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cloudlet环境下基于用户能耗优化的任务迁移机制研究

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Cloudlet环境下基于用户能耗优化的任务迁移机制研究

作者：石子倩华中科技大学

学位级别：硕士

随着移动应用数据的井喷式增长,移动设备端能耗问题日益突出,通过将移动设备端任务迁移到附近的cloudlet上执行可以有效节省终端能耗。但在真实应用场景中,cloudlet与用户之间的连接具有间断性。现有考虑间断性连接的研究中,将任务迁移... 详细信息

随着移动应用数据的井喷式增长,移动设备端能耗问题日益突出,通过将移动设备端任务迁移到附近的cloudlet上执行可以有效节省终端能耗。但在真实应用场景中,cloudlet与用户之间的连接具有间断性。现有考虑间断性连接的研究中,将任务迁移到cloudlet端执行与本地执行相比只有10%的能耗可以被节省,这表明在考虑间断性连接的真实任务迁移场景中还有较高的节能空间尚未被发掘。针对真实应用场景中的间断性连接问题提出高效节能的任务迁移算法对节省移动设备端能耗具有重要的理论意义与现实意义。高效节能的任务迁移算法针对二维空间中用户移动随机性、cloudlet分布随机性和资源局限性导致的cloudlet与用户之间连接的间断性展开研究,在用户可容忍延迟时间内,以最小化移动设备端能耗为目标,动态地决策任务迁移与否。首先,对基于概率的任务迁移策略进行了可行性分析。其次,以cloudlet资源局限性为约束提出了基于半马尔科夫过程的cloudlet接入机制,计算出了cloudlet拒绝用户接入请求的概率,使用户能够最大化利用cloudlet端资源。接着,基于用户移动随机性推导出了任务迁移成功概率。基于全局预测计算出了用户移动过程中可迁移到cloudlet端执行的任务数量,并进一步推导出了移动设备端最优CPU运行频率。最后,提出了基于概率的动态任务迁移算法ETOA,在用户移动过程中通过比较任务迁移成功概率与阈值概率动态地决策任务迁移与否,以达到最小化移动设备端能耗的目的。测试结果表明,基于半马尔科夫过程的cloudlet接入机制使得cloudlet端的资源利用率始终保持在93%以上,满足了移动用户端的资源需求。且实验数据同时表明,任务迁移算法ETOA能在保证任务完成率的基础上有效节省能耗,对比其它算法能够节省高达50.5%的能耗。

关键词： cloudlet 任务迁移动态频率调节能耗优化随机理论

基于cloudlet电子政务Web服务安全和信任模型设计

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信息技术 2021年第8期45卷 64-69页

作者：张华中共陕西省委党校陕西行政学院西安710068

提出了一种基于cloudlet的安全信任模型,以通过利用云计算基础架构来保证Web服务之间的安全通信。该模型解决了Web服务使用者通过由政府机构控制的受信任第三方与电子政务Web服务进行通信时出现的问题。cloudlet通过Web服务使用者的反... 详细信息

提出了一种基于cloudlet的安全信任模型,以通过利用云计算基础架构来保证Web服务之间的安全通信。该模型解决了Web服务使用者通过由政府机构控制的受信任第三方与电子政务Web服务进行通信时出现的问题。cloudlet通过Web服务使用者的反馈来度量Web服务提供者的可信度和已发布策略的一致性。与数据链系统密钥管理模型(TPM)相比,提出的安全信任模型加密时间短且吞吐量较好,具有较好的实际应用价值。

关键词： Web服务信任模型 cloudlet 电子政务

一个移动云环境下的多cloudlet联合调度框架

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现代计算机 2017年第6期23卷 31-34页

作者：郝赟四川大学计算机学院成都610065

越来越多的移动应用是计算密集型任务,这对移动设备的处理能力和续航提出挑战。将移动任务分流到位于移动用户附近的cloudlet执行是一个高效的选择。基于常见的移动云环境下的计算模式,提出一个多cloudlet联合调度系统架构,充分地利用... 详细信息

越来越多的移动应用是计算密集型任务,这对移动设备的处理能力和续航提出挑战。将移动任务分流到位于移动用户附近的cloudlet执行是一个高效的选择。基于常见的移动云环境下的计算模式,提出一个多cloudlet联合调度系统架构,充分地利用云端无限资源的优势以及移动设备附近的闲置资源,以最大限度地解决移动终端任务处理的能耗和响应时间问题。进一步地,本文在该架构的基础上,提出一个多cloudlet两极联合调度框架,通过联合各层的调度优势,以达到对整个系统整体调度性能优化。

关键词： cloudlet 移动云计算计算模式联合调度框架

Invited Paper: The Audacity of Fiber-Wireless(FiWi) Networks: Revisited for Clouds and cloudlets

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China Communications 2015年第8期12卷 33-45页

作者： Martin Maier Bhaskar Prasad Rimal Optical Zeitgeist Laboratory

There is a growing awareness among industry players of reaping the benefits of mobile-cloud convergence by extending today's unmodified cloud to a decentralized two-level cloud-cloudlet architecture based on emerging mobile-edge computing(MEC) capabilities. In light of future 5G mobile networks moving toward decentralization based on cloudlets, intelligent base stations, and MEC, the inherent distributed processing and storage capabilities of radio-and-fiber(R&F) networks may be exploited for new applications, e.g., cognitive assistance, augmented reality, or cloud robotics. In this paper, we first revisit fiber-wireless(Fi Wi) networks in the context of conventional clouds and emerging cloudlets, thereby highlighting the limitations of conventional radio-overfiber(Ro F) networks such as China Mobile's centralized cloud radio access network(C-RAN) to meet the aforementioned trends. Furthermore, we pay close attention to the specific design challenges of data center networks and revisit our switchless arrayedwaveguide grating(AWG) based network with efficient support of east-west flows and enhanced scalability.

关键词： cloudlet computation offloading east-west flows intelligent base station mobile-cloud convergence mobile dataoffloading mobile-edge computing (MEC) scalability

Edge Computing Based Applications in Vehicular Environments:Comparative Study and Main Issues

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Journal of Computer Science & Technology 2019年第4期34卷 869-886页

作者： Leo Mendiboure Mohamed-Aymen Chalouf Francine Krief LaBRI Laboratory University of BordeauxTalence 33400France IRISA Laboratory University of Rennes 1Lannion 22300France LaBRI Laboratory Bordeaux INPTalence 33400France

Despite the expanded efforts,the vehicular ad-hoc networks(VANETs)are still facing many challenges such as network performances,network scalability and *** solutions have been proposed to overcome these obstacles,and the edge computing,an extension of the cloud computing,is one of *** edge computing,communication,storage and computational capabilities are brought closer to end *** could offer many benefits to the global vehicular network including,for example,lower latency,network off-loading and context-awareness(location,environment factors,etc.).Different approaches of edge computing have been developed:mobile edge computing(MEC),fog computing(FC)and cloudlet are the main *** introducing the vehicular environment background,this paper aims to study and compare these different *** that purpose their main features are compared and the state-of-the-art applications in VANETs are *** addition,MEC,FC,and cloudlet are classified and their suitability level is debated for different types of vehicular ***,some challenges and future research directions in the fields of edge computing and VANETs are discussed.

关键词： cloud computing edge computing fog computing cloudlet vehicular network

Fuzzy Firefly Based Intelligent Algorithm for Load Balancing inMobile Cloud Computing

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Computers, Materials & Continua 2023年第1期74卷 1783-1799页

作者： Poonam Suman Sangwan CSE Department Deenbandhu Chhotu Ram University of Science and TechnologyMurthal131039SonepatIndia

This paper presents a novel fuzzy firefly-based intelligent algorithm for load balancing in mobile cloud computing while reducing *** proposed technique implicitly acts intelligently by using inherent traits of fuzzy and *** automatically adjusts its behavior or converges depending on the information gathered during the search process and objective *** works for 3-tier architecture,including cloudlet and public *** cloudlets have limited resources,fuzzy logic is used for cloudlet selection using capacity and waiting time as *** provides human-like decisions without using any mathematical *** is a powerful meta-heuristic optimization technique to balance diversification and solution *** balances the load on cloud and cloudlet while minimizing makespan and execution ***,it may trap in local optimum;levy flight can handle *** of fuzzy fireflywith levy flight is a novel technique that provides reduced makespan,execution time,and Degree of imbalance while balancing the *** has been carried out on the Cloud Analyst platform with National Aeronautics and Space Administration(NASA)and Clarknet *** show that the proposed algorithm outperforms Ant Colony Optimization Queue Decision Maker(ACOQDM),Distributed Scheduling Optimization Algorithm(DSOA),andUtility-based Firefly Algorithm(UFA)when compared in terms of makespan,Degree of imbalance,and Figure of Merit.

关键词： Cloud computing cloudlet mobile cloud computing fuzzy firefly load balancing makespan degree of imbalance

车联网移动云通信网络系统的设计与关键技术研究

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车联网移动云通信网络系统的设计与关键技术研究

作者：夏文龙广东工业大学

学位级别：硕士

车联网具有典型的物联网体系架构,是物联网技术在智能交通领域的具体应用。建立高效的“人—车—路”车联网信息协同通信平台,可达到改善交通安全、减轻交通拥堵、减少空气污染、增强驾驶舒适性的目的。近年来,尽管信息科技发展迅速,但... 详细信息

车联网具有典型的物联网体系架构,是物联网技术在智能交通领域的具体应用。建立高效的“人—车—路”车联网信息协同通信平台,可达到改善交通安全、减轻交通拥堵、减少空气污染、增强驾驶舒适性的目的。近年来,尽管信息科技发展迅速,但一些巨大挑战仍阻碍着车联网的发展。一方面,车辆终端因其有限的资源,包括计算资源、存储资源和带宽资源,导致低效的数据处理能力,难以支持车载多媒体应用、车载社交网络和基于位置的服务。另一方面,智能交通系统包含海量数据,海量数据采集和实时分析对当前ITS系统提出了挑战。云计算是近年来发展起来的一种新的计算形态,体现了一种全新概念的信息服务模式,它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上,使用户能够按需动态获取计算能力、存储空间和信息服务。随着移动互联网的发展,移动云计算(Mobile Cloud Computing, MCC)的发展如火如荼,该技术有效克服移动终端资源受限的缺陷,使得用户可以不受移动设备局限而随时随地享用网络服务。通信与计算的融合发展是未来通信业和计算业的发展方向,车联网是分布式系统,将车联网系统的资源整合统一可以为ITS系统提供强大的资源处理能力,提高资源的利用率,降低设施成本。同时,在快速移动车载环境中,通信与计算的融合克服移动终端资源受限的缺点,改善人们获取计算能力的使用体验。本文将车联网、云计算和移动云计算的最新发展相结合,设计基于cloudlet(微云)的车联网移动云系统,重点研究车联网移动云系统的中心云—路侧云—车载云三级网络结构,构建车联网移动云系统的技术体系,探索基于车联网移动云的新型应用,最后研究车联网移动云的关键技术,主要包括：车联网信息发布系统技术、一种基于博弈论模型的资源管理方案、车联网移动云的VM (Virtual Machine,虚拟机)迁移模式、以及在VM迁移过程中降低服务中断率的资源预留技术。本文的研究成果在建立我国自主知识产权的车联网云体系架构、促进移动云计算与智能交通交叉领域发展、提升智能交通服务水平等方面均有重要意义。

关键词：车联网移动云计算 cloudlet VM动态迁移信息发布系统

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移动云计算多媒体服务技术研究

移动云计算多媒体服务技术研究

作者：周挺北京邮电大学

学位级别：硕士

近年来,移动互联网迎来了爆发式的增长,移动设备的普及,4G以及WIFI网络的广泛覆盖使得多媒体服务变得更加便捷,用户可以随时随地通过移动设备获取多媒体服务。移动设备自身资源不足、多媒体服务的服务质量较差等问题也日益凸显。移动云... 详细信息

近年来,移动互联网迎来了爆发式的增长,移动设备的普及,4G以及WIFI网络的广泛覆盖使得多媒体服务变得更加便捷,用户可以随时随地通过移动设备获取多媒体服务。移动设备自身资源不足、多媒体服务的服务质量较差等问题也日益凸显。移动云计算的出现有效地解决了移动设备资源不足的问题,但移动云计算自身存在着高延迟的问题,cloudlet作为移动云计算的实现模式有效地解决了高延迟问题,同时保留了移动云计算的优势。新闻推荐服务作为典型的多媒体服务是当前互联网上最流行的服务之一,新闻推荐服务存在着对新闻内容特征和用户兴趣特征描述不准确的问题,本文将重点研究新闻推荐服务的相关技术,并提出相应的解决方案。本文的主要工作包括：1.基于cloudlet和新闻推荐服务,设计了一套基于cloudlet的新闻推荐系统,旨在利用cloudlet提高新闻推荐系统的时间性能。2.针对引入cloudlet的新闻推荐服务流程设计了一种基于布隆过滤器的新闻查询与推荐算法,降低新闻加载时间,进一步提高系统的时间性能。3.针对传统的新闻个性化推荐算法对新闻特征和用户特征描述不准确的问题设计了一种改进的基于潜在狄利克雷分布(Latent Dirichlet Allocation, LDA)的随机森林新闻文本分类算法,将该算法计算得到的新闻特征作为用户兴趣特征建模的基础,以此设计了系统的推荐方案。同时该算法能较好地平衡算法分类精确性和时间开销,能够适应大规模的新闻文本分类任务。本文给出了完整的系统构架设计、推荐流程以及系统各个功能模块的实现。在最后通过实验测试验证了本文所设计的算法和系统推荐方案显著的提升了新闻推荐系统的性能。

关键词：移动云计算 cloudlet 新闻推荐服务布隆过滤器潜在狄利克雷分布随机森林

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移动云环境下基于属性解密的外包技术研究

移动云环境下基于属性解密的外包技术研究

作者：贾红西安电子科技大学

学位级别：硕士

移动云计算的发展将终端移动设备与云端的海量数据资源和服务平台关联在一起让人们更加接近互联网数据。更多的用户正选择将数据外包存储到云端,但云服务器未必是可信的,而且数据的聚集对云服务器也带来了广泛而集中的攻击,因此对云端... 详细信息

移动云计算的发展将终端移动设备与云端的海量数据资源和服务平台关联在一起让人们更加接近互联网数据。更多的用户正选择将数据外包存储到云端,但云服务器未必是可信的,而且数据的聚集对云服务器也带来了广泛而集中的攻击,因此对云端安全的存储能力提出了需求和挑战。与此同时,对存储到云服务器上的数据为达到共享数据的目的也需要提供有权限的访问控制策略。现今研究的基于属性的加密协议可同时对上述两个需求需求提供解决方案,通过对外包数据进行基于属性的加密可以防范恶意服务器和敌手的攻击,同时将访问策略与密文(或密钥)相结合达到合理授权和对访问者施行限制的目的。随着移动设备的更新换代云端的服务不再只局限于在PC机上使用。目前有三种移动云计算的发展方式,即将移动端当作云的客户端、移动端自组织形成对等的网络给云端提供资源,以及移动端借助本地端多核的cloudlet与云端进行交互。第三种是本文主要研究的。因为数据经过基于属性的加密处理后存储到云端的这个过程中涉及到大量的双线性对计算,移动用户所拥有的计算资源有限是无法独立进行计算的,而且资源受限的移动用户要通过多次跳转才能与云服务器进行连接,用户要得到共享数据的解密结果就要与服务器进行交互,这必然会造成时间上的延迟。综合上述的考虑,本文主要的内容是借助cloudlet来构建一个高效并安全的外包解密系统。文中针对基于属性的CP-ABE和KP-ABE方案借助装有虚拟机的cloudlet构建对应的具有较强实用性的解密外包系统,减少移动端在解密过程中的计算量,并从安全性和效率方面对方案做出了分析。

关键词：移动云计算访问控制属性加/解密 cloudlet