[發明專利]超密集網絡中MEC節點間VM遷移優化方法

有效

• 申請號: 201711098566.2
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107919986B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 張鶴立;楊騰;紀紅;李曦
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;G06F9/455
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 祗志潔

本發明屬于無線通信技術領域，具體涉及一種超密集網絡中移動邊緣計算節點間VM遷移優化方法。所應用的超密集網絡，包含網關節點、聚合節點和邊緣節點；在MEC節點的VM需要遷移時，首先計算初始化特征，根據預測的用戶的遷移時間，計算用戶在同一個網關節點范圍內活動時與VM進行交互所產生的能耗，能耗包括數據傳輸到目的節點的能耗W^mig、數據傳輸到源節點的能耗W^pre、以及用戶位置變化時在三種節點覆蓋區域與VM連接進行數據傳輸的能耗W^after；其次建立最優收益模型；最后求解最優收益模型，選出最優的VM遷移策略。本發明方法可以實現特殊場景下的VM的靈活遷移功能，有效地降低系統的能量消耗，提高遷移效率；合理進行資源搭配，滿足了用戶服務要求。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，具體涉及一種超密集網絡(ultra-densenetwork,UDN)中移動邊緣計算(Mobile Edge Computing,MEC)節點間VM(虛擬機)遷移優化方法。

背景技術

近年來，無線服務的需求迅速增長，根據業界內預測，不久的未來無線服務需求還將有千倍的增長，現有的接入網服務設備難以滿足日益增長高速需求，異構蜂窩(smallcell)的密集部署成為這一問題最為關鍵的解決方案。與此同時，為了適應密集蜂窩的靈活性和降低成本，無線傳輸方案成為蜂窩通過網關節點與核心網絡相連的重要選擇。此外，不同波段的無線回程，諸如非視距傳播(低于6GHz)和點對點的直線毫米波傳播，能夠滿足特定情況下的無線傳輸。無線回程技術已經成為蜂窩部署的回程解決方案之一。

新型的應用和云服務，對資源的傳輸時延和計算時延均有嚴格的要求，進而對云和邊緣計算服務器的放置以及傳輸條件也有著苛刻要求。將邊緣計算服務器部署在蜂窩節點，更加靠近用戶，可以提供充足的傳輸和計算資源。但將服務器部署在蜂窩節點，不可避免地減少了服務器的覆蓋范圍，用戶的移動性更加頻繁和復雜，VM遷移會更加頻繁，尤其是在異構的蜂窩之間。異構的回程鏈路更加復雜，VM遷移技術需要考慮這些新型因素，以減少系統的能耗、時延和優化吞吐量，保證系統整體的服務效率。

遷移位置的選擇以及遷移方式是當前的VM遷移技術主要研究工作。多用戶情況下，用戶的資源占用是一個均衡問題，在VM遷移時，不僅考慮相關服務器的工作負載狀況，即服務器上其他用戶的工作狀況，也要考慮傳輸狀況和用戶的移動性。VM遷移由于要考慮VM組件和內存更新的情況，在遷移過程中要有內存轉移和計算的代價，遷移收益成為VM遷移的主要決定條件。為了提高遷移的收益，移動性預測和成本預測成為新的影響因素。此外，通過遷移方式的改變來減少遷移時間，比如通過壓縮算法實現傳輸較少數據量等方式和通過內存預遷移的模式來減少VM中斷時間，來減少遷移代價，從而不僅可以減少執行時延，同時也可以增加系統的吞吐量，減少系統負載的壓力。

文獻[1](L.Tong,Y.Li and W.Gao,A hierarchical edge cloud architecturefor mobile computing,IEEE INFOCOM 2016-The 35th Annual IEEE InternationalConference on Computer Communications,San Francisco,CA,2016,pp.1-9.)中建立了異構的MEC服務器框架，分層的框架，可以提供更加靈活的服務，保證資源的合理利用和用戶的服務卸載效率，解決了邊緣服務器的在任務量在不同時間變化下的部署問題，但沒有具體的討論此種情況的回程鏈路和VM遷移問題。