一種任務(wù)遷移方法及網(wǎng)絡(luò)控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種任務(wù)遷移方法及網(wǎng)絡(luò)控制器,所述方法包括網(wǎng)絡(luò)控制器接收設(shè)備的任務(wù)執(zhí)行請(qǐng)求,根據(jù)能耗與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量,選擇任務(wù)的服務(wù)節(jié)點(diǎn);其中,所述選擇任務(wù)的服務(wù)節(jié)點(diǎn)包括:在設(shè)備本地執(zhí)行任務(wù);遷移到網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備上合作執(zhí)行任務(wù);或者,遷移到遠(yuǎn)程的云端設(shè)備執(zhí)行任務(wù)。本發(fā)明能夠消除網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算冗余和數(shù)據(jù)傳輸冗余,以此來減少移動(dòng)設(shè)備的能耗和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量需求,達(dá)到最小化網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的平均能耗,同時(shí)控制對(duì)外的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量的目的。
【專利說明】一種任務(wù)遷移方法及網(wǎng)絡(luò)控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種任務(wù)遷移方法及網(wǎng)絡(luò)控制器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和無線通信技術(shù)的進(jìn)步,以智能手機(jī)為代表的移動(dòng)設(shè)備已經(jīng)從基 本通信工具,逐步發(fā)展為信息的獲取工具與處理平臺(tái)。移動(dòng)用戶可以通過3G、WIFI等多種 方式接入互聯(lián)網(wǎng),隨時(shí)隨地的瀏覽網(wǎng)頁、讀取電子郵件、購物、娛樂等。然而,移動(dòng)設(shè)備在CPU 處理能力、存儲(chǔ)容量等方面與固定設(shè)備仍存在一定的差距,尤其是電池續(xù)航時(shí)間,已經(jīng)成為 制約移動(dòng)應(yīng)用發(fā)展的主要瓶頸。
[0003] 解決移動(dòng)設(shè)備資源限制問題的一種有效方法是通過任務(wù)遷移技術(shù),將移動(dòng)設(shè)備的 任務(wù)遷移到資源豐富的固定設(shè)備或服務(wù)器上去執(zhí)行,為移動(dòng)設(shè)備節(jié)約能量,減少開銷,縮短 執(zhí)行延遲。2001年,A.Balasubramanian等人提出了 "網(wǎng)絡(luò)覓食"的概念,旨在將移動(dòng)設(shè)備 上的計(jì)算任務(wù)遷移到閑置的固定電腦上遠(yuǎn)程執(zhí)行,以此增強(qiáng)移動(dòng)設(shè)備計(jì)算能力的同時(shí)減少 其能耗。近年來,隨著移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了很多能耗優(yōu)化的計(jì)算遷移技術(shù)框架。 MAW和ThinkAir提供了一種方法級(jí)別的計(jì)算遷移方法,并且不需要操作系統(tǒng)任何額外的 支持。但是這種類型的計(jì)算遷移技術(shù)需要程序員訪問應(yīng)用程序的源代碼,對(duì)程序進(jìn)行人工 的劃分。Clonecloud和Cloudlet利用虛擬機(jī)技術(shù),在云端或功能強(qiáng)大的服務(wù)器上,為移動(dòng) 設(shè)備建立應(yīng)用程序執(zhí)行環(huán)境。這種類型的計(jì)算遷移技術(shù)不需要程序員對(duì)應(yīng)用程序做任何的 改動(dòng),但需要操作系統(tǒng)的支持。SociableSense是一種針對(duì)社交類型應(yīng)用程序建立的計(jì)算遷 移系統(tǒng)。COMET系統(tǒng)則實(shí)現(xiàn)了不需對(duì)源程序做任何改動(dòng)的線程級(jí)別的計(jì)算遷移,其適用性更 強(qiáng)。
[0004] 以上這些技術(shù)方案都是關(guān)注如何靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行劃分,以及如何實(shí) 現(xiàn)方法級(jí)或線程級(jí)的計(jì)算遷移。它們的目標(biāo)主要是如何通過計(jì)算遷移節(jié)約單個(gè)移動(dòng)設(shè)備的 計(jì)算能耗。
[0005] 我們注意到,雖然3G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍要高于WIFI網(wǎng)絡(luò),但直接通過3G實(shí)現(xiàn)基于 云計(jì)算的計(jì)算遷移仍然存在一些問題。3G網(wǎng)絡(luò)的帶寬相對(duì)較低,但傳輸延遲和傳輸能耗卻 高于WIFI網(wǎng)絡(luò)。另外,3G網(wǎng)絡(luò)容量(網(wǎng)絡(luò)空口)的增長速度已經(jīng)無法滿足迅速增長的移動(dòng) 互聯(lián)網(wǎng)流量需求。
[0006]S.Ha等人設(shè)計(jì)開發(fā)了基于時(shí)間的定價(jià)系統(tǒng),目的是通過在不同時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)態(tài)定 價(jià),更好的管理迅速增長的3G網(wǎng)絡(luò)流量需求。K.Lee在研究中指出,城市環(huán)境中,不借助任 何延遲傳輸策略的情況下,WIFI網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)分擔(dān)了 3G網(wǎng)絡(luò)65%的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量,并為移動(dòng)設(shè) 備節(jié)約了 55%的電池能量。他們發(fā)現(xiàn),移動(dòng)用戶平均70%的時(shí)間處在WIFI覆蓋環(huán)境中(63% 的時(shí)間為白天),一次停留的平均時(shí)間超過2個(gè)小時(shí),且離開WIFI覆蓋環(huán)境后,再次回到 WIFI覆蓋環(huán)境的時(shí)間為40分鐘。Wiffler主要通過預(yù)測(cè)WIFI的可連通性延遲傳輸數(shù)據(jù), 將更多的數(shù)據(jù)通過WIFI網(wǎng)絡(luò)傳輸,以此緩解進(jìn)一步緩解3G網(wǎng)絡(luò)的壓力。M. -H.Chen等人開 的能耗優(yōu)化的數(shù)據(jù)傳輸流系統(tǒng),允許位置相近的移動(dòng)用戶通過WIFI連接共享下載的數(shù)據(jù), 以此來減少3G網(wǎng)絡(luò)的連接需求,減少網(wǎng)絡(luò)傳輸冗余。通過以上技術(shù),我們認(rèn)識(shí)到,WIFI網(wǎng) 絡(luò)已經(jīng)被視為緩解3G網(wǎng)絡(luò)壓力的主要技術(shù)方法。
[0007] 然而,在大規(guī)模無線局域網(wǎng)(例如企業(yè)網(wǎng))中,同時(shí)在線的移動(dòng)設(shè)備數(shù)量越來越多, 大量移動(dòng)設(shè)備通過同一個(gè)接入點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)控制器訪問互聯(lián)網(wǎng),造成了嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)擁塞,導(dǎo)致 實(shí)際可用帶寬迅速降低。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)管理者,從全網(wǎng)的角度降低移動(dòng)設(shè)備的能耗,控制對(duì)外流 量已經(jīng)是一個(gè)越來越重要的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種任務(wù)遷移方法及網(wǎng)絡(luò)控制器,旨在最小化網(wǎng) 絡(luò)中設(shè)備的平均能耗,同時(shí)控制對(duì)外的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量。
[0009] 為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的一種任務(wù)遷移方法,包括:
[0010] 網(wǎng)絡(luò)控制器接收設(shè)備的任務(wù)執(zhí)行請(qǐng)求,根據(jù)能耗與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量,選擇任務(wù)的 服務(wù)節(jié)點(diǎn);
[0011] 其中,所述選擇任務(wù)的服務(wù)節(jié)點(diǎn)包括:
[0012] 在設(shè)備本地執(zhí)行任務(wù);
[0013] 遷移到網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備上合作執(zhí)行任務(wù);或者,
[0014] 遷移到遠(yuǎn)程的云端設(shè)備執(zhí)行任務(wù)。
[0015] 進(jìn)一步地,所述根據(jù)能耗與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量,選擇任務(wù)的服務(wù)節(jié)點(diǎn),包括:
【權(quán)利要求】
1. 一種任務(wù)遷移方法,包括: 網(wǎng)絡(luò)控制器接收設(shè)備的任務(wù)執(zhí)行請(qǐng)求,根據(jù)能耗與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量,選擇任務(wù)的服務(wù) 節(jié)點(diǎn); 其中,所述選擇任務(wù)的服務(wù)節(jié)點(diǎn)包括: 在設(shè)備本地執(zhí)行任務(wù); 遷移到網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備上合作執(zhí)行任務(wù);或者, 遷移到遠(yuǎn)程的云端設(shè)備執(zhí)行任務(wù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述根據(jù)能耗與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量,選擇任務(wù) 的服務(wù)節(jié)點(diǎn),包括: 根據(jù)^乂 (α/你,)- 分別計(jì)算設(shè)備本地、網(wǎng)絡(luò)中的其他 設(shè)備和遠(yuǎn)程的云端設(shè)備執(zhí)行所述任務(wù)對(duì)應(yīng)的DPPb_d ; 選擇最小DPPb_d對(duì)應(yīng)的設(shè)備作為任務(wù)的服務(wù)節(jié)點(diǎn); 其中,DPPb_d為漂移懲罰因子,V是實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)移動(dòng)設(shè)備能耗與對(duì)外互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量權(quán)衡 折衷的平衡系數(shù),G表示任務(wù),i為發(fā)送任務(wù)執(zhí)行請(qǐng)求的設(shè)備的編號(hào),h為任務(wù)編號(hào),j為設(shè) 備編號(hào),η為網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的總數(shù),6(G)為執(zhí)行任務(wù)需要的能耗,Q^t h)為設(shè)備在時(shí)糟th 的賬單長度,bi(th)為發(fā)送任務(wù)執(zhí)行請(qǐng)求的設(shè)備遷移任務(wù)后自身賬單增加的長度,CljU h)為 設(shè)備為其他設(shè)備執(zhí)行任務(wù)后自身賬單減少的長度,所述賬單長度與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量關(guān)聯(lián)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于: 根據(jù)= Σ二%(G) ·拉(O計(jì)算所述.Gqj); 其中,j = 1?η表示網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備,j = n+1表示遠(yuǎn)程的云端設(shè)備;
為發(fā)起任務(wù)執(zhí)行請(qǐng)求的設(shè)備的能耗, 巧(Cl)執(zhí)行任務(wù)的設(shè)備的能耗。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于: 根據(jù)
_計(jì)算所述其中,^表示從設(shè)備i到設(shè)備j的 傳輸功率,涔表示當(dāng)前時(shí)刻從設(shè)備i到設(shè)備j的無線鏈路上的傳輸速率,Dt表示任務(wù)的輸 入數(shù)據(jù)大小,#表示當(dāng)前時(shí)刻從設(shè)備j到設(shè)備i的無線鏈路上的傳輸速率,表示任務(wù) 的輸出數(shù)據(jù)大?。? 根據(jù)
+灼(G)計(jì)算所述其中,#表示從設(shè)備j到 設(shè)備i的傳輸功率,CACI)表示執(zhí)行任務(wù)的計(jì)算能耗。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于:
根據(jù) 計(jì)算所述其中,^為設(shè)備的處理器功率,&為設(shè)備的 (Λ-山 pc 處理器時(shí)鐘頻率,X為復(fù)雜度系數(shù)。
6. 如權(quán)利要求2?5任意之一所述的方法,其特征在于: 在選擇任務(wù)的服務(wù)節(jié)點(diǎn)后還包括: 若任務(wù)G由設(shè)備i本地執(zhí)行,則保持設(shè)備i的賬單長度不變; 若任務(wù)q由遠(yuǎn)程的云端設(shè)備執(zhí)行,則將設(shè)備i的賬單長度增WbiUh); 若任務(wù)q由網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備執(zhí)行,則將設(shè)備i的賬單長度增加 I3i (th),將執(zhí)行任務(wù)的 設(shè)備的賬單長度減少4 (th)。
7. -種網(wǎng)絡(luò)控制器,包括:接收單元和服務(wù)節(jié)點(diǎn)選擇單元,其中: 所述接收單元,用于接收設(shè)備的任務(wù)執(zhí)行請(qǐng)求; 所述服務(wù)節(jié)點(diǎn)選擇單元,用于根據(jù)能耗與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量,選擇任務(wù)的服務(wù)節(jié)點(diǎn); 其中,所述選擇任務(wù)的服務(wù)節(jié)點(diǎn)包括: 在設(shè)備本地執(zhí)行任務(wù); 遷移到網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備上合作執(zhí)行任務(wù);或者, 遷移到遠(yuǎn)程的云端設(shè)備執(zhí)行任務(wù)。
8. 如權(quán)利要求7所述的網(wǎng)絡(luò)控制器,其特征在于: 所述服務(wù)節(jié)點(diǎn)選擇單元根據(jù)能耗與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量,選擇任務(wù)的服務(wù)節(jié)點(diǎn),包括: 根據(jù)(Ο + Σ^/」九欣⑴一以以)分別計(jì)算設(shè)備本地、網(wǎng)絡(luò)中的其他 設(shè)備和遠(yuǎn)程的云端設(shè)備執(zhí)行所述任務(wù)對(duì)應(yīng)的DPPb_d ; 選擇最小DPPb_d對(duì)應(yīng)的設(shè)備作為任務(wù)的服務(wù)節(jié)點(diǎn); 其中,DPPb_d為漂移懲罰因子,V是實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)移動(dòng)設(shè)備能耗與對(duì)外互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量權(quán) 衡折衷的平衡系數(shù),G表示任務(wù),i為發(fā)送任務(wù)執(zhí)行請(qǐng)求的設(shè)備的編號(hào),h為任務(wù)編號(hào),j為 設(shè)備編號(hào),η為網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的總數(shù),C(Cl)為執(zhí)行任務(wù)需要的能耗,Q^th)為設(shè)備在時(shí)糟th 的賬單長度,bi(th)為發(fā)送任務(wù)執(zhí)行請(qǐng)求的設(shè)備遷移任務(wù)后自身賬單增加的長度,CljU h)為 設(shè)備為其他設(shè)備執(zhí)行任務(wù)后自身賬單減少的長度,所述賬單長度與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量關(guān)聯(lián)。
9. 如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)控制器,其特征在于: 所述服務(wù)節(jié)點(diǎn)選擇單元根據(jù)(0_◎(0計(jì)算所述GCl); 其中,j = 1?η表示網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備,j = η+1表示遠(yuǎn)程的云端設(shè)備;
為發(fā)起任務(wù)執(zhí)行請(qǐng)求的設(shè)備的能耗, ) 段(q)執(zhí)行任務(wù)的設(shè)備的能耗。
10. 如權(quán)利要求9所述的網(wǎng)絡(luò)控制器,其特征在于:
所述服務(wù)節(jié)點(diǎn)選擇單元根據(jù) 十算所述其中,表 Vt- h) ? Pt 示從設(shè)備i到設(shè)備j的傳輸功率,#表示當(dāng)前時(shí)刻從設(shè)備i到設(shè)備j的無線鏈路上的傳輸 速率,表示任務(wù)的輸入數(shù)據(jù)大小,#表示當(dāng)前時(shí)刻從設(shè)備j到設(shè)備i的無線鏈路上的傳 輸速率,ΑΓ表示任務(wù)的輸出數(shù)據(jù)大??;并且, JJin JYmt 根據(jù)垃(G) = P3Nf+/^jr+茍(c;,)計(jì)算所述@(€^ 5其中,<表示從設(shè)備j到 設(shè)備i的傳輸功率,盡(Cl)表示執(zhí)行任務(wù)的計(jì)算能耗。
11. 如權(quán)利要求10所述的網(wǎng)絡(luò)控制器,其特征在于: 所述服務(wù)節(jié)點(diǎn)選擇單元根據(jù)乓計(jì)算所述其中,,為設(shè)備的 Jj tV V- h), Pc 處理器功率,A為設(shè)備的處理器時(shí)鐘頻率,X為復(fù)雜度系數(shù)。
12. 如權(quán)利要求7?11任意之一所述的網(wǎng)絡(luò)控制器,其特征在于,還包括賬單單元,其 中: 所述賬單單元,用于若任務(wù)(由設(shè)備i本地執(zhí)行,則保持設(shè)備i的賬單長度不變;若任 務(wù)q由遠(yuǎn)程的云端設(shè)備執(zhí)行,則將設(shè)備i的賬單長度增加 I3i (th);若任務(wù)由網(wǎng)絡(luò)中的其 他設(shè)備執(zhí)行,則將設(shè)備i的賬單長度增加 h (th),將執(zhí)行任務(wù)的設(shè)備的賬單長度減少4 (th)。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK104519106SQ201310465524
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】崔勇, 宋健, 徐鑫, 王文東, 周娜, 沈岷 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司