無(wú)線協(xié)作微云的計(jì)算資源調(diào)度方法.pdf

1、隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，以智能手機(jī)為代表的移動(dòng)終端取代了PC的位置，使互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步融入了每個(gè)人的生活。而對(duì)于未來(lái)，以5G為框架的物聯(lián)網(wǎng)會(huì)使人與物、物與物的聯(lián)通將更加的密切。這必將要求移動(dòng)設(shè)備的計(jì)算能力越來(lái)越高。但是，在現(xiàn)實(shí)生活中，移動(dòng)終端因?yàn)轶w積有限，必將難以提供較高的計(jì)算處理能力及續(xù)航能力。移動(dòng)云計(jì)算便是為了解決這樣的問(wèn)題而設(shè)計(jì)。移動(dòng)云計(jì)算可以分為兩類，一種是遠(yuǎn)端云，一種是微云。不同于需要接入廣域網(wǎng)的遠(yuǎn)端云，微云可以通過(guò)本地的無(wú)線鏈

2、路進(jìn)行連接。這使得微云有更好的靈活性，它可以廣泛的應(yīng)用于廣域網(wǎng)的邊緣。在傳統(tǒng)的微云結(jié)構(gòu)中，各個(gè)微云接入點(diǎn)單獨(dú)為一個(gè)用戶服務(wù)，當(dāng)用戶的任務(wù)處理量較大的時(shí)候，微云系統(tǒng)性能難以提升。針對(duì)這一問(wèn)題，本文提出了移動(dòng)協(xié)作微云(WSCC，Wireless Small-scale Cooperative Cloud)系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，通過(guò)無(wú)線鏈路將各個(gè)接入點(diǎn)連接在一起，組織成為一個(gè)協(xié)作云為用戶提供服務(wù)。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，用戶工作流的任務(wù)被并行處理，可以有效

3、減少用戶的處理時(shí)間。本篇論文主要對(duì)WSCC系統(tǒng)任務(wù)到接入點(diǎn)的分配過(guò)程與系統(tǒng)排隊(duì)過(guò)程進(jìn)行研究。
　　首先，在工作流中任務(wù)到微云接入點(diǎn)分配的過(guò)程中采用局部關(guān)鍵路徑(PCP,Partial Critical Path)算法進(jìn)行研究。PCP算法是一種啟發(fā)式算法，它有著兩個(gè)優(yōu)勢(shì)。其一，它將相鄰任務(wù)組成關(guān)鍵路徑，并以關(guān)鍵路徑為單位分配給接入點(diǎn)，這可以有效減少系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸量。其二，它將各個(gè)關(guān)鍵路徑均勻分配，可以有效的使負(fù)載均衡，提高系統(tǒng)性能

4、。在計(jì)算資源調(diào)度階段，本篇論文提出了兩種排隊(duì)方案。一種是用戶于接入點(diǎn)前排隊(duì)，另一種是用戶于系統(tǒng)前排隊(duì)。前者提高了接入點(diǎn)資源的利用效率，提升了性能。后者讓系統(tǒng)提前為用戶預(yù)留了資源，使系統(tǒng)性能更加的穩(wěn)定。
　　其次，本論文將工作流增加延時(shí)部分推廣為延時(shí)圖，對(duì)WSCC系統(tǒng)進(jìn)行了建模和理論分析。在預(yù)測(cè)系統(tǒng)中各部分延時(shí)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)了計(jì)算資源短缺和通信資源短缺兩種模型，并針對(duì)兩種模型，以計(jì)算延時(shí)圖最長(zhǎng)路徑的方式，預(yù)測(cè)了產(chǎn)生擁堵的接入點(diǎn)或鏈路

5、。之后，設(shè)計(jì)一組等式，通過(guò)該組等式的求解，得到不同到達(dá)率下計(jì)算資源短缺和通信資源短缺的系統(tǒng)性能。然后，對(duì)兩種模型預(yù)測(cè)值加權(quán)求和，得到整個(gè)系統(tǒng)的平均處理時(shí)間，從而完成了理論分析。
　　最后，設(shè)計(jì)了仿真平臺(tái)，對(duì)WSCC系統(tǒng)的性能進(jìn)行了測(cè)試。仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)分為五個(gè)模塊，分別是系統(tǒng)輸入模塊、任務(wù)分配模塊、用戶接入模塊、計(jì)算資源處理模塊、通信資源處理模塊。實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容包括:不同排隊(duì)方式的系統(tǒng)性能對(duì)比，理論分析與仿真結(jié)果對(duì)比，非協(xié)作與PSO算法協(xié)