شماره ركورد
28816
پديد آورنده
رضا پازن
عنوان
ارائهي يك روش تخليهبار محاسباتي مبتني بر قيمتگذاري در شبكههاي مبتني بر نرمافزار
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر - شبكههاي كامپيوتري
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1402/6/28
استاد راهنما
سركار خانم دكتر زينب موحدي
دانشكده
مهندسي كامپيوتر
چكيده
شبكههاي مبتني بر نرمافزار با جداسازي بخش كنترلي از بخش جابهجايي داده توانسته است كمكهاي شاياني به مديريت تجهيزات شبكه، كاهش هزينههاي آنها و تضمين كيفيت سرويس به عمل آورد. با اين وجود، به دليل توسعهي روزافزون برنامههاي كاربردي و خدمات متنوع در بستر شبكههاي كامپيوتري، نياز به پردازش، نگهداري و تحليل دادهها بيش از پيش احساس ميشود. در اين راستا، به دليل وجود محدوديت دستگاههاي اينترنت اشياء از نظر توان پردازشي، فضاي ذخيرهسازي و باتري، اين دستگاهها نمي توانند نيازهاي برنامههاي كاربردي را از لحاظ تأخير و انرژي مصرفي تأمين كنند. براي مقابله با چنين مشكلي، تخليهبار روي بستر رايانش مه و رايانش لبهي موبايل كه در آن چالشهاي زيرساخت ابري وجود نداشته و منابع پردازشي در نزديكي كاربر وجود دارند به عنوان راهحلهاي جايگزين بستر ابري درنظر گرفته ميشوند. تخليهبار محاسباتي به معناي انتقال پردازشها، توابع و كدهاي قابل اجرا از يك دستگاه با منابع پردازشي محدود به يك دستگاه با منابع كافي جهت اجراي آنها است. يكي از مسائل مهم مطرح شده در روند تخليهبار، مسئلهي تصميمگيري است كه شامل كمينه كردن تأخير، انرژي مصرفي، انتخاب زيرساخت تخليه بار و گره مقصد آن ميشود. همچنين، كاربران جهت انجام تخليهبار محاسباتي و استفاده از منابع پردازشي گرههاي لبهي شبكه يا بستر ابري، ملزم به پرداخت هزينهاي هستند كه توسط ارائهدهندگان اين سرويسها اعلام شده است. به دليل وجود واحد كنترلكننده در شبكههاي مبتني بر نرمافزار، ساختار شبكه و وضعيت گرههاي حاضر از نظر قدرت پردازشي، به صورت بلادرنگ يا دورهاي، پايش شده كه در نتيجهي آن، اطلاعات ارزشمندي استخراج ميشود. وجود دانش جامع كنترلكننده ميتواند به كاربران كمك كند بهترين تصميم جهت انتخاب مقصد تخليهبار را اخذ كنند.
در بيشتر كارهاي مرتبط موجود در حوزهي تخليهبار محاسباتي در شبكههاي مبتني بر نرمافزار، مسئلهي قيمتگذاري لحاظ نشده است. همچنين، منابع مورد بحث در اين كارها به منابع پردازشي محدود شده و منابع ارتباطي در نظر گرفته نميشود. هدف ما در اين پژوهش، ارائهي يك روش تخليهبار محاسباتي در شبكههاي مبتني بر نرمفزار با در نظر گرفتن مسئلهي قيمتگذاري است. در اين روش از يك الگوريتم حريصانه در زمينهي نظريهي بازي جهت يافتن بهترين مقصد تخليهبار در راستاي افزايش سودمندي كاربران با رعايت آستانه تأخير و محاسبهي دقيق تأخير صف پردازشي، استفاده شده است. همچنين، در كنار منابع پردازشي، منابع ارتباطي هم در دستيابي به اين مهم تأثير بسزايي دارند. اين روش به صورت واقعي در يك محيط آزمايشي در تركيب با كنترل كنندهي مبتني بر نرمافزار Ryu پيادهسازي شده است. نتايج ارزيابي توليد شده توسط اين محيط، عملكرد بهتر اين روش را در اهداف ذكر شده نسبت به روش مشابه نشان ميدهد؛ به اين صورت كه بهرهوري محاسبه شده در كار مرتبط با اين پژوهش افزايش 10 برابري داشته است.
تاريخ ورود اطلاعات
1402/07/09
عنوان به انگليسي
Proposing a pricing-based computation offloading scheme in software-defined networks
تاريخ بهره برداري
9/18/2024 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
رضا پازن
چكيده به لاتين
Software-defined networks, by decoupling the control plane from the data plane, have provided significant support for network equipment management, cost reduction, and service quality assurance. Nevertheless, due to the continuous development of applications and diverse services in computer network infrastructures, the demand for data processing, maintenance, and analysis has grown exponentially. In this regard, due to limitations in processing power, storage space, and battery capacity, Internet of Things (IoT) devices cannot adequately meet the requirements of applications in terms of latency and energy consumption. To address this challenge, computational offloading onto Mobile Edge Computing (MEC) and Mobile Edge Computing (Fog Computing) platforms has been considered as alternative solutions to cloud infrastructure. Computational offloading involves transferring computations, functions, and executable code from a resource-constrained device to one with sufficient resources to execute them. A critical issue in the computational offloading process is decision-making, which includes minimizing delay, energy consumption, selecting the offloading infrastructure, and choosing the destination node. Users, in order to perform computational offloading and utilize the processing resources of edge nodes or cloud infrastructure, are required to pay fees determined by service providers. Due to the existence of a controller in software-defined networks, the network structure and the status of existing nodes in terms of processing power are continuously monitored, leading to valuable information extraction. Having comprehensive controller knowledge can assist users in making the best decisions regarding offloading destination selection.
Most of the existing work in the field of computational offloading in software-defined networks does not take pricing into account. Furthermore, these works primarily focus on processing resources and neglect communication resources. Our research aims to provide a computational offloading method in software-defined networks while considering pricing. In this method, a greedy algorithm from game theory is used to find the optimal offloading destination, aiming to enhance user efficiency while adhering to delay thresholds and precise calculation of queue delay. Moreover, communication resources, in addition to processing resources, play a crucial role in achieving this goal. This approach has been implemented in a real testbed in combination with the Ryu-based software-defined controller. evaluation results produced by this environment demonstrate the superior performance of this method in the aforementioned objectives compared to a similar approach, with a calculated efficiency improvement of up to tenfold.
كليدواژه هاي فارسي
شبكههاي مبتني بر نرمافزار , رايانش لبهي موبايل , رايانش مه , تخليهبار محاسباتي , قيمتگذاري
كليدواژه هاي لاتين
Software-Defined Networks , Mobile Edge Computing , Fog Computing , Computation Offloading , Pricing
Author
Reza Pazan
SuperVisor
Dr. Zeinab Movahedi