[發(fā)明專利]超密集網(wǎng)絡(luò)中MEC節(jié)點(diǎn)間VM遷移優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711098566.2
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN107919986B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鶴立;楊騰;紀(jì)紅;李曦
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/24
• 分類號(hào): H04L12/24;G06F9/455
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 祗志潔

1.一種超密集網(wǎng)絡(luò)中MEC節(jié)點(diǎn)間VM遷移優(yōu)化方法，其特征在于，所應(yīng)用的超密集網(wǎng)絡(luò)中包含網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、聚合節(jié)點(diǎn)和邊緣節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)部署有MEC服務(wù)器，其中，將部署有MEC服務(wù)器的節(jié)點(diǎn)稱為MEC節(jié)點(diǎn)，MEC表示移動(dòng)邊緣計(jì)算，VM表示虛擬機(jī)；

所述的方法，在MEC節(jié)點(diǎn)的VM需要遷移時(shí)，執(zhí)行如下步驟：

首先，計(jì)算初始化特征，包括：根據(jù)預(yù)測的用戶的遷移時(shí)間計(jì)算用戶在同一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)活動(dòng)時(shí)與VM進(jìn)行交互所產(chǎn)生的能耗，能耗包括數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)的能耗W^mig，數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆垂?jié)點(diǎn)的能耗W^pre，以及用戶位置變化時(shí)在三種節(jié)點(diǎn)覆蓋區(qū)域與VM連接的能耗W^after；

能耗W^after分為三個(gè)階段：第一階段，用戶位于VM所在的邊緣節(jié)點(diǎn)A的覆蓋范圍下，該階段用戶與VM進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎臑閃₁^after；第二階段，用戶在邊緣節(jié)點(diǎn)B的覆蓋范圍下，邊緣節(jié)點(diǎn)A和B在同一個(gè)聚合節(jié)點(diǎn)下，該階段用戶與VM進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎臑榈谌A段，用戶移動(dòng)到邊緣節(jié)點(diǎn)C，邊緣節(jié)點(diǎn)A和C在同一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)下，該階段用戶與VM進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎臑?/p>

其次，建立最優(yōu)收益模型，如下：

g(x)∈(0,1)

其中，表示VM的數(shù)量，ψ表示網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的集合；g(l)表示VM是否遷移到節(jié)點(diǎn)l上，取值為1表示遷移到，取值為0表示未遷移到；D_k表示VM k需要占用的資源；M_l表示節(jié)點(diǎn)l的資源總量；

最后，求解最優(yōu)收益模型，選出最優(yōu)的VM遷移策略。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的用戶的遷移時(shí)間根據(jù)下面公式計(jì)算獲得：

其中，M_k,0代表標(biāo)號(hào)為k的VM的初始內(nèi)存大小；R為VM遷移的數(shù)據(jù)傳輸速率；D_k是臟頁率；M^th是臟頁閾值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)的能耗W^mig根據(jù)下面公式計(jì)算獲得：

其中，f(x)為歸一化函數(shù)，當(dāng)x＝0時(shí)，f(x)＝0，當(dāng)x≠0時(shí)，f(x)＝1；f(x)＝0表示VM 在節(jié)點(diǎn)x上不運(yùn)行，f(x)＝1表示VM在節(jié)點(diǎn)x上運(yùn)行；

設(shè)φ_k＝(i,j,z)表示虛擬機(jī)k的位置，i表示VM所在節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)序號(hào)，j表示VM所在節(jié)點(diǎn)的聚合節(jié)點(diǎn)序號(hào)，z表示VM所在節(jié)點(diǎn)的邊緣節(jié)點(diǎn)序號(hào)；表示當(dāng)前時(shí)刻VM k所在的邊緣節(jié)點(diǎn)；表示當(dāng)前時(shí)刻VM k所在的聚合節(jié)點(diǎn)；分別表示上一時(shí)刻VM k所在的邊緣節(jié)點(diǎn)、聚合節(jié)點(diǎn)；其中為不同類型節(jié)點(diǎn)的代號(hào)，上標(biāo)t+1和t代表兩個(gè)不同的時(shí)間段，t表示上一個(gè)時(shí)段，代表VM的源節(jié)點(diǎn)位置，t+1代表用戶當(dāng)前所在位置；

表示任務(wù)k從聚合節(jié)點(diǎn)向邊緣節(jié)點(diǎn)傳輸時(shí)的能耗功率，表示任務(wù)k從網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)向聚合節(jié)點(diǎn)傳輸時(shí)的能耗功率，表示任務(wù)k從邊緣節(jié)點(diǎn)向聚合節(jié)點(diǎn)傳輸時(shí)的能耗功率，表示任務(wù)k從聚合節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)傳輸時(shí)的能耗功率，表示任務(wù)k的光纖傳輸?shù)哪芎墓β省?/p>

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的能耗W^pre根據(jù)下面公式獲得：

其中，表示任務(wù)k從聚合節(jié)點(diǎn)向邊緣節(jié)點(diǎn)傳輸時(shí)的能耗功率，表示任務(wù)k從網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)向聚合節(jié)點(diǎn)傳輸時(shí)的能耗功率，表示任務(wù)k從邊緣節(jié)點(diǎn)向聚合節(jié)點(diǎn)傳輸時(shí)的能耗功率，表示任務(wù)k從聚合節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)傳輸時(shí)的能耗功率，表示任務(wù)k的光纖傳輸?shù)哪芎墓β省?/p>