Bài giảng Tính toán di động: Quản lý và phổ biến dữ liệu trong tính toán di động - Hà Quốc Trung

Chia sẻ: Nhân Sinh ảo ảnh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:51

Thêm vào BST

Báo xấu

59
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Tính toán di động: Quản lý và phổ biến dữ liệu trong tính toán di động" cung cấp cho người học các kiến thức: Giới thiệu chung về quản lý và phổ biến dữ liệu trong tính toán di động, phổ biến dữ liệu, caching. Đây là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên Công nghệ thông tin dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Tính toán di động: Quản lý và phổ biến dữ liệu trong tính toán di động - Hà Quốc Trung

Quản lý và phổ biến dữ liệu trong tính toán di động Tính toán di động 2011
Nội dung 1. Giới thiệu chung 2. Phổ biến dữ liệu 3. Caching 2 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
1. Giới thiệu chung I. Môi trường di động II. Thiết bị di động III. Liên kết di động IV. Dữ liệu di động V. Tổng quan 3 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
I. Tổng quan  Ứng dụng cung cấp thông tin  Email, Messaging, News  Giao thông công cộng, tình hình giao thông, thông tin về chuyến bay  Thông tin nghiệp vụ, tài chính, chứng khoản, mua-bán  Thông tin về sự kiện, chỗ đậu xe, điểm thăm quan du lịch, nhà hàng, thời tiết, hiệu thuốc, dịch vụ, danh bạ, ....  Nhiều loại thông tin có thể được cung cấp qua MC 4 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
Nhiệm vụ/chức năng  Yêu cầu: chính xác, nhanh chóng  Nhiệm vụ  Tích hợp các dữ liệu/thông tin di động  Hệ thông tin di động toàn cầu  Bảo mật và an toàn dữ liệu di động  Trung tâm dữ liệu di động  Mô hình dữ liệu thống nhất  PM trung gian để truy cập dữ liệu di động 5 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
Thực hiện  Mô hình vật lý  Có thể có các mô hình phần cứng khác nhau  Server-mạng có dây-AP-mạng không dây-MS  Mô hình trao đổi thông tin  On demand: (i) gửi yêu cầu, (ii) nhận trả lời  Publish-Subscribe: (i) đăng ký, (ii)công bố  Tăng hiệu năng=>Bộ nhớ đệm 6 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
Mô hình Publisher-Subscriber  Thuận lợi  Bản chất của mạng không dây: quảng bá  Khả năng co giãn cao (số lượng client thay đổi không ảnh hưởng nhiều đến hiệu năng của server)  Tỷ lệ các yêu cầu uplink (client=> server) nhỏ=> tiết kiệm năng lượng cho client  Vấn đề  Cấu trúc của thông tin quảng bá  Tần suất quảng bá (phối hợp giữa các đơn vị dữ liệu khác nhau)  Phân phối băng thông cho các đơn vị dữ liệu  Tiết kiệm năng lượng (vd hot items, doze mode) 7 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
Caching  On demand: chi phí truy cập cao  Dự trữ  Phù hợp: nhiều=> lãng phí, ít=> chi phí cao  Bản chất của đối tượng dự trữ: mau hỏng, bền vững  => có khả năng giảm chi phí khi có chính sách phù hợp  Vấn đề cần giải quyết  Dự trữ thông tin=> có nhiều bản sao  Sai lệch thông tin: cần đảm bảo các thao tác đọc cho kết quả thống nhất  Xung đột thông tin: cần đảm bảo các thao tác ghi cho kết quả thống nhất 8 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
II. Ảnh hưởng của tính toán di động  Hệ thống di động có thể là có kiến trúc/không có kiến trúc  Kết nối yếu/không ổn định  Thường xuyên ngắt kết nối  Ngắt chủ động  Ngắt bị động  Nhu cầu  Kết nối trong suốt  Đảm bảo dữ liệu sẵn sàng cho các ứng dụng khi kết nối bị/không bị ngắt 9 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
Thiết bị di động  Tài nguyên hạn chế  CPU, bộ nhớ, nguồn  Tối thiểu hóa lượng tài nguyên sử dụng  Đảm bảo tính thống nhất dữ liệu một cách hợp lý  Liên kết di động  Bất đối xứng  Khác nhau giữa kênh lên và kênh xuống  MS cạnh tranh để có kênh lên=>tốn kém tài nguyên cho kênh lên  Tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên thông qua việc phân phối hợp lý kênh lên/kênh xuống 10 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
Dữ liệu di động  Rất nhiều dữ liệu về vị trí  Rất nhiều dữ liệu phụ thuộc vị trí  Caching phụ thuộc vị trí  Mở rộng các cơ chế caching phù hợp với các dữ liệu vị trí 11 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
MANET Mobile Adhoc Network  Kết nối chủ yếu là adhoc  Các nút định tuyến không tin cậy  Bản chất trao đổi thông tin P2P  Có các tính chất của MNET  => Giải quyết vấn đề caching cho adhoc 12 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
2. Phổ biến dữ liệu Giới thiệu I. II. Phân phối băng thông cho các kênh logic III. Lập lịch cho kênh quảng bá 13 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
I. Giới thiệu  On demand  Gửi yêu cầu, nhận trả lời  2 thao tác, 1 lên, 1 xuống cho một đơn vị dữ liêu  Số lượng MS tăng=> Server bị quá tải  Số lượng đơn vị dữ liệu tăng=> tiêu tốn năng lượng của MS  Mô hình Push  MS đăng ký, server quảng bá  N phần tử dữ liệu=> 01 lên, N xuống  Số lượng MS tăng: không ảnh hưởng đến server  N tăng:  Chỉ có 1 thông báo lên  Độ trễ trung bình nhận một phần tử dữ liệu tăng 14 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
Các kênh truyền logics  Sử dụng hỗn hợp cả 2 mô hình  Kênh ondemand: đòi hỏi băng thông Uplink và Downlink  Kênh lên  Kênh xuống riêng  Kênh quảng bá: chủ yếu là băng thông Downlink  Bài toán:  phân phối băng thông cho các kênh logic  lập lịch quảng bá các đơn vị dữ liệu 15 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
II. Phân phối băng thông cho kênh logic  Giả định  Số lượng nút là M  tổng băng thông là B  băng thông quảng bá là 𝐵𝑏  băng thông on demand là 𝐵𝑜  Có n phần tử dữ liệu 𝐷1 . . , 𝐷𝑛 , kích thước S  Các thông báo yêu cầu thông tin kích thước R  Các phần tử xuất hiện với xác suất 𝑝1 , 𝑝2 … 𝑝𝑛 theo thứ tự giảm dần  Các nút yêu cầu dữ liệu giống nhau với tốc độ là r yêu cầu /s  Tính thời gian truy cập một đơn vị dữ liệu  𝑇 = 𝑇𝑏 + 𝑇𝑜 , trong đó  𝑇𝑜 , thời gian trung bình để truy cập một đơn vị dữ liệu theo kiểu ondemand  𝑇𝑏 , thời gian trung bình để truy cập dữ liệu từ kênh quảng bá 16 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
Nếu kênh truyền là on demand  Thời gian để truy cập một đơn vị dữ liệu theo ondemand S/Bb + R/Bo  Số lượng các yêu cầu trung bình trong cả hệ thống 𝑀 ×𝑟  Khả năng cung cấp dịch vụ 𝐵𝑜 /(𝑆 + 𝑅) 𝐵  Điểm tới hạn 𝑀 × 𝑟 gần với 𝑜 => rất khó có thể bổ 𝑆+𝑅 sung thêm nút vào hệ thống  Không đảm bảo tính co giãn 17 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
Nếu kênh truyền là broadcast  Thời gian chờ trung bình của mỗi nút 𝑛/2 đơn vị 𝑆 (𝑛/2) ∗ ( ) 𝐵𝑏  Không phụ thuộc vào số nút M  Chỉ phụ thuộc vào số lượng đơn vị dữ liệu n  => có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi tần suất quảng bá của các đơn vị dữ liệu 18 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
Ví dụ  Quảng bá với 2 đơn vị dữ liệu 𝐷1 𝑣à 𝐷2 , với xác suất 𝑝1 ≫ 𝑝2  Thời gian truy cập vào 𝐷1 𝑣à 𝐷2 bằng 1/2 thời gian truy cập on demand  Hệ thống luôn luôn quảng bá 𝐷1 => thời gian truy cập vào 𝐷2 là vô cùng lớn.  Bài toán: xác định tần số quảng bá để thời gian truy cập trung bình nhỏ nhất  Kết quả: 𝑝1 𝑝2 𝑓1 = ;𝑓 = 𝑝1 + 𝑝2 2 𝑝1 + 𝑝2  vd: 𝑝1 = 0,9, 𝑝2 = 0,1, 𝑝1 = 9𝑝2 , khi đó 𝑓1 = 3 𝑓2  Có thể tổng quát kết quả cho n đơn vị dữ liệu bằng nhau. 19 Tính toán di động @Hà Quốc Trung 2011
Giải thuật  Xác định số đơn vị dữ liệu gán cho kênh ondemande, đảm bảo độ trễ < một giá trị ngưỡng L nào đó  Đưa càng nhiều “hot items” vào kênh quảng bá càng tốt.  Giải thuật For i = N down to 1 do: Begin 1. Assign D1, …, Di to the broadcast channel 2. Assign Di+1, …, DN to the on-demand channel 3. Determine the optimal value of Bb and Bo, to minimize the access time T, as follows a. Compute To by modeling on-demand channel as M/M/1 (or M/D/1) queue b. Compute Tb by using the optimal broadcast frequencies F1, …, Fi c. Compute optimal value of Bb which minimizes the function T = To + Tb. 4. if T