كاهش تأخير در ارتباطات از نوع ماشين با استفاده از محاسبات مه مبتني بر شبكه¬هاي نرم‌افزار محور

دكتري

در سال¬هاي اخير به دنبال افزايش استفاده ارتباطات از نوع ماشين (MTC) محققان به طراحي راهكارهاي نوين براي بهينه¬سازي اين نوع ارتباطات پرداخته¬اند. ايجاد ارتباطات زمان حقيقي براي برخي از برنامه¬هاي كاربردي چالش¬ ضروري است، كه اگر به صورت زمان حقيقي پردازش نشود تلفات جبران ناپذيري را به دنبال خواهد داشت.محاسبات مه جهت ارائه كيفيت خدماتبهتر،شبيه ابر توزيع شده در نزديكي كاربران قرار گرفته است. معماري سه لايه سلسله مراتبي شامل لايه ابر، لايه مه و دستگاه¬هاي MTC تعريف مي¬شود. محاسبات مه چالش مديريت شبكه و ديد سراسري بر شبكه را دارد. شبكه¬هاي نرم¬افزار محور (SDN)با دارا بودن ويژگي¬هاي مديريتي، قابليت برنامه¬ريزي و بهبود پيكربندي شبكه به منظور رفع چالش¬هاي موجود در لايه مهاستفاده شده است. بنابراين جهت بررسي چالش كاهش تاخير در شبكه¬هاي MTC و مديريت منابع موجود براي پردازش در لايه مه از شبكه¬هاي SDN استفاده شده است. در اين رساله به تقسيم¬بندي انواع مختلف درخواست¬هاي ارسالي از نظر حساسيت به تاخير و ميزان پردازش مورد نياز توجه شده است. بررسي و مديريت درخواست¬هاي مختلف توسط بخش برنامه¬هاي كاربرديSDN انجام مي¬گيرد.نوع درخواست تشخيص داده شده به كنترل¬كننده مجازي جهت ارسال به لايه مه يا ابر به صف¬ها با اولويت¬هاي مختلف ورودي بهسوئيچ¬هاي لبه ارسال مي¬گردد. در لايه مه نيز جهت پردازش درخواست¬ها با اولويت¬هاي مختلف، از چندين صف اولويت¬دار استفاده شده است.علاوه بر كنترل¬كننده مجازي در شبكه پيشنهادي كه بر كل شبكه نظارت دارد، در هر گره مه نيز كنترل¬كننده توزيع¬شدهجهت اجراي دسترات ارسالي بخش برنامه¬هاي كاربردي وجود دارد. جهت استفاده بهينه از منابع لايه مه از سازوكار مجازي¬سازي استفاده شده است. با توجه به نوع درخواست ارسالي و با مديريت بخش كنترل، محل پردازش درخواست¬ها در گره مه به صورت محلي، يا گره¬هاي مه همسايه يا توسط منابع ابر تشخيص داده مي¬شود.به منظور رفع مشكل گرسنگي درخواست¬هاي موجود در صف¬هاي با اولويت كمتر، از الگوريتم پردازشي اولويت¬دار استفاده شده است. با استفاده از روش بيان شده، تاخير سرويس كل و ميزان از دست رفتن درخواست¬هاي حساس به تاخير به ميزان قابل توجهي كاهش مي¬يابد. روش پيشنهادي با روش سنتي پردازش درخواست¬ها در منابع ابر مقايسه شده است.نتايج عددي بيانگر بهبود عملكرد روش پيشنهادي در معيارهاي ميانگين زمان سرويس¬دهي، مصرف شبكه و درصد جريان¬هاي حساس به تاخير از دست رفته مي¬باشد، كه به ترتيب برابر 60 درصد، 65 درصد و 80 درصد نتيجه شد.

227624

دانشگاه اصفهان

مهندسي كامپيوتر - معماري سيستمهاي كامپيوتر

محمدرضا خيام باشي