能對移動設備本身計算能力的要求也越來越大。但是移動設備本身的計算資源極其有限,這就產生了巨大的計算能力需求與有限的計算資源之間的矛盾。這一矛盾損害了用戶體驗,打擊了用戶購買產品和服務的積極性,嚴重限制了Ad Hoc網絡和網絡應用的普及和發(fā)展,無論對科技發(fā)展還是市場培育都具有非常負面的影響。
　　雖然移動設備本身的計算資源有限,但是在同一Ad Hoc網絡中可能存在計算資源有較大冗余的節(jié)點,比如個人電腦,甚至有可能在

3、這個網絡中有服務商提供的服務器。因此,如果能夠將移動設備上的對計算資源需求較高的計算轉移到高性能的計算設備上,將很好的解決移動設備計算資源與計算需求之間的矛盾。
　　計算轉移需要解決的首要問題是發(fā)現(xiàn)、選擇合適的代理服務器和選擇、維護從移動設備節(jié)點到代理服務器的合適的路由。
　　現(xiàn)有的代理服務器和路由選擇算法并不能適應Ad Hoc網絡拓撲結構自組織、無中心、拓撲結構多變的特點。現(xiàn)有服務器選擇算法多是針對有線網絡設計的,因為有線

4、網絡基本上不存在網絡拓撲頻繁改變的情況,所以這些算法沒有考慮路由的選擇和維護問題,因此在拓撲結構多變的Ad Hoc網絡環(huán)境下會產生大量控制信息,產生過大的通信負載。雖然有些算法針對Ad Hoc環(huán)境做了一些改進,但是因為不是針對計算轉移進行的改進,所以沒有考慮服務器本身的計算能力問題,在計算轉移應用中也不具有效率優(yōu)勢?，F(xiàn)有的路由選擇和維護算法同樣具有類似的局限性:或者會在節(jié)點移動、拓撲結構多變的情況下產生過多路由維護信息,占用寶貴的帶寬等

5、資源,或者需要臨時構造路由表,無法適應Ad Hoc網絡的特殊性。
　　本文分析了計算轉移的思路、流程和現(xiàn)有的關于計算轉移代理服務器、路由選擇算法的研究成果,借鑒組合設計思想,歸納出Ad Hoc無線網絡環(huán)境下計算轉移的路由和代理服務器選擇算法的三個原則:跨層、通用性和組合選擇。根據(jù)對Ad Hoc網絡計算轉移的過程和相關因素的研究分析,建立了一個針對計算轉移中代理服務器和路由選擇的數(shù)學模型,并在此基礎上設計了一種最優(yōu)化的路由和代理服務

6、器組合選擇算法IRSS(Integrated Routingand Surrogate Selection--IRSS)。IRSS算法綜合考慮代理服務器的計算資源和路由的高效性、穩(wěn)定性,解決了現(xiàn)有算法無法適應Ad Hoc網絡環(huán)境、不能適應計算轉移這一特殊過程需求的問題,在計算復雜度增加幅度不大的情況下獲得了較大的總體效率提升。
　　理論計算和仿真實驗表明,使用IRSS算法得到的代理服務器-路徑對穩(wěn)定高效,完成應用程序運行的時間最短