一種適用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的代碼遷移方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于計算機通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的代碼迀移方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]智能終端作為方便快捷的通信與娛樂工具，越來越成為人們生活的必需品。雖然智能終端的性能已經(jīng)得到了很大的提升，但仍然難以支持一些復(fù)雜的應(yīng)用，對諸如游戲、虛擬現(xiàn)實等一些計算密集型應(yīng)用而言，其能耗-性能比很低，當前研宄表明可通過代碼迀移的方法解決這個問題。有別于傳統(tǒng)的單機應(yīng)用運行模式，在代碼迀移系統(tǒng)中，用戶并不需要將所有任務(wù)都放在本地終端執(zhí)行，而是把計算密集型任務(wù)迀移到計算資源豐富的云平臺端執(zhí)行，既提升了任務(wù)執(zhí)行速度，保障了用戶體驗，又節(jié)省了本地終端的能耗。
[0003]代碼迀移系統(tǒng)采用的是客戶機和服務(wù)器(Client/Server，簡稱C/S)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，流式的數(shù)據(jù)在服務(wù)端和客戶端之間進行傳輸，目前的實現(xiàn)方案中主要研宄的是通過W1-Fi網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸。但在實際應(yīng)用中，W1-Fi網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面有所局限，而且傳輸性能不穩(wěn)定。蜂窩網(wǎng)絡(luò)(如3G、LTE網(wǎng)絡(luò))可以有效克服這兩個問題，但是由于長尾能耗的存在，蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)端口在每一個數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束之后都將保持一段時間(約15s)的高能耗狀態(tài)，在這段時間里網(wǎng)絡(luò)中沒有數(shù)據(jù)傳輸，造成了額外的能量消耗，使得智能終端的能耗-性能比更低。因此，如何減少系統(tǒng)在蜂窩網(wǎng)絡(luò)下數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎娜允谴a迀移系統(tǒng)中亟需解決的冋題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種適用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的代碼迀移方法及系統(tǒng)，通過將計算密集型任務(wù)迀移到計算資源豐富的云平臺端執(zhí)行，并將所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過更節(jié)能的端對端傳輸方式，將數(shù)據(jù)集中到數(shù)據(jù)聚合器上傳輸，并關(guān)閉部分終端的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，解決現(xiàn)有代碼迀移系統(tǒng)中在蜂窩網(wǎng)絡(luò)下能耗過大的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種適用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的代碼迀移方法，用于在本地網(wǎng)絡(luò)端有多個終端場景中減少蜂窩網(wǎng)絡(luò)下代碼迀移的能耗，具體如下:
[0006](I)初始化移動端網(wǎng)絡(luò)，各終端發(fā)送自身硬件信息至其相鄰終端；其中，硬件信息為影響當前迀移策略決策的一個狀態(tài)集，包括當前各終端的蜂窩網(wǎng)絡(luò)開/閉情況、數(shù)據(jù)傳輸能力、傳輸單位數(shù)據(jù)所消耗的能量、各終端的相鄰關(guān)系以及需要執(zhí)行的任務(wù)的計算量；
[0007](2)判斷是否所有終端已關(guān)閉蜂窩網(wǎng)絡(luò)，若是，則執(zhí)行步驟(9);若否，則執(zhí)行步驟
(3)；
[0008](3)根據(jù)本地網(wǎng)絡(luò)端終端設(shè)備的硬件信息以及待確定的參數(shù)獲取線性方程組，采用線性規(guī)劃的方法得到適用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的代碼迀移策略；其中，將所有待確定的參數(shù)視為一個未知數(shù)，將所有終端的硬件信息視為已知數(shù)，得到線性方程組；
[0009]其中，代碼迀移策略是指對本地網(wǎng)絡(luò)端中各終端需要執(zhí)行的任務(wù)的迀移方案，對各終端而言，其任務(wù)總比率為1，迀移方案給出了通過相鄰終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比率、通過云對端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比率、直接本地執(zhí)行的任務(wù)比率；
[0010](4)根據(jù)代碼迀移策略，從本地網(wǎng)絡(luò)端蜂窩網(wǎng)絡(luò)端口處于開啟狀態(tài)的終端中選擇云對端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比率最小的終端，并關(guān)閉該終端設(shè)備的蜂窩網(wǎng)絡(luò)端口 ；
[0011](5)根據(jù)代碼迀移策略，對各終端需執(zhí)行的任務(wù)進行分發(fā)與處理:對于需要通過相鄰終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，將其通過端對端傳輸方式分發(fā)給相鄰的數(shù)據(jù)聚合器，數(shù)據(jù)聚合器收集到所有相鄰終端的碎片化數(shù)據(jù)后，集中傳輸給云平臺端；對于需要本地執(zhí)行的任務(wù)，則在數(shù)據(jù)本地處理模塊直接執(zhí)行該部分任務(wù)；對于需要由終端直接傳輸給云平臺端的數(shù)據(jù)，則將這部分數(shù)據(jù)通過云對端傳輸方式發(fā)送給云平臺端；
[0012](6)分析當前情況下本地網(wǎng)絡(luò)端所有終端設(shè)備執(zhí)行完全部任務(wù)的總能耗；
[0013](7)判斷當前代碼迀移策略下的總能耗是否小于前一次代碼迀移策略下的總能耗；若是，則執(zhí)行步驟(8);若否，則執(zhí)行步驟(9);
[0014](8)更新迀移系統(tǒng)中的代碼迀移策略、總能耗，執(zhí)行步驟(2);
[0015](9)輸出代碼迀移策略，完成代碼迀移策略的最優(yōu)化。
[0016]以上代碼迀移方法優(yōu)點在于:將高計算量的任務(wù)迀移到云平臺端，以減少系統(tǒng)中本地終端的計算開銷；通過更節(jié)能的端對端傳輸方式，將數(shù)據(jù)集中到數(shù)據(jù)聚合器上傳輸，并關(guān)閉部分終端的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，以減少系統(tǒng)中本地終端的傳輸開銷。
[0017]優(yōu)選地，步驟(5)中任務(wù)分發(fā)與處理具體包括以下子步驟:
[0018](5.1)根據(jù)代碼迀移策略判斷當前終端是否有任務(wù)需要迀移，若是，則確定所迀移任務(wù)的比率，并執(zhí)行步驟(5.2);若否，則執(zhí)行步驟(5.8);
[0019](5.2)判斷當前終端蜂窩網(wǎng)絡(luò)端口是否處于開啟狀態(tài)，若是，則執(zhí)行步驟(5.3);若否，則執(zhí)行步驟(5.5);
[0020](5.3)接收相鄰終端發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進行聚合；
[0021](5.4)根據(jù)代碼迀移策略和本地網(wǎng)絡(luò)端終端相鄰關(guān)系判斷是否已接收到所有相鄰終端需要發(fā)送到云端的數(shù)據(jù)，若是，則執(zhí)行步驟(5.7);若否，則執(zhí)行步驟(5.3);
[0022](5.5)將需要迀移的任務(wù)比率通過端對端傳輸方式發(fā)送給相鄰的數(shù)據(jù)聚合器；
[0023](5.6)根據(jù)代碼迀移策略判斷是否已將所有需要迀移的任務(wù)發(fā)送給了相鄰的數(shù)據(jù)聚合器，若是，則執(zhí)行步驟(5.8);若否，則執(zhí)行步驟(5.5);
[0024](5.7)將所有接收到的其他相鄰終端的數(shù)據(jù)以及自身需要發(fā)送的數(shù)據(jù)聚合之后集中傳輸?shù)皆破脚_端，以減少長尾能耗出現(xiàn)的次數(shù)；
[0025](5.8)根據(jù)代碼迀移策略，處理需要本地執(zhí)行的任務(wù)。
[0026]按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種適用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的代碼迀移系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)分析模塊、網(wǎng)絡(luò)處理模塊、數(shù)據(jù)分發(fā)處理模塊和能耗分析模塊；
[0027]其中，網(wǎng)絡(luò)分析模塊的數(shù)據(jù)端作為與終端之間交互數(shù)據(jù)的端口 ；網(wǎng)絡(luò)處理模塊的輸入端連接網(wǎng)絡(luò)分析模塊的輸出端；數(shù)據(jù)分發(fā)處理模塊的第一輸入端連接網(wǎng)絡(luò)處理模塊的第一輸出端，第二輸入端連接網(wǎng)絡(luò)處理模塊的第二輸出端，第三輸入端連接網(wǎng)絡(luò)處理模塊的第三輸出端；第四端用作與云平臺數(shù)據(jù)交互的端口 ；能耗分析模塊的第一輸入端連接數(shù)據(jù)分發(fā)處理模塊的第一輸出端，第二輸入端連接數(shù)據(jù)分發(fā)處理模塊的第二輸出端，第三輸入端連接數(shù)據(jù)分發(fā)處理模塊的第三輸出端；
[0028]其中，網(wǎng)絡(luò)分析模塊位于本地網(wǎng)絡(luò)端，用于分析本地網(wǎng)絡(luò)端所有終端設(shè)備的硬件信息；將所有待確定的參數(shù)視為一個未知數(shù)，將所有終端的硬件信息視為已知數(shù)，獲取線性方程組，采用線性規(guī)劃的方法得到適用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的代碼迀移策略；其中，硬件信息為影響當前迀移策略決策的一個狀態(tài)集，包括當前各終端的蜂窩網(wǎng)絡(luò)開/閉情況、數(shù)據(jù)傳輸能力、傳輸單位數(shù)據(jù)所消耗的能量、各終端的相鄰關(guān)系、需要執(zhí)行的任務(wù)的計算量；其中，代碼迀移