检索结果-南通市图书馆

作者：黄冬晴华东师范大学

学位级别：硕士

随着5G时代的到来,大量计算密集型和延迟敏感型的应用程序要求实现低延迟和低能耗。然而,移动设备在计算资源方面受到限制,通常以高等待时间和高设备能耗为代价来处理数据。为了满足用户对网络的高服务质量要求,提出了移动边缘计算。它... 详细信息

随着5G时代的到来,大量计算密集型和延迟敏感型的应用程序要求实现低延迟和低能耗。然而,移动设备在计算资源方面受到限制,通常以高等待时间和高设备能耗为代价来处理数据。为了满足用户对网络的高服务质量要求,提出了移动边缘计算。它利用部署在网络边缘的服务器,为用户提供计算资源、存储资源和IT服务,明显地提高了用户的服务质量。目前,计算卸载和资源分配问题尚未解决,具有较大的研究价值。本文以最小化任务执行时延和能耗为目标,主要研究了MEC系统中联合计算卸载和资源分配策略,具体内容如下:在多用户单小区MEC系统中,提出了一种联合计算卸载和资源分配策略。本文首先建立计算任务卸载模型,定义任务执行成本为其时延和能耗的加权和,建立最小化系统成本优化问题。本文将其拆分为资源分配子问题和计算卸载子问题进行求解。采用拉格朗日乘子法求解资源分配子问题,并提出了一个基于贪心算法的计算卸载算法获得最佳卸载决策,最后通过联合优化算法得到问题的最终解。实验结果表明,所提算法相比其他基准方案,最高可以降低40%的系统执行成本。在多用户多小区MEC系统中,提出了一种分布式协作的联合计算卸载和资源分配策略。考虑到本地区域MEC服务器计算资源不足以满足用户需求,通过将任务转移到附近区域MEC服务器可以实现负载均衡。本文首先量化了任务执行过程中的时延和能耗成本,建模出一个带宽资源和计算资源约束下的以最小化系统成本为目标的优化问题。然后将问题进行转化,设计了一个基于二进制粒子群的启发式算法,采用了一个新的传递函数来更新粒子位置,以防陷入局部最优。实验结果表明,该算法的收敛性较好,同时可以有效降低系统时延和能耗总成本,保证用户的体验质量。

关键词：移动边缘计算贪心算法粒子群算法计算卸载资源分配

基于蜂窝网格能量高效的无线传感器网络目标跟踪协议的研究与设计

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基于蜂窝网格能量高效的无线传感器网络目标跟踪协议的研究与设计

作者：顾国伟华东师范大学

学位级别：硕士

随着无线传感器网络技术的研究和发展,利用无线传感器网络对动物进行移动轨迹跟踪和对其周围环境进行监测已变成了重要研究之一。在这方面,已有应用项目进行系统原型实验。本文研究的应用场景是对动物进行跟踪,得到移动轨迹,从而帮助人... 详细信息

随着无线传感器网络技术的研究和发展,利用无线传感器网络对动物进行移动轨迹跟踪和对其周围环境进行监测已变成了重要研究之一。在这方面,已有应用项目进行系统原型实验。本文研究的应用场景是对动物进行跟踪,得到移动轨迹,从而帮助人们了解动物的习性。由于传感器节点的资源有限,使得如何低能耗、高可靠性地对移动性高的动物目标进行跟踪成为一个迫切需要解决的问题。在本文中,主要研究成果如下：首先,提出一种面向目标跟踪的节点轮换机制TOGAF,将整个网络划分成许多个蜂窝单元,每个单元内部只有一个节点是负责目标跟踪,其他节点处于完全睡眠状态,以减少能耗。接着,提出了一种基于任务循环调度的睡眠调度机制DASS。该调度机制中提供了可以配置的参数,以使节点在满足跟踪目标需求的情况下,增加睡眠状态的持续时间,减小能耗,延长节点的生命期,从而延长整个网络的生命期。然后,结合TOGAF和DASS,提出一种面向目标跟踪基于蜂窝网格能量高效的分布式协同调度协议HEES。该协议通过构建一个两阶段动态簇跟踪一个随机移动的目标。为了减少通报目标产生的能量消耗,提出了一种基于蜂窝网格的通报路由算法。根据该算法,当节点检测到目标后,可以在无需建立路径的前提下,将目标位置告知Sink节点,且所需要的转发次数最少。最后,本文在网络环境模拟器NS2中对HEES协议进行了仿真,结果表明：对于随机移动的目标而言,HEES可以在保证跟踪成功率较高的前提下,以较少的能量消耗来跟踪目标。

关键词：无线传感器网络目标跟踪睡眠调度机制动态簇

基于Kubernetes的调度算法研究与实现

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基于Kubernetes的调度算法研究与实现

作者：卢文泉华东师范大学

学位级别：硕士

随着云计算和容器技术的发展,以docker为核心的容器技术迅速在开发者和科技公司中广泛应用,Kubernetes凭借丰富的企业级、生产级功能成为事实上的容器集群管理系统。但是Kubernetes默认调度算法主要存在两大问题,一是没有考虑网络IO资源... 详细信息

随着云计算和容器技术的发展,以docker为核心的容器技术迅速在开发者和科技公司中广泛应用,Kubernetes凭借丰富的企业级、生产级功能成为事实上的容器集群管理系统。但是Kubernetes默认调度算法主要存在两大问题,一是没有考虑网络IO资源,容易造成集群节点网络IO不均衡、个别节点出现网络IO性能瓶颈等问题;二是没有考虑磁盘IO、网络IO、网卡带宽等多维资源,容易造成集群多维资源分配不均衡的问题。针对以上问题,本文通过对Kubernetes调度器架构和机制进行研究,设计并开发了一款基于Kubernetes Scheduler Extender机制的扩展调度器Liang,并基于Liang开发了网络IO均衡调度算法和多维资源调度算法。网络IO均衡调度算法Balanced Net IO Priority(BNP)增加了网络IO资源请求信息,它结合候选节点的网络信息,选择最佳调度节点,使得集群整体网络IO资源分配更加均衡,降低了容器的部署耗时。本文还提出一种基于TOPSIS决策模型和多维资源的CMDN算法。CMDN算法综合考虑候选节点的CPU使用率、内存使用率、磁盘IO、网络IO和网卡带宽五个指标,结合TOPSIS算法对集群中的节点进行综合评分,带来多维资源均衡和紧凑两种调度效果。实验结果表明,BNP算法能够有效均衡集群中的网络IO资源,防止节点出现网络IO性能瓶颈,同时降低32%的容器部署耗时。CMDN算法在均衡策略时能够均衡集群节点CPU、内存、磁盘IO和网络IO四种资源的分配,降低21%的容器部署耗时;在紧凑策略时能够把容器集中调度到资源综合使用率高的节点上,实现了预期效果。

关键词：云计算调度 Kubernetes 容器 TOPSIS

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一种高可用SDN多控制器架构的研究与实现

一种高可用SDN多控制器架构的研究与实现

作者：向波华东师范大学

学位级别：硕士

作为下一代网络发展的趋势,软件定义网络提出控制平面与转发平面解耦,将抽离出的控制平面集中化为中央控制器,并支持用户对中央控制器进行软件编程来自定义网络行为。相比于传统网络,集中式的控制平面要更加灵活与机动。与此同时,单一... 详细信息

作为下一代网络发展的趋势,软件定义网络提出控制平面与转发平面解耦,将抽离出的控制平面集中化为中央控制器,并支持用户对中央控制器进行软件编程来自定义网络行为。相比于传统网络,集中式的控制平面要更加灵活与机动。与此同时,单一的控制平面也带来了许多新的问题。其中,控制平面的高可用性成为软件定义网络发展过程中不容忽视的问题,诸如单控制器的性能瓶颈以及控制器的单点故障都对控制平面的高可用性提出了严苛的挑战。本文研究软件定义网络环境下多控制器架构的设计与实现,即通过多台控制器相互协作,来应对集中式控制平面的高可用性问题。本文首先回顾了现有多控制器架构的设计理念,并在此基础之上提出了HACon架构,通过层次化架构模型、控制器分组、控制器主从机制的方式构建网络。全局网络被分成多个自治的网络域,每个网络域交由单独的控制器管理。多控制器组成一个负载均衡组LBG,LBG内每台控制器从其余控制器中选择m台作为备份组成容错组FTG,FTG内部引入主从方式实现单点容错。通过将LBG与FTG进行整合,在实现控制平面高可用性的同时,减少了网络中的控制器数量,提高了网络的资源利用率。本文着重研究讨论SDN控制平面的高可用性问题。在现有硬件条件和网络协议的基础之上,本文实现了层次化的多控制器架构。实验表明,本文所提出架构的主要优点有:1、可以有效提升控制平面可拓展性;2、有利于解决控制器单点故障问题,从而极大地提高了控制平面的可用性。

关键词：软件定义网络多控制器高可用性负载均衡控制器容错

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无线传感网节点数据故障检测算法研究

无线传感网节点数据故障检测算法研究

作者：袁浩华东师范大学

学位级别：硕士

随着无线传感网的技术发展,相应的应用也越来越多。在军事、环境监测、医疗、日常生活中都有广泛的应用。无论在工业界还是在学术研究中,无线传感网都越来越受到重视。无线传感网通常被应用于采集目标区域的数据,用于进一步的处理和分... 详细信息

随着无线传感网的技术发展,相应的应用也越来越多。在军事、环境监测、医疗、日常生活中都有广泛的应用。无论在工业界还是在学术研究中,无线传感网都越来越受到重视。无线传感网通常被应用于采集目标区域的数据,用于进一步的处理和分析。所以,数据的质量对于无线传感网来说,非常重要。但是,由于无线传感网自身的特点,无线传感网节点容易产生故障,会导致数据异常,从而影响无线传感网的数据质量。本文主要研究无线传感网的数据故障检测技术,以降低节点故障对数据质量的影响。首先,本文提出了一种基于贝叶斯的数据故障检测算法(DBA算法)。该算法引入了贝叶斯网络来计算节点发生故障的概率。节点通过邻居节点的故障概率及其自身发生故障的先验概率,计算其发生故障的后验概率。还引入了边界节点的概念,有效避免了由于大量故障节点带来的影响,提高了故障检测的准确度。在论文中,使用NS-2进行仿真,对算法的性能进行了验证,并与经典的故障检测算法(DFD算法)进行对比。仿真结果显示DBA算法有效地提高了故障检测的准确度,特别是在故障率较高或节点密度较大时。其次,本文就常见数据故障种类及检测算法进行了研究,提出了一种基于采样的数据故障检测算法,能有效地推理出数据故障的种类。考虑到无线传感网应用环境复杂多样,检测指标的阈值需要根据环境的变化进行调节,而传统的故障检测中,阂值是事先设定的,影响了故障检测算法的适用性。在基于采样的数据故障检测中,使用采样的手段,使得阈值随着环境的变化而变化,提高了算法的适用性。在该算法中,根据检测到的事件,经过因果图进行推理,能有效地推理出发生的故障种类。在论文中,通过NS-2仿真软件,对该算法进行了仿真评估。在仿真中,评估了采样次数对该算法的故障检测准确度的影响,以及噪声大小对故障检测准确度的影响。

关键词：无线传感网数据故障检测故障检测贝叶斯因果图

一种新的车载网络安全应用路由协议的研究与设计

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一种新的车载网络安全应用路由协议的研究与设计

作者：蒋乾华东师范大学

学位级别：硕士

车载网络作为一种特殊的无线自组织多跳网络,具有能量充足、节点高速移动、拓扑范围广、节点密度变化大、分布规律、辅助设备先进、节点位置可预测等特点。不少专家和学者根据车载网络的这些特点,提出了各种车载网络路由协议使得车载网... 详细信息

车载网络作为一种特殊的无线自组织多跳网络,具有能量充足、节点高速移动、拓扑范围广、节点密度变化大、分布规律、辅助设备先进、节点位置可预测等特点。不少专家和学者根据车载网络的这些特点,提出了各种车载网络路由协议使得车载网络中的节点之间能够进行相互通信,满足各种现实应用需求。现有的车载网络路由协议可以分为基于地理位置的VANET路由协议、基于链路状态的VANET路由协议以及基于轨道的VANET路由协议。尽管这些协议在车载网络节点密度较大的情况下性能良好,然而当网络节点密度较小时,它们的性能会急剧下降。此外,由于路边固定设施安装和维护的成本较高,很多依靠路边固定设施进行通信的车载网络路由协议的应用空间比较狭小。本文着眼于安全应用,提出一个名为TEAP的车载网络路由协议来解决以上提到的两个问题。TEAP协议不依赖路边固定设施,依靠迎面车辆辅助转发信息,既能够在城市道路、高速公路这样网络节点密度相对较大的场景中良好运行、降低数据传输的延迟,又能够保持在郊区、野外等网络节点密度相对较小的场景下节点间的正常通信、提高报文到达率。延迟和报文到达率都是安全应用中非常重要的尺度。为了进一步验证TEAP协议的性能,本文使用VanetMobiSim随机生成车载网络场景,利用随机生成的场景在网络模拟平台NS2环境下对TEAP协议进行了仿真实验。通过实验,与GPSR协议在城市、高速公路以及农村等场景中的比较,证明了TEAP协议在不依赖路边固定设施的情况下,能够在数据传输过程中有效降低延迟、提高报文到达率。

关键词：车载网络 VANET 路由协议 TEAP 网络模拟 NS2 VanetMobiSim