[发明专利]一种自组织网络中计算任务的迁移策略

说明书

技术领域

本发明致力于研究自组织网络中智能节点进行计算任务迁移和调度所遵循的策略方法，针对性解决自组织网络中某些智能节点计算资源受限问题。基于自组织网络中智能节点自身的性能指标制定一种低能耗低时延的计算任务迁移策略。所以本发明所属技术领域有计算迁移、移动计算、无线自组网等。

背景技术

全球移动通讯系统协会(Global System for Mobile Communications Association,GSMA)在2014年移动经济报告中指出，截止2013年，全球移动设备联网数量达到69亿，预计2020年，还将增加40亿。目前，移动智能节点已经逐渐成为最流行的计算平台。更加复杂的移动应用，例如富移动应用、增强现实、自然语言处理等，正在越来越多的运行在智能节点上。

云计算(Cloud Computing)的提出和广泛应用，解放了智能节点自身计算资源受限的问题，极大地改善了每个人的工作和生活。云是通过网络渠道提供的一种新的服务，计算资源包括处理器、内存、续航能量都存在云端而非智能节点本身，智能节点只需要通过网络连接到云服务器，就可以使用云端的计算资源来完成智能节点自身的计算任务，并通过网络返回计算结果。例如，亚马逊提供的EC2(Elastic Compute Cloud)和S3(Simple Storage Service)服务，智能节点的隐私数据通过S3存储在云端，并通过EC2对存储数据进行计算处理。这种计算模式具有很大的商业和社会价值，更加低廉的资本投入、缩短新业务的启动时间、减少维护和操作成本、通过虚拟化实现高可用、高容错。云计算为智能节点提供了一种新的计算方式，为计算任务迁移提供了新的思路。

移动自组织网络将移动通信和计算机网络相结合，是一种新型的网络结构。移动自组织具有动态拓扑、链路带宽受限、容量时变、动力受限、物理上安全有限、完善而又可靠的路由和移动性管理算法、自适应算法和协议、低开销算法和协议、多重路由、可靠的网络结构等特征。由大量智能节点自主连接构建的自组织网络不同于云端，自组网中各智能节点性能差异小、节点的处理速度和内存远不及云端，因此在移动自组织网络中构建高效的计算迁移模型，合理的分配智能节点的计算任务，降低能耗和时延，将极大地提升整个自组织网络的性能和计算效率。

移动智能节点，包括智能手机、传感器节点、无人机、平板电脑等，随着信息技术的进步和发展，智能节点将承担越来越多的计算任务，变成未来主要的计算平台。然而对于智能节点最为关键的问题就是其自身的计算资源和续航能力，大量调查研究表明，智能节点的移动用户最为关注的就是电池续航能力，尤其是智能手机。为了最大限度的降低智能节点自身的能量消耗和时延、最大限度提升自组织网络的整体性能；为了解决智能节点资源受限问题，提出了计算迁移的概念，将计算任务进行迁移并不是什么创造性的想法，一直流行的C/S计算模型就是一个很好的例子。云计算通过虚拟化的方式实现了充当服务器(S)的角色，而自组织网络中的智能节点不同于云，任意智能节点既可以充当传统C/S模型中的客户端(C)也可以充当服务器(S)，主要取决于智能节点所处的计算状态是否有计算资源闲置。

自组织网络中的智能节点具有随机性、移动性及电池供电等特征，这也带来了其计算能力有限、内存容量不足及电池供应能量等问题，这些问题一直以来都是移动计算领域急需解决和减缓的难题，计算迁移技术的提出，提供了一种有效解决智能节点资源受限的方法，自组织网络中的计算迁移技术就是将计算任务从资源受限的智能节点上迁移到计算资源闲置的智能节点，并返回计算结果。将计算迁移技术应用到移动计算领域已经经历了十多年的探索和发展，然而一直以来自组织网络中智能节点计算迁移的技术中最为棘手的问题，就是智能节点的计算任务如何合理的调度分配？

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种自组织网络中智能节点进行低能耗、低时延计算任务迁移策略，能够有效解决自组织网络中某些智能节点计算资源受限问题，保证整个自组织网络的能量消耗最低、传输及计算时延最小。构建这种低能耗、时延小的计算任务迁移策略包含以下步骤：

步骤一：测量并获取自组织网络中各智能节点的性能指标；

步骤二：根据智能节点携带的计算任务量W，将智能节点划分为源节点或目标节点；

步骤三：分别统计自组织网络中源节点的数量n和目标节点的数量m，并依据两者的数量关系选择相应的迁移方式；

步骤四：单源节点迁移到单目标节点的方式；

步骤五：单源节点迁移到多目标节点中最佳节点的方式；