面向穿戴計(jì)算機(jī)的邊緣計(jì)算卸載技術(shù)的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-09 04:14
可穿戴設(shè)備是現(xiàn)在比較熱門的方向,其種類和功能也日新月異。日常生活中可以使用智能手環(huán)、手表進(jìn)行體征監(jiān)測(cè),軍事上可以使用智能頭盔和智能眼鏡進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)、虛擬現(xiàn)實(shí)等功能,這些功能計(jì)算復(fù)雜度高,會(huì)給穿戴設(shè)備的續(xù)航能力和用戶體驗(yàn)帶來挑戰(zhàn)。如果能有其它平臺(tái)協(xié)同穿戴設(shè)備進(jìn)行計(jì)算,減少穿戴設(shè)備的計(jì)算量,將改善穿戴設(shè)備的性能。云計(jì)算平臺(tái)因?yàn)椴捎眉惺降奶幚砟P?服務(wù)的設(shè)備數(shù)量多且與用戶距離遠(yuǎn),產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)延遲將很難滿足穿戴設(shè)備上應(yīng)用的時(shí)延限制要求。邊緣計(jì)算技術(shù)的興起,云計(jì)算的計(jì)算能力可以下放到網(wǎng)絡(luò)邊緣靠近用戶的邊緣服務(wù)器上,邊緣服務(wù)器可以通過計(jì)算卸載技術(shù)與穿戴設(shè)備進(jìn)行協(xié)同計(jì)算,為穿戴設(shè)備上計(jì)算復(fù)雜度高的應(yīng)用提供服務(wù)。本文首先對(duì)平臺(tái)的應(yīng)用場(chǎng)景、功能需求和卸載需求進(jìn)行分析,確定了將邊緣計(jì)算中的計(jì)算卸載技術(shù)應(yīng)用于班組協(xié)同搜索的穿戴場(chǎng)景�;趯�(duì)現(xiàn)有計(jì)算卸載機(jī)制的分析,建立了基于Docker容器的計(jì)算卸載機(jī)制,并實(shí)現(xiàn)了計(jì)算卸載機(jī)制與邊緣計(jì)算開源平臺(tái)的結(jié)合。該卸載機(jī)制在移動(dòng)端和邊緣端均部署卸載決策模塊,移動(dòng)端卸載決策模塊解決的是基于穿戴應(yīng)用的能耗與時(shí)間模型、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、邊緣服務(wù)器負(fù)載信息,判斷應(yīng)用是否可卸載的問題,邊緣...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
百度邊緣組件Baetyl結(jié)構(gòu)圖[18]
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文18用可以使用的IO資源比例。Docker是在Linux容器技術(shù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的開源容器引擎,它簡化了容器的使用方法。首先,Docker通過分發(fā)、版本、移植等容器工具,使用戶不必關(guān)心Linux內(nèi)核機(jī)制NameSpace和Controlgroups的操作細(xì)節(jié),降低了用戶使用容器的難度;然后Docker通過分層文件系統(tǒng)進(jìn)行鏡像構(gòu)建的方法,進(jìn)一步改善用戶的使用體驗(yàn)。Docker有三個(gè)基本概念:鏡像、容器和倉庫。鏡像是通過一系列指令構(gòu)建的應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境和依賴環(huán)境的軟件包,是容器運(yùn)行的模板;容器是依據(jù)鏡像創(chuàng)建的實(shí)例,其內(nèi)部可以運(yùn)行一個(gè)或者運(yùn)行一組應(yīng)用;Docker倉庫用于存儲(chǔ)鏡像,其中DockerHub是Docker公司提供的鏡像倉庫,用戶可以從上面下載公開鏡像或者構(gòu)建編譯自己的鏡像。Docker的架構(gòu)圖如圖2-9所示,其中Dockerdaemon是守護(hù)進(jìn)程,運(yùn)行在后臺(tái),它監(jiān)聽DockerclientAPI對(duì)鏡像、容器執(zhí)行操作的請(qǐng)求,如dockerrun通過鏡像運(yùn)行一個(gè)容器;Dockerclient是用戶操作Docker的主要方式;DockerRegistry是Docker鏡像倉庫,如上文提到的DockerHub,Images是用戶本地的私有倉庫。圖2-9Docker結(jié)構(gòu)圖[39]2.5本章小結(jié)本章做了如下工作:介紹了平臺(tái)的應(yīng)用場(chǎng)景班組協(xié)同搜索的穿戴場(chǎng)景,基于場(chǎng)景的特點(diǎn),得到了平臺(tái)的功能需求;確定通過部署邊緣服務(wù)器,為隊(duì)員提供應(yīng)用卸載服務(wù),并分析出穿戴應(yīng)用的卸載需求;基于對(duì)邊緣計(jì)算卸載技術(shù)和開源平臺(tái)的介紹,確定了計(jì)算卸載技術(shù)與開源平臺(tái)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)本文的平臺(tái)。最后對(duì)平臺(tái)的基礎(chǔ)環(huán)境Docker容器進(jìn)行了介紹。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文43塊主要是維護(hù)百度Baetyl組件鏡像及自定義容器應(yīng)用鏡像;卸載決策模塊主要測(cè)試是否返回卸載決策結(jié)果;通信模塊主要是測(cè)試基于MQTT協(xié)議的卸載請(qǐng)求消息和基于HTTP協(xié)議的執(zhí)行數(shù)據(jù)信息是否正常發(fā)送和返回;界面展示模塊主要是對(duì)百度組件Baetyl提供的物可視功能進(jìn)行測(cè)試,主要測(cè)試目標(biāo)軌跡。(1)鏡像管理模塊測(cè)試1)通過systemctlstatusdocker命令查看docker是否運(yùn)行;2)通過dockerload-i命令加載自定義容器應(yīng)用鏡像;3)通過./setup.shinstall命令執(zhí)行Baetyl離線安裝包中的setup.sh程序;4)通過dockerimages查看Baetyl及應(yīng)用鏡像是否正常加載,加載結(jié)果如下圖5-1和5-2所示。圖5-1Baetyl組件鏡像圖5-2自定義容器應(yīng)用鏡像(2)容器管理模塊測(cè)試1)首先需要通過命令systemctlstatusmongod查看mongod數(shù)據(jù)庫是否正常工作,若數(shù)據(jù)庫異常,則自定義容器應(yīng)用數(shù)據(jù)庫連接將失敗;2)通過systemctlstatusbaetyl查看Baetyl組件的運(yùn)行狀態(tài),效果如下圖5-3所示,Baetyl正常運(yùn)行;圖5-3Baetyl運(yùn)行狀態(tài)3)通過dockerrun運(yùn)行自定義容器應(yīng)用,通過dockerstats查看Baetyl組件和容器應(yīng)用運(yùn)行效果如圖5-4所示。邊緣節(jié)點(diǎn)中卸載決策模塊以Baetyl函數(shù)實(shí)例方式運(yùn)行,其運(yùn)行容器為function-offload,態(tài)勢(shì)感知應(yīng)用模塊以Baetyl函
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]移動(dòng)邊緣計(jì)算卸載技術(shù)綜述[J]. 謝人超,廉曉飛,賈慶民,黃韜,劉韻潔. 通信學(xué)報(bào). 2018(11)
[2]軍用智能可穿戴設(shè)備發(fā)展綜述[J]. 王海龍. 電子技術(shù). 2018(02)
[3]邊緣計(jì)算:萬物互聯(lián)時(shí)代新型計(jì)算模型[J]. 施巍松,孫輝,曹杰,張權(quán),劉偉. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2017(05)
[4]Mobile Edge Computing Towards 5G: Vision, Recent Progress, and Open Challenges[J]. Yifan Yu. 中國通信. 2016(S2)
本文編號(hào):3273001
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
百度邊緣組件Baetyl結(jié)構(gòu)圖[18]
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文18用可以使用的IO資源比例。Docker是在Linux容器技術(shù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的開源容器引擎,它簡化了容器的使用方法。首先,Docker通過分發(fā)、版本、移植等容器工具,使用戶不必關(guān)心Linux內(nèi)核機(jī)制NameSpace和Controlgroups的操作細(xì)節(jié),降低了用戶使用容器的難度;然后Docker通過分層文件系統(tǒng)進(jìn)行鏡像構(gòu)建的方法,進(jìn)一步改善用戶的使用體驗(yàn)。Docker有三個(gè)基本概念:鏡像、容器和倉庫。鏡像是通過一系列指令構(gòu)建的應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境和依賴環(huán)境的軟件包,是容器運(yùn)行的模板;容器是依據(jù)鏡像創(chuàng)建的實(shí)例,其內(nèi)部可以運(yùn)行一個(gè)或者運(yùn)行一組應(yīng)用;Docker倉庫用于存儲(chǔ)鏡像,其中DockerHub是Docker公司提供的鏡像倉庫,用戶可以從上面下載公開鏡像或者構(gòu)建編譯自己的鏡像。Docker的架構(gòu)圖如圖2-9所示,其中Dockerdaemon是守護(hù)進(jìn)程,運(yùn)行在后臺(tái),它監(jiān)聽DockerclientAPI對(duì)鏡像、容器執(zhí)行操作的請(qǐng)求,如dockerrun通過鏡像運(yùn)行一個(gè)容器;Dockerclient是用戶操作Docker的主要方式;DockerRegistry是Docker鏡像倉庫,如上文提到的DockerHub,Images是用戶本地的私有倉庫。圖2-9Docker結(jié)構(gòu)圖[39]2.5本章小結(jié)本章做了如下工作:介紹了平臺(tái)的應(yīng)用場(chǎng)景班組協(xié)同搜索的穿戴場(chǎng)景,基于場(chǎng)景的特點(diǎn),得到了平臺(tái)的功能需求;確定通過部署邊緣服務(wù)器,為隊(duì)員提供應(yīng)用卸載服務(wù),并分析出穿戴應(yīng)用的卸載需求;基于對(duì)邊緣計(jì)算卸載技術(shù)和開源平臺(tái)的介紹,確定了計(jì)算卸載技術(shù)與開源平臺(tái)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)本文的平臺(tái)。最后對(duì)平臺(tái)的基礎(chǔ)環(huán)境Docker容器進(jìn)行了介紹。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文43塊主要是維護(hù)百度Baetyl組件鏡像及自定義容器應(yīng)用鏡像;卸載決策模塊主要測(cè)試是否返回卸載決策結(jié)果;通信模塊主要是測(cè)試基于MQTT協(xié)議的卸載請(qǐng)求消息和基于HTTP協(xié)議的執(zhí)行數(shù)據(jù)信息是否正常發(fā)送和返回;界面展示模塊主要是對(duì)百度組件Baetyl提供的物可視功能進(jìn)行測(cè)試,主要測(cè)試目標(biāo)軌跡。(1)鏡像管理模塊測(cè)試1)通過systemctlstatusdocker命令查看docker是否運(yùn)行;2)通過dockerload-i命令加載自定義容器應(yīng)用鏡像;3)通過./setup.shinstall命令執(zhí)行Baetyl離線安裝包中的setup.sh程序;4)通過dockerimages查看Baetyl及應(yīng)用鏡像是否正常加載,加載結(jié)果如下圖5-1和5-2所示。圖5-1Baetyl組件鏡像圖5-2自定義容器應(yīng)用鏡像(2)容器管理模塊測(cè)試1)首先需要通過命令systemctlstatusmongod查看mongod數(shù)據(jù)庫是否正常工作,若數(shù)據(jù)庫異常,則自定義容器應(yīng)用數(shù)據(jù)庫連接將失敗;2)通過systemctlstatusbaetyl查看Baetyl組件的運(yùn)行狀態(tài),效果如下圖5-3所示,Baetyl正常運(yùn)行;圖5-3Baetyl運(yùn)行狀態(tài)3)通過dockerrun運(yùn)行自定義容器應(yīng)用,通過dockerstats查看Baetyl組件和容器應(yīng)用運(yùn)行效果如圖5-4所示。邊緣節(jié)點(diǎn)中卸載決策模塊以Baetyl函數(shù)實(shí)例方式運(yùn)行,其運(yùn)行容器為function-offload,態(tài)勢(shì)感知應(yīng)用模塊以Baetyl函
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]移動(dòng)邊緣計(jì)算卸載技術(shù)綜述[J]. 謝人超,廉曉飛,賈慶民,黃韜,劉韻潔. 通信學(xué)報(bào). 2018(11)
[2]軍用智能可穿戴設(shè)備發(fā)展綜述[J]. 王海龍. 電子技術(shù). 2018(02)
[3]邊緣計(jì)算:萬物互聯(lián)時(shí)代新型計(jì)算模型[J]. 施巍松,孫輝,曹杰,張權(quán),劉偉. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2017(05)
[4]Mobile Edge Computing Towards 5G: Vision, Recent Progress, and Open Challenges[J]. Yifan Yu. 中國通信. 2016(S2)
本文編號(hào):3273001
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