تخليه بار در اينترنت اشيا با در نظر گرفتن همكاري بين نودهاي مه

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

كامپيوتر

دكتري

امروزه تعداد اشيا و دستگاه¬هاي متصل به اينترنت، به طور روز افزون در حال افزايش است. در اين شرايط اتصال دستگاه‌هاي هوشمند، الگوي جديدي با نام اينترنت اشيا را پديد آورده است. در اينترنت اشيا، به دليل حجم بالاي داده‌هاي توليدي، بستر ابر به تنهايي نمي‌تواند پاسخگوي داده‌هاي توليدي جهت پردازش باشد. بدين منظور محاسبات مه به عنوان مكملي در كنار محاسبات ابري بكار گرفته شده است. يكي از مسائل مهم در حوزه محاسبات مه، ‌تصميم‌گيري در ميزان واگذاري بار به سمت ابر است. در اين رساله در گام اول به منظور ‌تصميم‌گيري در حوزه واگذاري بار يك مسئله بهينه‌سازي چند هدفه با در نظرگيري همكاري بين نودهاي مه در پردازش بار ورودي مدل‌سازي و ارائه شده است. اين ‌تصميم‌گيري بر اساس كمينه‌سازي سه تابع هدف زمان پاسخ، هزينه انرژي و هزينه اجاره منابع پردازشي ابر انجام مي‌گيرد. سپس با بكار‌گيري روش‌ مجموع وزن‌دار، مسئله بهينه‌سازي چند هدفه به يك مسئله بهينه‌سازي تك هدفه تبديل شده است. در ادامه مسئله ارائه شده با استفاده از الگوريتم پيشنهادي توزيع‌شده ADMM حل گرديده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد همكاري بين نودهاي مه منجر به برقراري يك توازن بين زمان پاسخ، هزينه انرژي در نود مه و هزينه اجاره منابع پردازشي ابر مي‌گردد. از طرف ديگر، با توجه به كاهش زمان پاسخ، به دليل پردازش بار بيشتر در لايه مه، هزينه انرژي در اين لايه به يك چالش در اينترنت اشيا تبديل شده است. بدين جهت در گام دوم، نودهاي مه داراي قابليت انرژي‌هاي تجديدپذير‌ در كنار انرژي تجديد ناپذير مي‌باشند. از آنجا كه توليد انرژي‌هاي تجديدپذير به شرايط آب و هوايي وابستگي دارد، توليد اين انرژي در نودهاي مه تصادفي خواهد بود. در اين رساله، نودهاي مه با يكديگر جهت پردازش داده‌هاي توليدي همكاري مي‌نمايند و مي‌توانند بخشي از بار را به نودهاي ابر جهت پردازش ارسال مي‌نمايند. با توجه به تفاوت هزينه اجاره منابع ابري مختلف، نودهاي مه بايد بتوانند با در نظرگيري محدوديت پهناي باند هر يك از منابع ابري، تصميم بگيرند بار خود را به چه ابري ارسال نمايند. به منظور ‌تصميم‌گيري در پردازش بار ورودي در نودهاي مه و ابر، در اين رساله يك مسئله ‌بهينه‌سازي چندهدفه با هدف كمينه‌سازي زمان پاسخ، هزينه انرژي و هزينه اجاره منابع ابري مدل‌سازي و ارائه شده است. در ادامه مسئله ارائه شده با استفاده از روش پيشنهادي SADMM حل گرديده است. نتايج نشان مي‌دهد، الگوريتم تصادفي ارائه شده با افزايش تعداد تكرارها به راه حل بهينه ميل مي‌نمايد و مي‌تواند بين سه هدف بيان شده تعادلي را برقرار نمايد. مقايسه نتايج با كارهاي مشابه نشان مي‌دهد، قابليت انرژي‌هاي تجديدپذير‌ مي‌تواند در كاهش هزينه انرژي و همچنين هزينه اجاره منابع ابري تاثير قابل توجهي داشته باشد.

217283

نرم افزار

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان

حسين فلسفين، نغمه السادات مويديان

سياوش خرسندي، مسعودرضا هاشمي، فروغ السادات طباطبا