21849

21849

ارائه ي يك روش مبتني بر مدل قيمتگذاري براي تخليهبار تركيبي چندكاربره در رايانش ابري موبايل

كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري اطلاعات - شبكه هاي كامپيوتري

1395

1398/4/23

دكتر زينب موحدي

كامپيوتر

اگرچه امروزه فناوري دستگاه‌هاي موبايل پيشرفت چشمگيري دارد اما قابليت‌هاي اين دستگاه‌ها با سرعتي برابر با سرعت ظهور برنامه‌هاي كاربردي جديد پيشرفت نمي‌كند. به‌منظور افزايش قابليت‌هاي دستگاه‌هاي موبايل، برنامه‌هاي كاربران به‌منظور اجرا به مجموعه‌اي از سرويس‌دهنده‌هاي قدرتمند و غني از منابع رايانشي و ذخيره‌سازي ابر متمركز فرستاده مي‌شوند كه به آن تخليه‌بار گويند. ازآنجاكه ابرهاي متمركز در فاصله‌هاي دوري نسبت به كاربران قرار دارند، تخليه‌بار به آن‌ها زمان‌بر خواهد بود كه بدين ترتيب، استفاده از آن‌ها را براي بسياري از كاربردها نظير شبكه‌هاي نسل پنجم كه نيازمند پشتيباني از كاربردهاي چندرسانه‌اي هستند، نامناسب مي‌سازد. به‌اين‌ترتيب، ديدگاه رايانش ابر حاشيه معرفي ‌شده ‌است كه منابع رايانشي و ذخيره‌سازي را در حاشيه‌ شبكه‌هاي دسترسي موبايل فراهم مي‌كند و مي‌تواند با رعايت نيازمندي‌هاي زماني، برنامه‌هاي سنگين كاربران را اجرا نمايد. تخليه‌بار فرآيندي شامل تخصيص تركيبي منابع رايانشي و ارتباطي است. بدين معنا كه در اختيار داشتن هر يك از اين منابع به‌تنهايي براي پاسخگويي به نياز كاربران كافي نخواهد بود. همچنين، با توجه به حضور تعدادي كاربر در محيط‌هاي واقعي، نوعي رقابت بين كاربران به‌منظور امكان انجام برنامه‌هاي كاربردي آن‌ها در مهلت زماني آن‌ها و با صرف كمترين ميزان انرژي شكل مي‌گيرد. از ديگر معيارهاي مؤثر بر تصميم‌گيري تخليه‌بار، هزينه استفاده از منابع رايانشي و ارتباطي است. پس از بررسي ميزان منابعي كه با توجه به قيمت تعيين ‌شده و در صورت تخليه‌بار به كاربر تخصيص داده خواهند شد، بايد در خصوص تخليه‌بار تصميم‌گيري نمود. به‌اين‌ترتيب، با توجه به اهميت تخصيص تركيبي منابع رايانشي و ارتباطي و نيز اهميت در نظر گرفتن ميزان تقاضاي كاربران و قيمت‌گذاري منابع با توجه به آن، ضرورت ارائه روشي كه هدف آن تخصيص تركيبي منابع رايانشي و ارتباطي به كاربران باشد، مشخص مي‌گردد. به‌منظور رفع چالش‌هاي ياد شده، در اين پايان‌نامه روشي پيشنهاد شده است كه با استفاده از نظريه بازي‌ها و بهينه‌سازي، قيمت واحد بهينه تعيين شده از سوي ابر حاشيه به ازاي هر واحد منبع رايانشي و ارتباطي و ميزان تخصيص بهينه از اين منابع با توجه به قيمت تعيين شده را مي‌يابد. اين روش با استفاده از بازي استكلبرگ مدل شده و پس از اثبات يكتايي نش، نقطه تعادل نش محاسبه مي‌شود. نتايج ارزيابي روش پيشنهادي نشان مي‌دهد كه در بدترين حالت، اين روش نسبت به روش قيمت ثابت 40 درصد منابع ارتباطي بيشتري را به كاربران تخصيص مي‌دهد و تعداد كاربران پذيرفته نشده به دليل عدم توانايي در پرداخت قيمت‌ منابع رايانشي و ارتباطي را به ترتيب به ميزان 22 درصد و 50 درصد كاهش مي‌دهد. همچنين، سودمندي ابر حاشيه را به ميزان 12 درصد افزايش مي‌دهد.

1399/02/08

Proposing a Price-modeled based Method for Hybrid Multi-user Computation Offloading in Mobile Cloud Computing

7/14/2021 12:00:00 AM

Mobile devices’ technology is evolving rapidly. However, their capabilities are not growing at the pace of arrival of new applications, due to their small sizes. As a result, the idea of computation offloading introduced. Based on this idea, users’ applications are sent to a group of powerful servers and resource-rich servers of computation and storage, called Central Clouds. Central Clouds position far from users. So offloading to them will be time consuming and damaging to many applications. Thus, the idea of Edge computing has emerged, which provides computation and storage at the edge of the mobile access networks and has the capability to run applications in their time constraints. Offloading is a process of hybrid allocation of computational and communicational resources. It means that being provided by one of the resources will not be sufficient to users’ requirements. Moreover, real environments are multi-user, where the users compete to achieve the resources in order that they can conclude their task in their time constraints and also, by use of minimum energy. Another influential factor on computation offlosding decision, is the cost of communicational and computational resources. The decision on computation offloading must be made after considering the amount of resources allocated to the users in accordance with the chosen price. Consequently, considering the importance of hybrid allocation of computational and communicational resources, users’ demands and resource pricing in accordance with it, the necessity of proposing a hybrid and multi user scheme will be declared. In order to overcome the mentioned challenges, a scheme for computation offloading proposed which uses game theory and optimization, in order to decide on the optimal amount of both resources and optimal unit price of them. This scheme modeled as a Stackelberg game and after proving the uniqueness of the Nash equilibrium point, this point will be computed. Simulation results show that the proposed scheme outperforms the Fixed-Price approach by reducing the amount of unaccepted users due to their disability to pay high prices of communicational and computational resources by 22% and 50% resoectively. It also allocates 40% more communicational resources to users and increases the edge’s utility function by 12% in comparision to the Fixed-price approach.