一种任务迁移方法及网络控制器技术

本发明专利技术公开了一种任务迁移方法及网络控制器，所述方法包括网络控制器接收设备的任务执行请求，根据能耗与互联网数据流量，选择任务的服务节点；其中，所述选择任务的服务节点包括：在设备本地执行任务；迁移到网络中的其他设备上合作执行任务；或者，迁移到远程的云端设备执行任务。本发明专利技术能够消除网络中的计算冗余和数据传输冗余，以此来减少移动设备的能耗和互联网数据流量需求，达到最小化网络中设备的平均能耗，同时控制对外的互联网数据流量的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种任务迁移方法及网络控制器
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种任务迁移方法及网络控制器。
技术介绍
随着计算机技术和无线通信技术的进步，以智能手机为代表的移动设备已经从基本通信工具，逐步发展为信息的获取工具与处理平台。移动用户可以通过3G、WIFI等多种方式接入互联网，随时随地的浏览网页、读取电子邮件、购物、娱乐等。然而，移动设备在CPU处理能力、存储容量等方面与固定设备仍存在一定的差距，尤其是电池续航时间，已经成为制约移动应用发展的主要瓶颈。解决移动设备资源限制问题的一种有效方法是通过任务迁移技术，将移动设备的任务迁移到资源丰富的固定设备或服务器上去执行，为移动设备节约能量，减少开销，缩短执行延迟。2001年，A.Balasubramanian等人提出了“网络觅食”的概念，旨在将移动设备上的计算任务迁移到闲置的固定电脑上远程执行，以此增强移动设备计算能力的同时减少其能耗。近年来，随着移动云计算技术的发展，出现了很多能耗优化的计算迁移技术框架。MAUI和ThinkAir提供了一种方法级别的计算迁移方法，并且不需要操作系统任何额外的支持。但是这种类型的计算迁移技术需要程序员访问应用程序的源代码，对程序进行人工的划分。Clonecloud和Cloudlet利用虚拟机技术，在云端或功能强大的服务器上，为移动设备建立应用程序执行环境。这种类型的计算迁移技术不需要程序员对应用程序做任何的改动，但需要操作系统的支持。SociableSense是一种针对社交类型应用程序建立的计算迁移系统。COMET系统则实现了不需对源程序做任何改动的线程级别的计算迁移，其适用性更强。以上这些技术方案都是关注如何静态或动态的对应用程序进行划分，以及如何实现方法级或线程级的计算迁移。它们的目标主要是如何通过计算迁移节约单个移动设备的计算能耗。我们注意到，虽然3G网络的覆盖范围要高于WIFI网络，但直接通过3G实现基于云计算的计算迁移仍然存在一些问题。3G网络的带宽相对较低，但传输延迟和传输能耗却高于WIFI网络。另外，3G网络容量（网络空口）的增长速度已经无法满足迅速增长的移动互联网流量需求。S.Ha等人设计开发了基于时间的定价系统，目的是通过在不同时间段内的动态定价，更好的管理迅速增长的3G网络流量需求。K.Lee在研究中指出，城市环境中，不借助任何延迟传输策略的情况下，WIFI网络已经分担了3G网络65%的网络数据流量，并为移动设备节约了55%的电池能量。他们发现，移动用户平均70%的时间处在WIFI覆盖环境中（63%的时间为白天），一次停留的平均时间超过2个小时，且离开WIFI覆盖环境后，再次回到WIFI覆盖环境的时间为40分钟。Wiffler主要通过预测WIFI的可连通性延迟传输数据，将更多的数据通过WIFI网络传输，以此缓解进一步缓解3G网络的压力。M.-H.Chen等人开的能耗优化的数据传输流系统，允许位置相近的移动用户通过WIFI连接共享下载的数据，以此来减少3G网络的连接需求，减少网络传输冗余。通过以上技术，我们认识到，WIFI网络已经被视为缓解3G网络压力的主要技术方法。然而，在大规模无线局域网（例如企业网）中，同时在线的移动设备数量越来越多，大量移动设备通过同一个接入点或网络控制器访问互联网，造成了严重的网络拥塞，导致实际可用带宽迅速降低。对于网络管理者，从全网的角度降低移动设备的能耗，控制对外流量已经是一个越来越重要的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种任务迁移方法及网络控制器，旨在最小化网络中设备的平均能耗，同时控制对外的互联网数据流量。为解决上述技术问题，本专利技术的一种任务迁移方法，包括：网络控制器接收设备的任务执行请求，根据能耗与互联网数据流量，选择任务的服务节点；其中，所述选择任务的服务节点包括：在设备本地执行任务；迁移到网络中的其他设备上合作执行任务；或者，迁移到远程的云端设备执行任务。进一步地，所述根据能耗与互联网数据流量，选择任务的服务节点，包括：根据分别计算设备本地、网络中的其他设备和远程的云端设备执行所述任务对应的DPPbound；选择最小DPPbound对应的设备作为任务的服务节点；其中，DPPbound为漂移惩罚因子，V是实现全网移动设备能耗与对外互联网数据流量权衡折衷的平衡系数，表示任务，i为发送任务执行请求的设备的编号，h为任务编号，j为设备编号，n为网络中的设备的总数，为执行任务需要的能耗，Qj(th)为设备在时糟th的账单长度，bi(th)为发送任务执行请求的设备迁移任务后自身账单增加的长度，dj(th)为设备为其他设备执行任务后自身账单减少的长度，所述账单长度与互联网数据流量关联。进一步地，根据计算所述其中，j＝1～n表示网络中的设备，j＝n+1表示远程的云端设备；为发起任务执行请求的设备的能耗，执行任务的设备的能耗。进一步地，根据计算所述其中，表示从设备i到设备j的传输功率，表示当前时刻从设备i到设备j的无线链路上的传输速率，表示任务的输入数据大小，表示当前时刻从设备j到设备i的无线链路上的传输速率，表示任务的输出数据大小；根据计算所述其中，表示从设备j到设备i的传输功率，表示执行任务的计算能耗。进一步地，根据计算所述其中，为设备的处理器功率，fj为设备的处理器时钟频率，X为复杂度系数。进一步地，在选择任务的服务节点后还包括：若任务由设备i本地执行，则保持设备i的账单长度不变；若任务由远程的云端设备执行，则将设备i的账单长度增加bi(th)；若任务由网络中的其他设备执行，则将设备i的账单长度增加bi(th)，将执行任务的设备的账单长度减少dj(th)。进一步地，一种网络控制器，包括：接收单元和服务节点选择单元，其中：所述接收单元，用于接收设备的任务执行请求；所述服务节点选择单元，用于根据能耗与互联网数据流量，选择任务的服务节点；其中，所述选择任务的服务节点包括：在设备本地执行任务；迁移到网络中的其他设备上合作执行任务；或者，迁移到远程的云端设备执行任务。进一步地，所述服务节点选择单元根据能耗与互联网数据流量，选择任务的服务节点，包括：根据分别计算设备本地、网络中的其他设备和远程的云端设备执行所述任务对应的DPPbound；选择最小DPPbound对应的设备作为任务的服务节点；其中，DPPbound为漂移惩罚因子，V是实现全网移动设备能耗与对外互联网数据流量权衡折衷的平衡系数，表示任务，i为发送任务执行请求的设备的编号，h为任务编号，j为设备编号，n为网络中的设备的总数，为执行任务需要的能耗，Qj(th)为设备在时糟th的账单长度，bi(th)为发送任务执行请求的设备迁移任务后自身账单增加的长度，dj(th)为设备为其他设备执行任务后自身账单减少的长度，所述账单长度与互联网数据流量关联。进一步地，所述服务节点选择单元根据计算所述其中，j＝1～n表示网络中的设备，j＝n+1表示远程的云端设备；为发起任务执行请求的设备的能耗，执行任务的设备的能耗。进一步地，所述服务节点选择单元根据计算所述其中，表示从设备i到设备j的传输功率，表示当前时刻从设备i到设备j的无线链路上的传输速率，表示任务的输入数据大小，表示当前时刻从设备j到设备i的无线链路上的传输速率，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种任务迁移方法，包括：网络控制器接收设备的任务执行请求，根据能耗与互联网数据流量，选择任务的服务节点；其中，所述选择任务的服务节点包括：在设备本地执行任务；迁移到网络中的其他设备上合作执行任务；或者，迁移到远程的云端设备执行任务。

【技术特征摘要】
1.一种任务迁移方法，包括：网络控制器接收设备的任务执行请求，根据能耗与互联网数据流量，选择任务的服务节点；其中，所述选择任务的服务节点包括：在设备本地执行任务；迁移到网络中的其他设备上合作执行任务；或者，迁移到远程的云端设备执行任务；其中，所述根据能耗与互联网数据流量，选择任务的服务节点，包括：根据分别计算设备本地、网络中的其他设备和远程的云端设备执行所述任务对应的DPPbound；选择最小DPPbound对应的设备作为任务的服务节点；其中，DPPbound为漂移惩罚因子，V是实现全网移动设备能耗与对外互联网数据流量权衡折衷的平衡系数，表示任务，i为发送任务执行请求的设备的编号，h为任务编号，j为设备编号，n为网络中的设备的总数，为执行任务需要的能耗，Qj(th)为设备在时糟th的账单长度，bi(th)为发送任务执行请求的设备迁移任务后自身账单增加的长度，dj(th)为设备为其他设备执行任务后自身账单减少的长度，所述账单长度与互联网数据流量关联；所述时糟th为任务编号为h的任务的执行时间。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：根据计算所述其中，j＝1～n表示网络中的设备，j＝n+1表示远程的云端设备；为发起任务执行请求的设备的能耗，执行任务的设备的能耗。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：根据计算所述其中，表示从设备i到设备j的传输功率，表示当前时刻从设备i到设备j的无线链路上的传输速率，表示任务的输入数据大小，表示当前时刻从设备j到设备i的无线链路上的传输速率，表示任务的输出数据大小；根据计算所述其中，表示从设备j到设备i的传输功率，表示执行任务的计算能耗。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：根据计算所述其中，为设备的处理器功率，fj为设备的处理器时钟频率，X为复杂度系数。5.如权利要求1～4任意之一所述的方法，其特征在于：在选择任务的服务节点后还包括：若任务由设备i本地执行，则保持设备i的账单长度不变；若任务由远程的云端设备执行，则将设备i的账单长度增加bi(th)；若任务由网络中的其他设备执行，则将设备i的账单长度增加bi(th)，将执行任务的设备的账单长度减少dj(th)。6.一种网络控制器，包括：接收单元和服务节点选择单元，其中：所述接收单元，用于接收设备的任务...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔勇，宋健，徐鑫，王文东，周娜，沈岷，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44