《多用戶協作移動業務雲的構建與資源最佳化技術研究》是依託北京郵電大學，由戚琦擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多用戶協作移動業務雲的構建與資源最佳化技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：戚琦
- 依託單位：北京郵電大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
移動雲計算使用戶通過無線網路在任何時間、任何地點便捷地訪問雲計算資源，獲取信息和服務。然而，異構的移動雲計算系統由於技術架構、資源容量和管理運營等差異，即使存在很多共性，也難以相互融合，導致分布廣泛的計算、存儲和網路資源無法真正被移動用戶有效使用。本項目擬提出以業務為導向，以多用戶協作為關注點，構建在異構移動雲計算基礎設施、平台及軟體之上的移動業務雲，通過高效智慧型的資源管理框架，禁止複雜的底層硬體邏輯、網路協定、軟體架構和資源提供方式，對外提供可靠服務。項目擬建立多用戶協作移動業務雲的基礎理論模型和資源最佳化機制，包括一個智慧型資源管理框架以及基於公平協作的業務卸載策略、基於資源編排的業務無縫遷移機制和業務感知的傳輸控制等三項核心功能。總體目標是實現多個移動雲計算系統的協作共存，減少異構資源環境對業務質量的不利影響，保證資源使用的高效性與用戶協作的公平性，促進未來移動雲計算業務健康良性發展。
結題摘要
項目圓滿實現了項目的總體目標，部分目標超額完成。在異構移動雲計算基礎設施、平台及軟體之上，構建了移動業務雲系統，實現了高效智慧型的資源管理框架，完成了基於公平協作的業務卸載策略、基於資源編排的業務無縫遷移機制和業務感知的傳輸控制等三項核心成果。項目組基於OpenStack、OpenDaylight和Docker搭建了實驗平台，開發了具有多個依賴子任務的智慧型套用，即短文本分析、草圖檢索、菜品識別和圖書推薦，可實現業務卸載、資源編排、業務遷移與切換等功能。移動業務雲實現了多種移動雲計算系統的協作共存，提高了資源利用率，保證了協作公平性。項目現已在國際知名學術期刊發表SCI索引論文27篇，形成了一整套創新性研究成果，在相關領域產生了一定的影響力，三項代表性成果如下： （1）研究了移動業務雲中業務卸載的核心問題，提出全方位感知的線上決策業務卸載機制。以業務時延為目標，利用先進的深度強化學習方法，為複雜業務中多個子任務逐一提供卸載決策，持續學習且評估策略，獲取長期收益最佳化的業務卸載經驗知識。實驗結果表明，基於深度強化學習的業務卸載決策，可降低複雜業務時延，更好得適應網路環境變化。 （2）提出一套多場景下快速資源編排機制。依據移動速度和方向，利用探照燈方法計算資源可用度，設計了輕量級多目標最佳化的資源編排算法；針對家庭設備的有限資源，提出了基於環狀粒子群資源編排算法；利用車載業務雲的資源聚集特性，設計了基於快速聚類的粒子群資源編排算法。實驗結果表明，在可接受時間範圍內，針對三類場景改進的粒子群算法與傳統遺傳算法和粒子群算法相比，有效提高了資源編排效果。 （3）以節約移動終端能耗為目標，提出了移動業務雲的移動性管理機制。通過感知移動終端使用業務或訪問雲計算資源的行為，判斷其線上狀態，減少周期性註冊更新次數，並根據網路狀態、終端資源和QoS需求，選擇切換模式。實驗結果表明，能耗敏感的移動性管理機制，可減少冗餘數據傳輸，節約終端能耗，保證多媒體業務的QoS。
