無線協(xié)作微云的計算資源調(diào)度方法.pdf

1、隨著移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，以智能手機為代表的移動終端取代了PC的位置，使互聯(lián)網(wǎng)進一步融入了每個人的生活。而對于未來，以5G為框架的物聯(lián)網(wǎng)會使人與物、物與物的聯(lián)通將更加的密切。這必將要求移動設備的計算能力越來越高。但是，在現(xiàn)實生活中，移動終端因為體積有限，必將難以提供較高的計算處理能力及續(xù)航能力。移動云計算便是為了解決這樣的問題而設計。移動云計算可以分為兩類，一種是遠端云，一種是微云。不同于需要接入廣域網(wǎng)的遠端云，微云可以通過本地的無線鏈

2、路進行連接。這使得微云有更好的靈活性，它可以廣泛的應用于廣域網(wǎng)的邊緣。在傳統(tǒng)的微云結(jié)構(gòu)中，各個微云接入點單獨為一個用戶服務，當用戶的任務處理量較大的時候，微云系統(tǒng)性能難以提升。針對這一問題，本文提出了移動協(xié)作微云(WSCC，Wireless Small-scale Cooperative Cloud)系統(tǒng)。在系統(tǒng)中，通過無線鏈路將各個接入點連接在一起，組織成為一個協(xié)作云為用戶提供服務。在這個過程當中，用戶工作流的任務被并行處理，可以有效

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

4、。在計算資源調(diào)度階段，本篇論文提出了兩種排隊方案。一種是用戶于接入點前排隊，另一種是用戶于系統(tǒng)前排隊。前者提高了接入點資源的利用效率，提升了性能。后者讓系統(tǒng)提前為用戶預留了資源，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部分推廣為延時圖，對WSCC系統(tǒng)進行了建模和理論分析。在預測系統(tǒng)中各部分延時的過程中，設計了計算資源短缺和通信資源短缺兩種模型，并針對兩種模型，以計算延時圖最長路徑的方式，預測了產(chǎn)生擁堵的接入點或鏈路

5、。之后，設計一組等式，通過該組等式的求解，得到不同到達率下計算資源短缺和通信資源短缺的系統(tǒng)性能。然后，對兩種模型預測值加權(quán)求和，得到整個系統(tǒng)的平均處理時間，從而完成了理論分析。
　　最后，設計了仿真平臺，對WSCC系統(tǒng)的性能進行了測試。仿真平臺設計分為五個模塊，分別是系統(tǒng)輸入模塊、任務分配模塊、用戶接入模塊、計算資源處理模塊、通信資源處理模塊。實驗的內(nèi)容包括:不同排隊方式的系統(tǒng)性能對比，理論分析與仿真結(jié)果對比，非協(xié)作與PSO算法協(xié)