一种适用于物联网的云端的运算迁移方法技术

一种适用于物联网的云端的运算迁移方法，属于数字信息传输技术领域，包括以下步骤：步骤S1，建立物联网运算迁移的架构：步骤2，触发运算迁移：步骤3，备份映像文件；步骤4，映像文件回拨转发器；步骤5，新的运算节点接收到完整的备份映像文件后，从而重新构建新的LLVM运算模块。通过本方案，可以让运算程序无缝隙地在智能移动设备与云端服务器之间迁移，借以提升行动云计算架构的资源可得性与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于物联网的云端的运算迁移方法
本专利技术属于数字信息传输
，具体涉及为一种适用于物联网的云端的运算迁移方法。
技术介绍
传统的移动云计算(MobileCloudComputing，MCC)，其目的是让智能移动设备中需要大量资料运算的工作上载到云端中心执行。这是因为以前的智能移动设备算力不足，电池续航差，无法胜任需要高速计算的程序任务。而将需要高速计算的程序任务上载到云端，则能有效解决智能移动设备算力不足的缺陷，从而减轻智能移动设备的计算负担，同时降低智能移动设备的电源消耗并提升其续航能力。近年来智能移动设备发展迅速，智能移动设备的运算效能已获得大幅的提升，续航能力以及快充能力也得到了长足的进步，使得智能移动设备具备分担云端计算任务成为可能。同时，4G和5G网络速度的大幅提升，保证了智能移动设备和云端双向传输数据的实时性。传统的运算迁移方法，通常是单向的，也就是从智能移动设备到云服务器端的运算迁移。而智能移动手持设备的运算效能的提升，意味着运算迁移方法不再局限于单向，还可以是双向的，即智能移动设备也可以承担云服务器端的计算工作。要实现智能移动设备和云端的双向运算迁移，存在以下困难：1.智能移动设备的硬件条件不一，且智能移动设备和云端的平台差异化较大，双向运算迁移存在平台异质性问题，如何将双向运算迁移适用于不同的平台，是个巨大的挑战。2.智能移动设备或云端的运算执行的过程中，存在多次打断的可能，因此，每次打断都需要对运算数据做个动态的存储。尚未见支持智能移动设备和云端的双向动态存储的方法。3.传统的运算迁移方法，是单向的。尚未见从云端将运算迁徙到智能移动设备的方法。4.传统的运算迁移方法，需要时刻保持智能移动设备和云端之间的网络连接，时刻同步运算中间值或运算结果，这种方法，对智能移动设备的电力消耗是个沉重的负担。并且，如果迁徙的过程中，网络中断，将造成运算迁移的失败。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种适用于物联网的云端的运算迁移方法。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下的技术方案。一种适用于物联网的云端的运算迁移方法，包括以下步骤：步骤1，建立物联网运算迁移的架构：该架构包括智能移动设备、转发器、云端服务器；智能移动设备；所述智能移动设备与转发器通信连接；所述转发器与云端服务器通信连接；所述智能移动设备、转发器、云端服务器均通过交叉编译工具对LLVM进行编译，使得编译完的可执行文件直接在目标平台上执行；所述转发器，负责周期性的记录运算节点位置和运算节点的系统使用率；所述智能移动设备和云端服务器是运算节点或是备用节点；步骤2，触发运算迁移：当运算节点侦测到自身系统使用率异常时，转发器记录该异常信息，然后立即寻找邻近正在等待的备用节点进行从运算节点到备用节点的动态运算迁移；运算迁移提供三种路径：第一种路径为从智能移动设备到云端服务器、第二种路径为从云端服务器到智能移动设备、第三种路径为从智能移动设备到智能移动设备；步骤3，备份映像文件；待迁徙的运算节点，记录当前执行的中间代码，执行上下文(ExecutionContext)、标准I/O库的缓存并汇总成一份备份映像文件；步骤4，映像文件回拨转发器；待迁徙的运算节点，向该节点所连接的转发器发送消息，请求一个与该转发器邻近的可用的备用节点作为迁徙的对象；如果转发器记录有可用的备用节点，则备份映像文件通过转发器转移到新的可用备用节点上的LLVM执行；如果转发器暂时找不到可用的备用节点，则备份映像文件会暂时迁移到转发器存储，并且在转发器的工作列表中加入等待可用的备用节点的任务；直到后续转发器找到了可用的备用节点，则转发器上的备份映像文件转移到新的可用备用节点上的LLVM执行；此时，接收备份映像文件的可用备用节点成为新的运算节点；步骤5，新的运算节点接收到完整的备份映像文件后，首先对备份映像文件解压缩，再创建新的LLVM并载入备份映像文件，从而重新构建新的LLVM运算模块。进一步，步骤1中，LLVM使用参数“--broker-port”用来设定转发器在架构的位置,参数“--broker-ip”用来设定转发器的公开的IP地址；LLVM使用参数“--remote-mode”用来设定智能移动设备或云端服务器成为架构的运算节点或是备用节点。进一步，步骤2中，运算节点侦测到自身系统使用率异常的步骤如下：运算节点创建一个周期性监测当前系统使用率的资源监视器，并将资源监视器所监测到的系统使用率记录在迁移指数；同时，运算节点创建一个监测线程，监测线程周期性地读取迁移指数的数值，并与内置的阈值作比较，当监测线程侦测到迁移指数的数值高于阈值时，触发运算迁移；此时，运算节点中正在运行的LLVM会等到执行完当前指令后，禁用中间代码的执行步骤，执行备份步骤；资源监视器、监测线程和LLVM均独立运行。资源监视器所监测的系统使用率的内容包括：CPU使用率、内存使用率、移动设备的电池使用率。进一步，步骤3中，备份映像文件，内设动态目录；所述动态目录记载有：当前执行的中间代码、执行上下文、标准I/O库的缓存目录；所述标准I/O库的缓存目录记载有：标准输入文件、标准输出文件、标准错误文件和用户打开文件。进一步，步骤5中，新的运算节点，载入当前执行的中间代码，执行上下文、内存映射记录、标准I/O库的缓存，则原来执行中的LLVM成功迁移到新的运算节点，并且从原来的LLVM暂停点继续执行。本方案具有以下优点：1.通过本方案，可以让运算程序无缝隙地在智能移动设备与云端服务器之间迁移，借以提升行动云计算架构的资源可得性与可靠性。同时，让MCC不再受限从智能移动设备到云端服务器的单一方向任务的分载，让云端服务器的任务也可以被分担到智能移动设备，或者让智能移动设备的任务分散到其它的可用的智能移动设备，使得云端服务器与智能移动设备可以相互支援，让MCC的计算资源分配与调度更具有弹性与多种选择，近而提升MCC的整体计算服务质量。2.由于LLVMIR在异质性平台环境具有可携带性，而且LLVM执行器具有动态编译LLVMIR的能力，可将LLVMIR动态的转换成适合目标平台的指令集来执行程序。因此，智能移动设备、转发器、云端服务器均通过交叉编译工具对LLVM进行编译，使得编译完的可执行文件直接在目标平台（智能移动设备、转发器和云端服务器）上执行，从而实现在异质性平台采用动态的重新建立LLVM程序，达成跨异质性平台的动态任务搬移之目的，克服平台差异化的难题。3.备份映像文件，能按照时间线，动态的存储LLVM的资料，方便LLVM在执行运算的过程中，多次暂停存储不同时间阶段的备份映像文件，确保备份映像文件能够正确存储。4.备份映像文件，仅纪录任务执行期间数值，而非把所有程序执行的资料（例如映射区块、程序映射区块、动态函式载入的映射区块）给完整地纪录下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于物联网的云端的运算迁移方法，特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，建立物联网运算迁移的架构：/n该架构包括智能移动设备、转发器、云端服务器；智能移动设备；所述智能移动设备与转发器通信连接；所述转发器与云端服务器通信连接；/n所述智能移动设备、转发器、云端服务器均通过交叉编译工具对LLVM进行编译，使得编译完的可执行文件直接在目标平台上执行；/n所述转发器，负责周期性的记录运算节点位置和运算节点的系统使用率；/n所述智能移动设备和云端服务器是运算节点或是备用节点；/n步骤2，触发运算迁移：/n当运算节点侦测到自身系统使用率异常时，转发器记录该异常信息，然后立即寻找邻近正在等待的备用节点进行从运算节点到备用节点的动态运算迁移；运算迁移提供三种路径：第一种路径为从智能移动设备到云端服务器、第二种路径为从云端服务器到智能移动设备、第三种路径为从智能移动设备到智能移动设备；/n步骤3，备份映像文件；/n待迁徙的运算节点，记录当前执行的中间代码，执行上下文(Execution Context)、标准I/O库的缓存并汇总成一份备份映像文件；/n步骤4，映像文件回拨转发器；/n待迁徙的运算节点，向该节点所连接的转发器发送消息，请求一个与该转发器邻近的可用的备用节点作为迁徙的对象；/n如果转发器记录有可用的备用节点，则备份映像文件通过转发器转移到新的可用备用节点上的LLVM执行；/n如果转发器暂时找不到可用的备用节点，则备份映像文件会暂时迁移到转发器存储，并且在转发器的工作列表中加入等待可用的备用节点的任务；直到后续转发器找到了可用的备用节点，则转发器上的备份映像文件转移到新的可用备用节点上的LLVM执行；/n此时，接收备份映像文件的可用备用节点成为新的运算节点；/n步骤5，新的运算节点接收到完整的备份映像文件后，首先对备份映像文件解压缩，再创建新的LLVM并载入备份映像文件，从而重新构建新的LLVM运算模块。/n...

【技术特征摘要】
1.一种适用于物联网的云端的运算迁移方法，特征在于，包括以下步骤：
步骤1，建立物联网运算迁移的架构：
该架构包括智能移动设备、转发器、云端服务器；智能移动设备；所述智能移动设备与转发器通信连接；所述转发器与云端服务器通信连接；
所述智能移动设备、转发器、云端服务器均通过交叉编译工具对LLVM进行编译，使得编译完的可执行文件直接在目标平台上执行；
所述转发器，负责周期性的记录运算节点位置和运算节点的系统使用率；
所述智能移动设备和云端服务器是运算节点或是备用节点；
步骤2，触发运算迁移：
当运算节点侦测到自身系统使用率异常时，转发器记录该异常信息，然后立即寻找邻近正在等待的备用节点进行从运算节点到备用节点的动态运算迁移；运算迁移提供三种路径：第一种路径为从智能移动设备到云端服务器、第二种路径为从云端服务器到智能移动设备、第三种路径为从智能移动设备到智能移动设备；
步骤3，备份映像文件；
待迁徙的运算节点，记录当前执行的中间代码，执行上下文(ExecutionContext)、标准I/O库的缓存并汇总成一份备份映像文件；
步骤4，映像文件回拨转发器；
待迁徙的运算节点，向该节点所连接的转发器发送消息，请求一个与该转发器邻近的可用的备用节点作为迁徙的对象；
如果转发器记录有可用的备用节点，则备份映像文件通过转发器转移到新的可用备用节点上的LLVM执行；
如果转发器暂时找不到可用的备用节点，则备份映像文件会暂时迁移到转发器存储，并且在转发器的工作列表中加入等待可用的备用节点的任务；直到后续转发器找到了可用的备用节点，则转发器上的备份映像文件转移到新的可用备用节点上的LLVM执行；
此时，接收备份映像文件的可用备用节点成为新的运算节点；
步骤5，新的运算节点接收到完整的备份映像文件后，首先对备份映像文件解压缩，再创建新的L...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贺，高健伦，顾志诚，
申请(专利权)人：杭州雅观科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33