Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học máy tính: Nghiên cứu một số giải pháp tối ưu hóa hiệu năng trong mạng điện toán biên di động

Mục đích nghiên cứu của tóm tắt luận án "Nghiên cứu một số giải pháp tối ưu hóa hiệu năng trong mạng điện toán biên di động" là đề xuất các mô hình hoạt động cho hệ thống cho mạng MEC; phân tích và đưa ra các biểu thức đánh giá hiệu năng của hệ thống dựa trên xác suất tính toán thành công (SCP); đề xuất các giao thức, giải thuật, cơ chế nâng cao hoặc tối ưu hiệu năng cho các hệ thống MEC. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học máy tính: Nghiên cứu một số giải pháp tối ưu hóa hiệu năng trong mạng điện toán biên di động BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN ------------------------- TRƯƠNG VĂN TRƯƠNGNGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP TỐI ƯU HÓA HIỆU NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN TOÁN BIÊN DI ĐỘNG Ngành: Khoa học máy tính Mã số: 94.80.101 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ TP. Đà Nẵng, năm 2024 1 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Duy Tân Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Hà Đắc Bình GS.TS. Anand Nayyar Phản biện 1:……………………………………………… Phản biện 2……………………………………………… Phản biện 3:……………………………………………… Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấmluận án cấp trường họp tại trường Đại học Duy Tân vào hồi giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu Luận án tại thư viện: - Thư viện Trường Đại học Duy Tân 21. GIỚI THIỆU LUẬN ÁNa. Lý do và tính cần thiết của nghiên cứu Trong những thập kỷ vừa qua, chúng ta đã chứng kiến sự pháttriển bùng nổ của điện toán đám mây (CC), cùng với sự tăngtrưởng của rất nhiều công ty Internet như Google, Microsoft,Amazon, Dropbox [1]. Với mô hình này, dữ liệu sẽ được đẩy lênmột máy chủ đám mây và có thể được lấy xuống bởi một máykhách. Cách thức vận hành như vậy có thể hoạt động tốt cho cácdữ liệu trong các ứng dụng không đặt nặng vấn đề độ trễ. Hiểnnhiên, sẽ là không tối ưu khi áp dụng điện toán đám mây cho cácứng dụng yêu cầu dữ liệu IoT thời gian thực [2]. Chúng ta lấymột ví dụ sử dụng CC trong giám sát thông số môi trường IoT.Trong đó, dữ liệu cảm biến được lưu trữ và xử lý tại trung tâmdữ liệu đám mây phải vượt qua hàng loạt các thiết bị vật lý nhưrouter, switch, gateway. Cũng cần lưu ý là những trung tâm dữliệu này được các nhà cung cấp dịch vụ đặt tại những vị trí địa lýnhất định, và có khoảng cách rất xa so với nguồn dữ liệu cảmbiến, nên độ trễ truyền thông tồn tại là tất yếu. Hơn nữa, khi cácphản hồi điều khiển từ đám mây đến cơ cấu chấp hành, hành trìnhcủa dữ liệu cũng phải vượt qua một khoảng cách tương tự. Nếuđám mây bị quá tải hoặc cơ sở hạ tầng Internet gặp vấn đề thì yêucầu phản hồi tức thời là không thể đảm bảo. Thêm vào đó, rất nhiều thiết bị IoT được triển khai trên toàncầu và tạo ra lượng dữ liệu vô cùng khổng lồ lưu trữ trên các đámmây trong tương lai [3]. Hơn nữa, máy chủ đám mây cũng cầnphải được trang bị một tài nguyên tính toán rất lớn để có thể tríchxuất ra một thông tin hữu ích từ lượng dữ liệu ấy một cách tứcthời. Với ví dụ đơn giản như trên, chúng ta có thể nhận ra hàngloạt các vấn đề của ứng dụng IoT khi áp dụng CC: (i) độ trễtruyền thông, (ii) độ tin cậy, (iii) chi phí lớn về tài nguyên máy 3tính và băng thông, (iv) các vấn đề về bảo mật khi nguồn dữ liệunằm xa trung tâm dữ liệu. Chính vì vậy, trong những năm vừa qua, chúng ta chứng kiếnsự dịch chuyển các chức năng trong đám mây về phía biên mạng,tạo ra điện toán biên. Trong khuôn khổ của Luận án, tác giả thựchiện các nghiên cứu về lĩnh vực điện toán biên di động (MEC)[4]. Kỹ thuật MEC cung cấp khả năng điện toán trong mạng truycập vô tuyến (RAN) và môi trường dịch vụ công nghệ thông tinngay tại biên mạng, nơi gần với nguồn dữ liệu/người dùng nhất.Định nghĩa ban đầu về MEC được viện Tiêu chuẩn Viễn thôngchâu Âu đề xuất vào năm 2014, đề cập đến các trạm trung tâm(BS) sẽ hỗ trợ tính toán và lưu trữ nhằm giảm tải cho các ngườidùng trong mạng RAN. Về sau, Cisco mở rộng định nghĩa chocác thiết bị MEC, chúng có thể là điện thoại thông minh, các thiếtbị IoT, hay các cảm biến trong mạng cảm biến không dây. Mặc dù vậy, việc triển khai MEC vẫn còn rất nhiều vấn đề tồntại cần giải quyết triệt để, cụ thể được tóm tắt thành 4 mục nhưsau:1) Quản lý và phân bố tài nguyên trong MEC: Phân bổ tài nguyên tính toán, năng lượng và lưu trữ là một thách thức quan trọng trong quá trình hiện thực hóa MEC. Lý do là những tài nguyên này trong MEC hữu hạn, trong khi số lượng ứng dụng ngày càng tăng và sự gia tăng bùng nổ trong lưu lượng di động.2) Mô hình giảm tải hiệu quả trong MEC: Để hiện thực MEC chúng ta cần trả lời được câu hỏi người dùng và máy chủ sẽ hoạt động như thế nào, phối hợp với nhau ra sao. Truyền thông vô tuyến trong mạng MEC cũng chịu nhiều tác động từ nhiễu, can nhiễu, hệ số kênh truyền ngẫu nhiên, các hiện tượng phản xạ hay tán xạ tín hiệu. Do đó, các mô hình giảm 4 tải tính toán hiệu quả là cần thiết để người dùng có thể hoàn thành ứng dụng.3) Tích hợp vào cơ sở hạ tầng sẵn có: Một thách thức quan trọng khác là sự tích hợp liền mạch của MEC vào kiến trúc mạng sẵn có, không gây ảnh hưởng đến các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của mạng lõi và thiết bị đầu cuối. Nghiên cứu về sự hoạt động song song của MEC và đám mây cũ ...