多微云协作模式下的任务卸载算法研究

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1、．单位代码：１０１８３分类号：ＴＰ３９３１９密级：公开研究生学号：２０１５５２４０吉林大学硕士学位论文专业学位（）多微云协作模式下的任务卸载算法研究ｔ－ｏａｄｎＡｌｉＣｌｏｕｄｌｅｔＴａｓｋＯｆｆｌｏｒｉｈｍｉｎＭｕｔＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｌｉｇｇＣｏｏｐｅｒａｔｉｏｎＰａｔｔｅｒｎ作者姓名：骆宝童类别：工程硕士领域（方向）：电子与通信工程指导教师：李玲副教授培养单位：通信工程学院２０１８年６月————————————————————————多微云协作模式下的任务卸载算法研究—————————————

2、———————————ResearchonTaskOffloadingAlgorithminMulti-CloudletCooperationPattern作者姓名：骆宝童专业名称：电子与通信工程指导教师：李玲副教授学位类别：工程硕士答辩日期：2018年6月3日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交

3、学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内＇容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：＾日期：Ｊ年（月日ｊ摘要多微云协作模式下的任务卸载算法研究移动云计算(MobileCloudComputing,MCC)是将云计算技术与移动互联网技术有机结合的一种新兴互联网应用模式，针对移动云计算的应用框架模型与任务卸载算法的研究不可缺少、至关重要。微云作为移动云计

4、算的一种模式，具有响应快、网络带宽高、传输时延小的优点，但是大多数研究的关注点仍停留在“移动设备-单一微云-远端云”这一场景，很少考虑“移动设备-多微云协作”场景下的框架设计、任务卸载问题，以及适配的任务卸载算法研究。因此，设计一种针对多微云协作模式下的移动云计算框架以及高效的任务卸载算法，充分利用微云优势特点，提高移动应用服务质量，具有重要的应用价值。针对多微云协作模式下的任务卸载问题，本文设计了一个基于YARN的多微云协作移动云计算框架，并且利用权值关系图为移动应用程序建模，划分应用程序卸载粒度，并提出了匹配多微云协作模式下的任务卸载算法，针对不同类型的应用程序给

5、出最优或近似最优的卸载策略，缩短任务执行时间，降低移动设备能耗，满足用户差异化的服务需求。本文的主要工作包括：1.设计多微云协作执行卸载任务的移动云计算框架。利用云计算应用框架YARN基本思想，使其适于多微云执行移动设备卸载的任务。在多微云协作系统内的每个微云中部署高性能的代理服务器来管理、维护各自的微云系统，代理服务器由应用层、微云节点管理层、移动设备层构成，将YARN功能主体部署在微云节点管理层上实现，提高微云系统的可靠性与稳定性。2.通过构建权值关系图，以单个应用程序组件为粒度单位，为应用程序建模。通过构建应用程序权值关系图，把移动设备本地执行时间、本地执行功耗

6、、卸载执行时间、卸载传输时间和传输功耗纳入指标，构建应用程序执行时间优化、能耗优化和归一化权重分区模型，为任务卸载算法提供可靠参数。3.提出适用于多微云协作模式下的任务卸载算法。综合考量移动设备计算能力、计算功率、传输功率、网络连接状况、微云加速率、应用程序复杂度等多个影响因素，以优化任务执行时间及移动设备功耗为目标，提出了以最优化执行时间和移动设备能耗为目标的优化分支限界法(OptimizedBranchandBoundAlgorithmforTimeandEnergyconsumption,OB&BATE)和多微云优化粒子群算法(Multi-CloudletPar

7、ticleSwarmOptimizationAlgorithm,MCPSOA)，基于用户需求给出最优化和近似最优化的任务卸载策略。I实验仿真结果表明，本文通过权值关系图构建的应用程序执行时间优化模型、能耗优化模型和归一化权重模型可为应用程序提供合理、灵活的分区策略；针对多微云协作模式所提出的OB&BATE算法、MCPSOA算法可在合理时间内为移动设备提供最优化和近似最优化的卸载策略，显著地减少任务执行时间，降低移动设备能耗。关键词：移动云计算，多微云协作，任务卸载算法，权值关系图，分支限界法，粒子群算法IIAbstractResearchonTask