[發明專利]遙感程序在混合云中的遷移部署方法及運行身份驗證方法

有效

• 申請號: 202011401143.5
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112579987B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 丁文珂;姜帥民;鮑立杰;沈夏炯;張磊;陳會平
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: G06F21/12
• 分類號: G06F21/12;G06F8/60;G06F9/50;G06Q40/04
• 代理公司: 鄭州睿途知識產權代理事務所(普通合伙) 41183
• 代理人: 李伊寧

1.一種遙感程序在混合云中的遷移部署方法，其特征在于，依次包括以下步驟：

A：將遙感程序分割成多個程序組件，并將多個程序組件抽象為有向無環圖；有向無環圖中，將程序組件作為圖的頂點，程序組件的運行時間作為頂點的權值，程序組件之間的交互關系作為圖中的邊，程序組件之間的通信時間作為邊的權值，程序組件從私有云遷移到公有云的操作作為向有向無環圖添加旁路的操作；然后使用回歸方法計算公有云與私有云之間的云服務加速比λ，同時計算私有云與公有云之間的帶寬bw并確定運行時間閾值τ；

B：根據步驟A中得到的云計算加速比λ、帶寬bw和運行時間閾值τ，向有向無環圖中添加所有可能的旁路，然后分別計算所有旁路的權值，最后使用動態規劃方法確定最優的遷移策略；

C：根據步驟B中所確定的最優的遷移策略，私有云向公有云發送需要遷移的程序組件；

其中，步驟A包括以下步驟：

A1:根據遙感程序的運行流程圖和功能，將完整的遙感程序分割成多個程序組件，即有向無環圖；有向無環圖G＝(V,W,E)由兩個頂點集V和W，以及一個邊集E組成；其中，頂點集V中的頂點表示將遙感程序分割后得到的所有的程序組件，包含普通程序組件和核心程序組件；設頂點集V中共有z個頂點，對應著遙感程序分割后得到的全部z個程序組件，頂點權值為v₁,v₂,v₃,…,v_z，分別表示每個程序組件在私有云中的運行時間；頂點集W通過遷移操作從頂點集V中生成，頂點集W中的頂點表示運行在公有云中的程序組件，即普通程序組件，頂點權值為w₁,w₂,w₃,…,w_l，分別表示每個程序組件在公有云中的運行時間；邊集E代表程序組件之間的交互關系，設邊集E中共有m條邊，邊的權值為e₁,e₂,e₃,…,e_m，分別表示在有向無環圖中相鄰程序組件之間的通信時間；云計算加速比λ表示運行同一個程序組件時，在公有云中與在私有云中的運行時間的比值；帶寬bw表示公有云與私有云之間的帶寬；運行時間閾值τ表示程序組件在私有云中運行時間的閾值；

A2:由算法研究人員定義運行時間閾值τ，然后由私有云結點向公有云結點發送x個測試程序，分別記錄x個測試程序在公有云結點運行完成所需的執行時間并記為然后記錄x個測試程序從公有云結點返回給私有云結點所需的時間，作為測試程序的返回時間用于計算帶寬bw；然后再分別記錄x個測試程序在私有云結點運行完成所需的執行時間并記為

A3:私有云結點根據得到的執行時間T_public和執行時間T_private，通過回歸方法進行計算，得到公有云與私有云之間的云服務加速比λ；并根據得到的測試程序的返回時間計算公有云和私有云之間的帶寬bw；

其中，步驟A1中，核心程序組件只能運行在私有云中，普通程序組件能夠在公有云和私有云之間進行遷移；

其中，步驟B包括以下具體步驟：

B1:初始化遷移矩陣A₀,A₁,A₂,…,A_n，假設共有z個程序組件，并且共有y個核心程序組件，則n＝z-y，遷移矩陣表示程序組件在公云中的運行時間，遷移矩陣均為上三角矩陣；遷移矩陣A₀中的元素為其中，除去對角元素之外，其他元素的權值都為0，表示第i個程序組件在私有云中運行的時間為c₀；遷移矩陣A₁中的元素為遷移矩陣A₁表示遷移至公有云中的單個程序組件，在公有云中的運行時間；其中，除去對角元素之外，其他元素的權值均為0，表示第i個程序組件在公有云中的運行時間為c₁；遷移矩陣A₂中的元素為遷移矩陣A₂表示同時遷移至公有云中的兩個程序組件，在公有云中的運行時間；表示在有向無環圖中相鄰的第i個和第j個程序組件在公有云中運行的時間為c₂；遷移矩陣A_n中的元素為表示同時遷移至公有云中的n個程序組件，在公有云中的運行時間，表示在有向無環圖中相鄰的第i個至第k個程序組件在公有云中的運行時間為c_n,其中ik；

B2:初始化鄰接矩陣B₁,B₂,…,B_n,鄰接矩陣表示在公有云中的程序組件與在私有云中的程序組件之間通信所需要的時間；鄰接矩陣B₁中的元素為鄰接矩陣B₁表示遷移至公有云中的單個程序組件，在遷移后與私有云中的程序組件之間的通信時間；表示遷移至公有云中的第i個程序組件與私有云中的第q個程序組件之間的通信時間為g₁，且第i個和第q個程序組件在有向無環圖中是相鄰的兩個程序組件；鄰接矩陣B₂表示遷移至公有云中的第i個或第j個程序組件，在遷移后與私有云中的程序組件之間的通信時間，且第i個和第j個程序組件在有向無環圖中是相鄰的兩個程序組件，表示遷移至公有云中的第i個程序組件或第j個程序組件，與私有云中第q個程序組件之間的通信時間為g₂，M表示第i個程序組件或第j個程序組件，且此組件與第q個程序組件在有向無環圖中相鄰；鄰接矩陣B_n中的元素為表示遷移至公有云中的n個程序組件，在遷移后與私有云中的程序組件之間的通信時間，表示遷移至公有云中的第i個至第k個程序組件中的任意一個程序組件，與私有云中第q個程序組件之間的通信時間為g_n，且此組件與第q個程序組件在有向無環圖中相鄰；

B3:初始化遷移矩陣和鄰接矩陣之后，為私有云中運行時間大于τ的單個程序組件添加旁路；

表示在私有云中運行的程序組件，的權值表示在私有云中運行的時間，表示在公有云上運行的程序組件，的權值表示在公有云中運行的時間，如果的權值大于τ，則能夠遷移到公有云中運行，遷移后成為此時更新遷移矩陣A₁中的元素

B4:更新鄰接矩陣B₁；

設表示連接程序組件和程序組件的邊，程序組件運行在私有云中，程序組件運行公有云中，的權值表示程序組件與程序組件之間的通信時間，假設程序組件向程序組件發送的數據量大小為d¹,則程序組件的權值為所以更新鄰接矩陣B₁中的元素

設表示連接程序組件和程序組件的邊，程序組件運行在私有云中，的權值表示程序組件與程序組件之間的通信時間；設為第i個程序組件處理數據的變化率，表示當第i個程序組件執行完成時，輸入數據和輸出數據的比值；則的權值為更新鄰接矩陣B₁中的元素

B5:當私有云中運行時間大于τ的單個程序組件的所有旁路添加完成后，繼續為在私有云中運行時間之和大于τ，且在有向無環圖中相鄰的兩個程序組件添加旁路；

設需要遷移的兩個程序組件分別為和程序組件和向公有云遷移后分別變為程序組件和則兩個程序組件在公有云上的運行時間之和然后更新遷移矩陣A₂中的元素

B6:在更新遷移矩陣A₂后對鄰接矩陣B₂進行更新；

設表示連接程序組件和程序組件的邊，程序組件運行在私有云中，程序組件運行在公有云中，的權值表示程序組件和程序組件之間的通信時間，程序組件向程序組件發送的數據量大小為d²,則的權值為更新鄰接矩陣B₂中的元素

設表示連接程序組件和程序組件的邊，程序組件運行在私有云中，的權值表示程序組件與程序組件之間的通信時間,設分別為程序組件的數據變化率，則的權值為更新鄰接矩陣B₂中的元素

B7:當私有云中運行時間之和大于τ且在有向無環圖中相鄰的兩個程序組件的所有旁路添加完成后，繼續為私有云中運行時間之和大于τ的n個程序組件添加旁路，且n個程序組件在有向無環圖中相鄰；

設n個程序組件分別為且n＝j-i+1,n個程序組件遷移到公有云后分別成為程序組件則n個程序組件的運行時間之和然后更新遷移矩陣A_n中的元素

B8:在更新遷移矩陣A_n后對鄰接矩陣B_n進行更新；

設表示連接程序組件和程序組件的邊，程序組件運行在私有云中，程序組件運行在公有云中，的權值表示程序組件與程序組件之間的通信時間，程序組件向程序組件發送的數據量大小為dⁿ,則e_i的權值為更新遷移矩陣B_n的元素

設表示連接程序組件和程序組件的邊，結點運行在私有云中，的權值表示結點與結點之間的通信時間，設分別為程序組件的數據變化率,則的權值為更新B_n中的元素

B9:根據有向無環圖中的所有旁路，利用動態規劃方法尋找最優的遷移策略；設d[i]表示在混合云中從程序組件v₁到程序組件v_i運行的最短時間，則狀態遷移矩陣為：

其中，表示程序組件v₁到程序組件v_i的最優遷移策略,y表示程序組件v₁到程序組件v_i中有y個核心程序組件。