[发明专利]超密集网络中MEC节点间VM迁移优化方法

说明书

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种超密集网络中移动边缘计算节点间VM迁移优化方法。所应用的超密集网络，包含网关节点、聚合节点和边缘节点；在MEC节点的VM需要迁移时，首先计算初始化特征，根据预测的用户的迁移时间，计算用户在同一个网关节点范围内活动时与VM进行交互所产生的能耗，能耗包括数据传输到目的节点的能耗W^mig、数据传输到源节点的能耗W^pre、以及用户位置变化时在三种节点覆盖区域与VM连接进行数据传输的能耗W^after；其次建立最优收益模型；最后求解最优收益模型，选出最优的VM迁移策略。本发明方法可以实现特殊场景下的VM的灵活迁移功能，有效地降低系统的能量消耗，提高迁移效率；合理进行资源搭配，满足了用户服务要求。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种超密集网络(ultra-densenetwork,UDN)中移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)节点间VM(虚拟机)迁移优化方法。

背景技术

近年来，无线服务的需求迅速增长，根据业界内预测，不久的未来无线服务需求还将有千倍的增长，现有的接入网服务设备难以满足日益增长高速需求，异构蜂窝(smallcell)的密集部署成为这一问题最为关键的解决方案。与此同时，为了适应密集蜂窝的灵活性和降低成本，无线传输方案成为蜂窝通过网关节点与核心网络相连的重要选择。此外，不同波段的无线回程，诸如非视距传播(低于6GHz)和点对点的直线毫米波传播，能够满足特定情况下的无线传输。无线回程技术已经成为蜂窝部署的回程解决方案之一。

新型的应用和云服务，对资源的传输时延和计算时延均有严格的要求，进而对云和边缘计算服务器的放置以及传输条件也有着苛刻要求。将边缘计算服务器部署在蜂窝节点，更加靠近用户，可以提供充足的传输和计算资源。但将服务器部署在蜂窝节点，不可避免地减少了服务器的覆盖范围，用户的移动性更加频繁和复杂，VM迁移会更加频繁，尤其是在异构的蜂窝之间。异构的回程链路更加复杂，VM迁移技术需要考虑这些新型因素，以减少系统的能耗、时延和优化吞吐量，保证系统整体的服务效率。

迁移位置的选择以及迁移方式是当前的VM迁移技术主要研究工作。多用户情况下，用户的资源占用是一个均衡问题，在VM迁移时，不仅考虑相关服务器的工作负载状况，即服务器上其他用户的工作状况，也要考虑传输状况和用户的移动性。VM迁移由于要考虑VM组件和内存更新的情况，在迁移过程中要有内存转移和计算的代价，迁移收益成为VM迁移的主要决定条件。为了提高迁移的收益，移动性预测和成本预测成为新的影响因素。此外，通过迁移方式的改变来减少迁移时间，比如通过压缩算法实现传输较少数据量等方式和通过内存预迁移的模式来减少VM中断时间，来减少迁移代价，从而不仅可以减少执行时延，同时也可以增加系统的吞吐量，减少系统负载的压力。

文献[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.)中建立了异构的MEC服务器框架，分层的框架，可以提供更加灵活的服务，保证资源的合理利用和用户的服务卸载效率，解决了边缘服务器的在任务量在不同时间变化下的部署问题，但没有具体的讨论此种情况的回程链路和VM迁移问题。