1
B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HC DUY TÂN
-------------------------
TRƯƠNG VĂN TRƯƠNG
NGHIÊN CU MT S GII PHÁP TI
ƯU HÓA HIỆU NĂNG TRONG MNG
ĐIỆN TOÁN BIÊN DI ĐỘNG
Ngành: Khoa hc máy tính
Mã s: 94.80.101
TÓM TT LUN ÁN TIẾN SĨ
TP. Đà Nẵng, năm 2024
2
Công trình đưc hoàn thành ti:
Trường Đại hc Duy Tân
Ngưi hưng dn khoa hc:
PGS. TS. Hà Đắc Bình
GS.TS. Anand Nayyar
Phn bin 1:
………………………………………………
Phn bin 2
………………………………………………
Phn bin 3:
………………………………………………
Lun án s được bo v trưc Hi đng chm
lun án cấp trường hp ti trường Đại hc Duy Tân
vào hi gi ngày tháng năm
Có th tìm hiu Lun án tại thư viện:
- Thư viện Trường Đại hc Duy Tân
3
1. GII THIU LUN ÁN
a. Lý do và tính cn thiết ca nghiên cu
Trong nhng thp k vừa qua, chúng ta đã chứng kiến s phát
trin bùng n của điện toán đám mây (CC), cùng với s tăng
trưng ca rt nhiều công ty Internet như Google, Microsoft,
Amazon, Dropbox [1]. Vi mô hình này, d liu s được đẩy lên
mt máy ch đám mây thể được ly xung bi mt máy
khách. Cách thc vn hành như vy có th hot động tt cho các
d liu trong các ng dụng không đặt nng vấn đề độ tr. Hin
nhiên, skhông tối ưu khi áp dụng điện toán đám mây cho các
ng dng yêu cu d liu IoT thi gian thc [2]. Chúng ta ly
mt d s dng CC trong giám sát thông s môi tng IoT.
Trong đó, dữ liu cm biến được lưu tr x ti trung tâm
d liệu đám mây phải vượt qua hàng lot các thiết b vật như
router, switch, gateway. Cũng cần lưu ý nhng trung tâm d
liệu này đưc các nhà cung cp dch v đt ti nhng v trí đa lý
nhất định, khong cách rt xa so vi ngun d liu cm
biến, nên độ tr truyn thông tn ti là tt yếu. Hơn nữa, khi các
phn hồi điều khin t đám mây đến cấu chp hành, hành trình
ca d liệu cũng phải vượt qua mt khoảng ch tương t. Nếu
đám mây bị quá ti hoặc sở h tng Internet gp vấn đề thì yêu
cu phn hi tc thi là không th đảm bo.
Thêm vào đó, rất nhiu thiết b IoT được trin khai trên toàn
cu và to ra lượng d liu cùng khng l lưu trữ trên các đám
mây trong tương lai [3]. Hơn nữa, máy ch đám mây cũng cần
phải được trang b mt tài nguyên tính toán rt lớn để có th trích
xut ra mt thông tin hu ích t ng d liu y mt cách tc
thi. Vi d đơn giản như trên, chúng ta thể nhn ra hàng
lot các vấn đề ca ng dng IoT khi áp dụng CC: (i) độ tr
truyền thông, (ii) đ tin cy, (iii) chi phí ln v tài nguyên máy
4
tính và băng thông, (iv) các vấn đề v bo mt khi ngun d liu
nm xa trung tâm d liu.
Chính vì vy, trong những năm vừa qua, chúng ta chng kiến
s dch chuyn các chức năng trong đám mây về phía biên mng,
tạo ra điện toán biên. Trong khuôn kh ca Lun án, tác gi thc
hin các nghiên cu v lĩnh vực điện toán biên di động (MEC)
[4]. K thut MEC cung cp kh năng điện toán trong mng truy
cp vô tuyến (RAN) và môi trường dch v công ngh thông tin
ngay ti biên mạng, nơi gần vi ngun d liệu/người dùng nht.
Định nghĩa ban đầu v MEC được vin Tiêu chun Vin thông
châu Âu đề xuất vào năm 2014, đề cập đến các trm trung tâm
(BS) s h tr tính toán và lưu trữ nhm gim tải cho các người
dùng trong mng RAN. V sau, Cisco m rộng định nghĩa cho
các thiết b MEC, chúng th điện thoi thông minh, các thiết
b IoT, hay các cm biến trong mng cm biến không dây.
Mc dù vy, vic trin khai MEC vn còn rt nhiu vấn đề tn
ti cn gii quyết triệt để, c th được tóm tt thành 4 mục như
sau:
1) Qun phân b tài nguyên trong MEC: Phân b tài
nguyên tính toán, năng lượng lưu trữ mt thách thc
quan trng trong quá trình hin thc hóa MEC. do là nhng
tài nguyên này trong MEC hu hn, trong khi s ng ng
dụng ngày càng tăng sự gia tăng bùng nổ trong lưu lưng
di động.
2) hình gim ti hiu qu trong MEC: Để hin thc MEC
chúng ta cn tr lời được câu hỏi người dùng máy ch s
hoạt động như thế nào, phi hp vi nhau ra sao. Truyn
thông vô tuyến trong mạng MEC cũng chịu nhiều tác đng t
nhiu, can nhiu, h s kênh truyn ngu nhiên, c hin
ng phn x hay tán x tín hiệu. Do đó, các mô hình giảm
5
ti tính toán hiu qu cn thiết để người dùng th hoàn
thành ng dng.
3) Tích hợp vào sở h tng sn có: Mt thách thc quan trng
khác s tích hp lin mch ca MEC vào kiến trúc mng
sn có, không gây ảnh ởng đến các thông s k thut tiêu
chun ca mng lõi thiết b đầu cui. Nghiên cu v s
hoạt động song song của MEC đám mây cũng cần quan
tâm, vì snhiu ng dng MEC phân tán có th không có
đủ tài nguyên điện toán để x lý tt c các yêu cu nh toán
và phi chuyn các phép tính d liu lớn lên đám mây.
4) Bo mt quyền riêng tư: MEC hoạt đng vi các phn t
mạng không đồng nhất, do đó làm cho các cơ chế bo mt và
quyền riêng thông thường, vốn đã được vận hành trong đám
mây, không th áp dng cho các h thng MEC. Th hai, tác
v gim ti qua các kênh không dây th không an toàn
đặc tính phát qung ca kênh truyn không dây dấn đến
các tác v tính toán có th b nghe trm. Vic mã hóa d liu
th được áp dụng nhưng điều này làm tăng độ tr lan truyn
cũng như độ tr thực thi, do đó làm giảm hiu sut ng dng.
Xut phát t tính cht thi s kh năng áp dụng rng rãi
ca mạng MEC, cũng như với các vấn đề nghiên cứu đã mở ra
như trên, nghiên cứu sinh quyết đnh la chn thc hiện đề tài
Nghiên cu mt s gii pháp tối ưu hóa hiệu năng trong
mạng điện toán biên di động”.
b. Mc tiêu nghiên cu
- Đề xut các mô hình hoạt động cho h thng cho mng MEC.
- Phân ch đưa ra các biu thức đánh giá hiệu năng của h
thng da trên xác sut tính toán thành công (SCP).
- Đề xut các giao thc, gii thuật, chế nâng cao hoc tối ưu
hiệu năng cho các hệ thng MEC.