جايگذاري سرورها در محيط رايانش لبه‌ سيار با هدف بهبود كيفيت سرويس

دكتري

دستگاه‌هاي سيّار به‌دليل محدوديّت در منابع ذخيره‌سازي و پردازشي غالباً براي مديريّت وظايف خود به سرورهاي جايگزين متّكي هستند. سرورهاي رايانش ابري عليرغم برخورداري از منابع غني، به‌دليل بروز تأخير بالا در انتقال وظايف، انتخاب مناسبي جهت تخليه‌ي وظايف محسوب نمي‌شوند. رايانش لبه‌ي سيّار به‌عنوان يك الگوي ارتباطي جديد، با قرار دادن سرورهاي لبه در نزديك كاربران نهايي تأخير را كاهش مي‌دهد. سرورهاي لبه با وجود ظرفيّت و توان پردازشي كمتر نسبت به سرورهاي رايانش ابري، نقشي حياتي در بهبود كيفيّت سرويس و كيفيّت تجربه دارند. استقرار سرورهاي بيشتر، نه تنها باعث افزايش استحكام شبكه‌ي سرورهاي لبه شده، بلكه باعث توازن بار ميان سرورها نيز خواهد شد. امَا معمولاً ارائه‌دهندگان خدمات، جهت صرفه‌جويي در هزينه‌ها تمايل به استفاده از حدّاقل تعداد سرورهاي لبه براي پوشش حدّاكثري كاربران دارند. استفاده از سرورهاي كمتر و نيز قرارگيري نامناسب آن‌ها مي‌تواند منجر به تأخير بالا و حتّي عدم پوشش كاربران شود. از اين‌رو اتّخاذ سياستي براي تعيين تعداد و موقعيّت سرورها كه در نهايت باعث دستيابي به يك مصالحه ميان تأخير، پوشش و هزينه شود، امري ضروري است. اين پژوهش بر قرارگيري استراتژيك سرورهاي لبه جهت كاهش هزينه‌ها و بهبود معيارهاي مهمّ براي كاربران تمركز دارد. جهت استقرار سرورهاي كمتر براي پوشش همزمان ايستگاه‌هاي پايه و متعاقباً كاهش هزينه‌ها از ايده‌ي همپوشاني مناطق پوشش سرورها استفاده مي‌شود. در اين رساله، دو مدل سه‌هدفه براي بهينه‌سازي همزمان تأخير، پوشش و هزينه‌ها در WMAN پيشنهاد مي‌شود. جهت شبيه‌سازي محيط، داده‌هاي ديتاست مخابرات شانگهاي مورد استفاده قرار گرفته است. براي حلّ مدل اوّل، از الگوريتم‌هاي BMOPSO-O، BMOPSO-T و NSGA-II استفاده شده كه براساس نتايج حاصل از شاخص HV، الگوريتم NSGA-II عملكرد بهتري را در بين الگوريتم‌هاي مذكور نشان داد و در بدترين حالت، مقدار آن برابر با 0.1883 بود. در حلّ مدل دوّم، علاوه بر الگوريتم‌هاي BMOPSO-T، NSGA-II، BMOGWO و BMOWOA، از يك الگوريتم پيشنهادي به‌نام BHNM نيز استفاده شد. بنا به نتايج شاخص HV، الگوريتم پيشنهادي عملكرد بهتري داشت و مقدار شاخص HV براي آن در بدترين حالت برابر با 0.0354 بود. به‌هنگام استفاده از شاخص HV براي مقايسه‌ي ميان الگوريتم‌ها، بالاتر بودن شاخص HV يك الگوريتم نشان‌دهنده‌ي عملكرد موفّق آن الگوريتم در دستيابي به مجموعه‌ي پاسخ‌هايي با تنوّع و كيفيّت بالاتر است. با مجموعه‌ي پاسخ‌هاي متنوّع ارائه شده در جبهه‌ي پارتو، برنامه‌ريزان شهري و ارائه‌دهندگان خدمات قادر به انتخاب مناسب‌ترين راه‌حل براي تحقّق اهدافشان خواهند بود.

232755

دانشگاه اصفهان

مهندسي كامپيوتر- معماري سيستم هاي كامپيوتري

محمدرضا خيام باشي