Phương pháp đảm bảo độ trễ dịch vụ trong mạng điện toán biên di động phân tầng

Bài viết "Phương pháp đảm bảo độ trễ dịch vụ trong mạng điện toán biên di động phân tầng" đề xuất phương pháp lựa chọn máy chủ phân tải cho mạng điện toán biên di động phân tầng nhằm đảm bảo độ trễ dịch vụ. Phương pháp lựa chọn máy chủ này sử dụng sự ước lượng độ trễ hàng đợi tại các máy chủ MEC để thực hiện việc tìm máy chủ phân tải sao cho độ trễ dịch vụ là nhỏ nhất. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phương pháp đảm bảo độ trễ dịch vụ trong mạng điện toán biên di động phân tầng Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) Phương Pháp Đảm Bảo Độ Trễ Dịch Vụ Trong Mạng Điện Toán Biên Di Động Phân Tầng Nguyễn Trung Đức, Nguyễn Nam Hoàng* Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc Gia Hà Nội Email: duccay1906@gmail.com, hoangnn@vnu.edu.vn Abstract— Mạng di động 5G sẽ mang lại sự gia tăng rất • Máy chủ đám mây (Cloud server): Cung cấp các lớn về lưu lượng truy cập và nhu cầu tính toán. Điện toán chức năng tính toán và các dịch vụ cho người dùng. biên di động (MEC) là một công nghệ quan trọng của mạng 5G nhằm triển khai dịch vụ tính toán tại các máy chủ ở biên mạng. Tuy nhiên, có vấn đề xảy ra là máy chủ ở biên mạng có khi không đủ năng lực để thực hiện tính toán trong khoảng thời gian yêu cầu của dịch vụ. Khi đó, nhiệm vụ tính toán này cần được chuyển sang máy chủ phân tải phù hợp khác trong mạng MEC. Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất phương pháp lựa chọn máy chủ phân tải cho mạng điện toán biên di động phân tầng nhằm đảm bảo độ trễ dịch vụ. Phương pháp lựa chọn máy chủ này sử dụng sự ước lượng độ trễ hàng đợi tại các máy chủ MEC để thực hiện việc tìm máy chủ phân tải sao cho độ trễ dịch vụ là nhỏ nhất. Kết quả mô phỏng cho thấy phương pháp lựa chọn máy chủ được đề xuất mang lại hiệu năng tốt hơn về đảm bảo độ trễ dịch vụ so với việc không phân tải và phương pháp phân tải tiết kiệm năng lượng [10]. Keywords- Điện toán biên di động, độ trễ dịch vụ, phân tải, lựa chọn máy chủ. Hình 1: Kiến trúc tổng quan mạng MEC [2] I. GIỚI THIỆU Hệ thống MEC cung cấp hai loại dịch vụ [2]: Điện toán biên di động (MEC) là một công nghệ • Dịch vụ hướng tới nhu cầu của người dùng: để quan trọng của mạng 5G để xử lý các nhiệm vụ tính giảm tải cho thiết bị người dùng bao gồm giảm tải dữ toán gần với người dùng ngay tại các nút biên trong mạng truy nhập vô tuyến [1] nhằm khắc phục các vấn liệu (người dùng cần lưu trữ dữ liệu) và giảm tải tính đề của điện toán đám mây thông thường, bao gồm giảm toán (người dùng cần tính toán, xử lý một nhiệm vụ). tải tính toán cho các máy chủ đám mây trung tâm và • Dịch vụ hướng tới máy chủ biên: để giải quyết giảm độ trễ tính toán cho các dịch vụ mới như dịch vụ việc phân bổ và quản lý tài nguyên tính toán và lưu trữ. điều khiển xe tự lái, thực tế ảo tăng cường v.v… [1, 2]. Ứng dụng điện toán biên di động có thể thấy trong Kiến trúc tổng quan của hệ thống MEC được minh các lĩnh vực như IoT để nâng cao chất lượng dịch vụ họa như trong hình 1 dưới đây. Mạng điện toán biên di (QoS) bằng việc giảm tải tính toán cho các thiết bị IoTs động bao gồm các thành phần sau: tại biên mạng sẽ mang lại hiệu quả về độ trễ cũng như • Thiết bị di động (mobile device). là năng lượng tiêu thụ dẫn tới việc kéo dài tuổi thọ của các thiết bị IoT. Các ứng dụng cho sản xuất công • Trạm gốc (base station): kết nối các thiết bị di nghiệp và nông nghiệp cũng được hưởng lợi từ việc động với các thành phần khác trong mạng và được kết triển khai MEC để tăng năng suất. MEC cũng sẽ đóng nối với máy chủ biên (edge server). vai trò quan trọng trong lĩnh vực viễn thông như hỗ trợ • Cloudlet: là trung tâm dữ liệu cỡ nhỏ thường tối ưu lưu lượng mạng và đóng vai trò quan trọng trong được triển khai các địa điểm công cộng như bệnh viện, các ngành kinh doanh khác như dịch vụ, vận tải v.v…. trung tâm mua sắm v.v… [3] nhằm giảm độ trễ và Việc triển khai hệ thống MEC có nhiều thách thức cần giảm tiêu thụ năng lượng bằng cách sử dụng kết nối dữ được giải quyết [5] như khả năng kết nối, bảo mật, sự di động của người dùng và chất lượng dịch vụ. liệu di động với các máy chủ đám mây ở gần [4]. Các nghiên cứu về phân tải trong mạng MEC tập • Mạng lõi (Core Network) cung cấp các chức trung để giải quyết vấn đề thực hiện phân tải và lựa năng như điều khiển cuộc gọi hoặc chuyển mạch, quản chọn máy chủ phân tải với mục tiêu đạt hiệu quả năng lý phiên kết nối, tính cước, nhận thực v.v… lượng của thiết bị di động [6, 7, 8, 10]. Trong phạm vi ISBN 978-604-80-7468-5 243 Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) của bài báo này, chúng tôi đề xuất phương pháp lựa trước, tài nguyên tính toán cần thiết để thực hiện nhiệm chọn máy chủ phân tải để đảm bảo độ trễ dịch vụ trong vụ được ước lượng như sau: mô hình hệ thống MEC phân tầng [2, 9, 10]. Phương pháp lựa chọn máy chủ phân tải được đề xuất thực hiện rC=CI . rN (2) dựa trên việc ước lượng độ trễ hàng đợi của các máy Trong phạm vi của bài báo này, chúng tôi nghiên chủ và sử dụng thông tin về độ trễ hàng đợi để thực cứu việc đảm bảo độ trễ dịch vụ cho các thiết bị di hiện tìm kiếm máy chủ phân tải sao cho tổng độ trễ là động cố định hoặc chỉ di chuyển trong vùng phủ của nhỏ nhất ...