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面向移动边缘的组合服务选择及优化

计算机学报 2022年第1期45卷 82-97页

作者：陈昊崴邓水光赵海亮尹建伟浙江大学计算机科学与技术学院杭州310027

移动边缘计算作为新型的计算范式,为降低网络延迟、能耗开销提供了新的思路.其将中心云的强大算力下沉至网络边缘,使得用户能够将计算任务卸载至物理位置更近的边缘服务器执行,从而节省经由核心网的时延与能耗开销.然而,由于移动边缘计... 详细信息

移动边缘计算作为新型的计算范式,为降低网络延迟、能耗开销提供了新的思路.其将中心云的强大算力下沉至网络边缘,使得用户能够将计算任务卸载至物理位置更近的边缘服务器执行,从而节省经由核心网的时延与能耗开销.然而,由于移动边缘计算技术通常受到计算资源、网络传输带宽、设备电量等因素的制约,如何在有限的资源中获取最大的利用率成为亟待解决的难题.此外,复杂的网络服务可以被抽象为由若干个子服务按照一定拓扑结构组成的组合服务,然而紊乱多变的移动网络环境为用户策略赋予了时空特性、决策耦合、边缘节点异构以及计算复杂度高的特性,使得传统的基于QoS(Quality of Service)的算法不再适用.本文建立由异构边缘节点以及装配有能量收集组件的移动设备组成的移动边缘系统,基于李雅普诺夫优化以及马尔科夫近似提出一种多项式计算复杂度的分布式算法,提出CSS(Composite Service Selection)框架,旨在联合优化服务选择策略以及能量存储策略,以此最小化整体组合服务请求的总体响应时间,并将设备电量稳定在一个可靠的水平.本文选取四种基准算法,实验结果表明CSS框架具备更加良好的性能,在时延上优于其他算法7.76%~28.88%,并能够最快实现电量稳定.随着场景规模的扩大,CSS将体现更优的性能.

关键词：移动边缘计算服务组合服务选择李雅普诺夫优化马尔科夫近似

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基于区块链的新型云制造服务选择方法

计算机集成制造系统 2023年第3期29卷 707-718页

作者：孟柯吴志勇黄双喜王忠杰燕秀坤孙亦珑山东理工大学计算机科学与技术学院山东淄博255000 清华大学自动化系北京100084 哈尔滨工业大学计算学部黑龙江哈尔滨150001

云制造模式下,随着海量制造资源的云化和用户需求的爆炸式增长,传统云制造平台在服务选择环节出现了计算能力不足、实时数据缺乏及数据安全难以保证等问题。为解决上述问题,提出一种基于区块链的新型云制造服务选择方法。该方法结合主... 详细信息

云制造模式下,随着海量制造资源的云化和用户需求的爆炸式增长,传统云制造平台在服务选择环节出现了计算能力不足、实时数据缺乏及数据安全难以保证等问题。为解决上述问题,提出一种基于区块链的新型云制造服务选择方法。该方法结合主客观权重分析技术设计分布式云制造服务选择模型,实现算力源的转移和去中心化,解决计算能力不足的问题;提出基于结果证明机制的双链区块链数据存储模型,保证云制造过程中不同时间段产生的合约数据和交付数据的实时性和安全性。实验结果表明,该方法能够同时提高云制造服务选择的速度和质量,并实现云制造数据实时且安全的存储,从而大幅提升生产制造效率。

关键词：云制造区块链服务选择服务质量主客观权重

多边缘服务器协作环境下基于时延感知的服务选择算法

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南京师大学报（自然科学版） 2022年第2期45卷 126-135页

作者：谢娜谭文安孙勇赵璐黄黎南京航空航天大学计算机科学与技术学院江苏南京211106 上海第二工业大学计算机与信息工程学院上海201209 南京师范大学地理科学学院江苏南京210023 江苏开放大学信息与机电工程学院江苏南京210017

移动边缘计算可为用户提供低时延的服务.然而,随着用户的需求变得日益复杂多样,单个边缘服务器难以满足其需求.因此,多边缘服务器协作环境下的服务选择问题成为服务计算领域的热点难题.本文首先将该问题建模成带约束的最优化问题,然后... 详细信息

移动边缘计算可为用户提供低时延的服务.然而,随着用户的需求变得日益复杂多样,单个边缘服务器难以满足其需求.因此,多边缘服务器协作环境下的服务选择问题成为服务计算领域的热点难题.本文首先将该问题建模成带约束的最优化问题,然后提出了一种启发式的服务选择算法-LLMES算法.该算法是在边缘服务器网络中根据迪杰斯特拉算法求解当前本地服务器的邻居节点作为候选服务器,并基于低时延多有效服务的贪心选择策略选择为用户提供有效服务最多且时延最小的服务器作为当前最优服务器.从而选择出一组相互协作的边缘服务器集合共同为用户提供服务,即选中一组满足用户需求的服务.最后,实验结果表明本文提出的LLMES算法性能明显优于其他3种具有代表性的算法.

关键词：移动边缘计算启发式算法时延感知服务选择

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云边结合环境下的移动服务选择研究

云边结合环境下的移动服务选择研究

作者：燕秀坤山东理工大学

学位级别：硕士

边缘服务是在靠近用户或数据源的地方提供计算、存储和网络等云计算功能的一种技术架构,与传统云计算相比,边缘计算提供的服务具有高速率、低时延等优势,部署在移动用户附近的边缘服务器上的服务可提供低延迟和高可扩展性的计算能力,这... 详细信息

边缘服务是在靠近用户或数据源的地方提供计算、存储和网络等云计算功能的一种技术架构,与传统云计算相比,边缘计算提供的服务具有高速率、低时延等优势,部署在移动用户附近的边缘服务器上的服务可提供低延迟和高可扩展性的计算能力,这使得边缘服务成为5G的关键技术。然而,边缘服务器的数量、计算能力以及部署在边缘服务器上服务的数量是有限的,而且单个服务很难满足复杂的用户请求。因此,研究人员提出将边缘计算与云计算相结合,并将服务组合。通常,随着云计算和边缘计算环境中服务数量的不断增加以及用户移动性的增强,选择合适的服务来满足复杂的移动的用户请求成为一个关键问题。如何选择合适的云服务和边缘服务,以较低的响应时间和成本满足移动用户复杂的需求是一个多项式复杂程度的非确定性问题。为此,本文针对云边结合环境中的移动服务选择问题进行研究,主要内容为:(1)研究并实现云和边缘环境中的移动服务选择模型。在移动过程中实现上传请求、在云服务器和边缘服务器之间选择服务和结果下载。使用合适的移动路径模型定位用户位置,对用户移动性和服务组合模式建模,针对服务质量提出一种新的应用于服务选择的适应度函数,计算总体响应时间和成本。(2)提出一种云和边缘计算环境中基于Skyline和飞蛾扑火优化算法相结合的移动的服务选择方法。利用Skyline算法对候选服务进行预处理,过滤质量较差的服务,设计实现基于Skyline的飞蛾扑火优化算法,选择合适的边缘服务和云服务来满足用户需求。(3)提出一种基于综合服务质量与改进飞蛾扑火优化算法相融合的方法。使用序关系法记录用户偏好计算服务的主观权重,使用变异系数法计算服务的客观服务质量,将服务不同属性的主客观权重相结合计算综合服务质量;其次,通过差分进化算法对飞蛾扑火优化算法进行改进,在满足功能性需求的前提下选择出具有最好综合服务质量的服务集合。综上所述,本文将服务选择算法优化与云和边缘计算相结合,在移动状态中感知服务质量,提高用户满意度。实验结果表明,本文提出的方法提高了算法查询效率,降低了服务使用成本,为服务质量感知的服务选择在云和边缘计算中的实际应用提供了借鉴方案。

关键词：服务选择服务质量云计算边缘计算飞蛾扑火优化算法

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基于区块链的云制造服务选择技术研究

基于区块链的云制造服务选择技术研究

作者：孟柯山东理工大学

学位级别：硕士

近年来,云制造给制造业带来机遇的同时,也带来了些许挑战。云制造模式下,随着海量制造资源的云化和用户需求的爆炸式增长,越来越多的云制造服务和制造任务发布在云制造平台上,对平台的安全性和制造效率要求越来越高。区块链具有高安全... 详细信息

近年来,云制造给制造业带来机遇的同时,也带来了些许挑战。云制造模式下,随着海量制造资源的云化和用户需求的爆炸式增长,越来越多的云制造服务和制造任务发布在云制造平台上,对平台的安全性和制造效率要求越来越高。区块链具有高安全性、不可篡改性及分布式等特性,将区块链技术融入云制造以实现云制造效率的提升和功能的扩展已成为云制造领域的重要研究内容。然而,当前基于区块链的云制造相关方面的研究大多针对云制造平台的信任机制优化和安全性能提升,而对于云制造效率提升、综合评价、数据存储等问题研究较少。为此本文基于区块链技术对传统云制造服务选择过程的方法、评估、存储和共识展开研究,主要研究内容如下:(1)基于区块链技术,提出一种去中心化的云制造服务选择方法。以区块链作为基础组件分别对云制造服务选择框架和流程进行设计,将云制造服务的选择过程从中心服务器集群转移至区块链网络中的计算节点,以实现算力源的分散化,加快云制造服务选择速度,同时降低云制造服务选择平台的硬件要求。(2)基于主客观权重分析技术和节点信誉度分析策略,针对云制造服务选择结果,提出一种综合评价方法。首先,基于用户的主观偏好和云制造服务的服务质量属性值对云制造服务进行主客观分析。其次,根据区块链网络中节点的行为,计算节点信誉度,并将信誉度以一定比例加入到云制造服务选择结果的综合评价中。最后,采用该综合评价方法验证本文所提技术寻优能力的提升。验证结果表明,基于区块链的云制造服务选择技术选择结果的质量远优于传统云制造服务选择技术。(3)针对云制造服务选择过程中关键数据的存储问题,提出一种三链区块链数据存储模型,解决合约数据、交付数据和信誉度数据由于存储时间维度不同而无法共同存储的问题。此外,采用缩小共识节点集群和简化一致性协议的策略对合约区块共识过程中的实用拜占庭容错(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT)算法进行改进,以适用于基于区块链的云制造服务选择技术,同时大幅提高共识效率,减小通信代价。本文基于区块链对传统云制造服务选择技术从多角度进行改进,以应对由于数据激增和数据孤岛导致的算力不足、实时数据缺乏等问题。经验证分析,该技术在加快云制造服务选择速度的同时能够提升选择结果的质量,保证云制造服务选择过程中关键数据存储的安全性、实时性和透明性,显著降低该过程的通信代价,提升用户体验。

关键词：云制造区块链服务质量服务选择 PBFT

移动边缘计算环境下基于改进海鸥优化算法的服务选择方法研究

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移动边缘计算环境下基于改进海鸥优化算法的服务选择方法研究

作者：于飞龙山东理工大学

学位级别：硕士

5G时代的到来为当今的算法带来了更多的挑战,同时也带来了更多的机遇。移动边缘计算作为未来5G时代的一种主流架构,可以为用户提供丰富的体验并节省带宽资源,同时,通过将计算能力下沉到移动边缘节点,有效的减缓了云服务器的计算压力,降... 详细信息

5G时代的到来为当今的算法带来了更多的挑战,同时也带来了更多的机遇。移动边缘计算作为未来5G时代的一种主流架构,可以为用户提供丰富的体验并节省带宽资源,同时,通过将计算能力下沉到移动边缘节点,有效的减缓了云服务器的计算压力,降低计算中心的时延和能量消耗。然而,用户提出的需求日益复杂,单一的服务实现的功能有限,已经不能满足用户的需求,用户的移动性和边缘服务器上资源的有限性都对任务处理带来挑战。因此,能否从众多候选服务中选择出符合用户需求的服务是解决问题的关键。为此,本文针对移动边缘计算环境中的服务选择问题进行研究,主要研究内容为:(1)研究并提出一种在边缘计算环境中的移动服务选择模型。在用户移动过程中,用户通过移动设备发送请求,云服务器和边缘服务器根据任务请求选择合适的服务,并最终将结果返回给用户,整个过程中使用合适的移动模型来定位用户的位置,并判断用户整个过程中是否处于同一基站的信号范围内。(2)提出一种将模拟退火算法和海鸥优化算法相结合的改进算法来解决移动的服务选择问题。通过海鸥优化算法找到当前迭代中海鸥的最优位置,再通过模拟退火算法在当前位置周围搜索更优位置,以此来使得算法整体的寻优能力更强,以便于更好的解决用户提出的任务。(3)根据服务属性建立一种应用于服务选择之间的适应度函数,计算服务所产生的消耗。每个服务拥有各自的服务质量属性,在面对多个任务时,通过提出的适应度函数,计算不同候选服务组成的解决方案对应的适应度值,以此来确定当前所找到的最优值是否是全局最优值,实验证明,本文提出的模拟退火算法和海鸥优化算法结合的改进算法可以更快速的找到全局最优解,提高整体效率。综上,本文通过将两种优化算法相结合,在用户移动过程中选择最优解决方案返回给用户,提高用户满意度,本文使用大量候选服务以及不同任务数量进行实验分析,并与其他多个进化算法进行对比,结果表明,提出的算法能够更加高效的从众多候选服务中选择出最优的服务,不仅拥有较好的寻优能力,而且提高了算法的收敛速度,为解决实际应用中用户请求打下了基础。

关键词：移动边缘计算云计算海鸥优化算法服务选择

基于不完整QoS的区间型Skyline服务选择方法研究

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基于不完整QoS的区间型Skyline服务选择方法研究

作者：张健航哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

由于云计算等技术的普及,Web服务数目也在不断地增长,许多Web服务提供相似的功能,用户该如何从它们中选择也成了一个难题。服务质量(Quality of Service,QoS)就成为服务选择的关键因素。一个服务的服务质量包括多个方面,如可靠性、可用... 详细信息

由于云计算等技术的普及,Web服务数目也在不断地增长,许多Web服务提供相似的功能,用户该如何从它们中选择也成了一个难题。服务质量(Quality of Service,QoS)就成为服务选择的关键因素。一个服务的服务质量包括多个方面,如可靠性、可用性、吞吐率等。目前,在许多基于QoS的服务选择方法中,都采用了Skyline查询来提高效率和选择的正确性。然而,现有的Skyline服务选择方法大都是在完全(complete)QoS的基础上实现的,当某些服务的QoS值丢失或无效时,直接使用这些方法将无法完成服务选择。并且,一个服务的QoS属性可能有多个值,即QoS具有不确定性。同时,由于数据规模的增长,数据的完整性也成为了Web服务数据收集分析时的关键问题。于是,如何根据不完整的QoS在大量Web服务中为用户提供选择就成为了一个重要的研究方向。为此,我们提出了基于不完全QoS的Skyline服务选择方法,称为区间型Skyline服务选择(Interval Skyline Service Selection,以下简称为ISkySel)。该方法为解决QoS缺失问题,先利用多重填补的方法将空缺QoS进行区间值填补,然后在区间QoS上,利用全概率公式和条件概率公式,并结合对应的概率分布定义了区间之间的比较概率,进而定义了服务之间的支配概率,以计算各个服务在Skyline中的概率。最后基于服务的Skyline概率,ISkySel对所有候选服务进行排序,并选择前top-k个服务作为最后的Skyline结果,为用户进行推荐。此外,为解决服务的Skyline概率计算复杂度高的问题,ISkySel采用剪枝策略和排序技术以加速不完全QoS下的概率Skyline计算。在仿真数据集和真实数据集上的实验表明,ISkySel可以高效地选择不完全QoS下的Skyline服务,同时与最先进的服务选择方法相比,ISkySel的选择具有更高的准确性。

关键词：服务选择不完整QoS 概率Skyline 区间填补

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面向云服务提供商的服务选择方法研究

通信学报 2012年第9期33卷 66-76页

作者：张云勇李素粉吴俊房秉毅中国联通研究院北京100048 北京邮电大学经济管理学院北京100876

从云服务提供商角度出发,为提高服务选择的有效性,首先对服务选择流程进行分析,提出面向云服务提供商的服务选择思路,设计服务选择具体流程。进而从服务提供商角度出发,分析影响服务选择结果的主要因素,建立基于用户需求偏好和服务资源... 详细信息

从云服务提供商角度出发,为提高服务选择的有效性,首先对服务选择流程进行分析,提出面向云服务提供商的服务选择思路,设计服务选择具体流程。进而从服务提供商角度出发,分析影响服务选择结果的主要因素,建立基于用户需求偏好和服务资源调度的服务选择数学模型,设计智能算法进行求解。最后进行算例分析,实验结果验证了该方法的可行性和有效性。

关键词：云计算服务选择服务质量服务调度

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信任能否促进农户选择病虫害统一防治服务?

中国农村观察 2022年第4期 115-133页

作者：王全忠田中宝潘锦云周宏安庆师范大学经济与管理学院南京农业大学经济管理学院

病虫害统一防治服务供给过程中的农户信任是一个易被忽略的现实问题。本文使用2019年苏皖两省891户农户调查数据,实证分析了信任对农户病虫害统一防治服务选择的影响。研究发现:农户对服务供给主体的信任程度,显著地影响农户的病虫害统... 详细信息

病虫害统一防治服务供给过程中的农户信任是一个易被忽略的现实问题。本文使用2019年苏皖两省891户农户调查数据,实证分析了信任对农户病虫害统一防治服务选择的影响。研究发现:农户对服务供给主体的信任程度,显著地影响农户的病虫害统一防治服务采纳行为和具体技术选择,并且这种信任机制表现出较强的对本地熟人社会关系和“政治或职业身份”属性的偏好。作为信任的补充手段之一,签订防治服务合同会显著提升农户选择病虫害统一防治服务的概率,这反映出农户对统一防治服务供给主体的信任偏好从看重农村熟人社会关系转向看重契约的重要变化。另外,农业灾害保险在信任对农户病虫害统一防治服务选择的影响中具有调节效应,能够促进农户选择统一防治服务。农户防治服务选择行为中的人际信任与合同签订表现出一种互补而非替代关系,这类似于农户为统一防治服务选择配上“双保险”。据此,未来应加强本地化的病虫害统一防治服务供给主体的培育,同时强化这类服务合同的执行力度,规范病虫害防治服务行业的进入门槛与从业资质,以期降低农业社会化服务供需匹配中由信任问题导致的效率损失。

关键词：病虫害统一防治服务选择信任服务合同农业灾害保险