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基于综合信任的边缘计算资源协同研究

更新时间:2019-12-27 09:34:39 大小:2M 上传用户:IC老兵查看TA发布的资源 标签:边缘计算资源协同研 下载积分:1分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

边缘计算旨在共享利用边缘设备的计算、通信资源,满足人们对服务的实时响应、隐私与安全、计算自主性等需求,随物联网的发展将有广阔应用前景.调研了边缘计算的特征、基本概念和定义、最新研究进展以及边缘计算研究的挑战与发展趋势.基于边缘计算的核心挑战之一——隐私信任与安全保障问题,针对用户应用需求特征,充分考虑用户体验质量(QoE)来优化边缘计算系统.通过集成用户和资源的身份信任、行为信任、能力信任3个方面为综合信任度,利用信任评估保障对边缘计算资源管理与协同优化.针对终端的动态性、边缘设施能力受限、边缘与终端的邻近性、云中心功能强和距离远的特征,融合云计算、P2P计算、C/S与网格计算模式,构建多层自适应的统一计算模型,实现对应用场景动态匹配;研究以用户体验质量为目标的综合资源/用户信任评估体系与模型,实现资源QoS向QoE的指标映射,构建资源和用户的身份信任、行为信任评价机制,形成综合信任评估体系与模型;根据应用需求,研究面向计算能力、移动性与可用服务时间、剩余能量、带宽等多重约束的边缘计算的任务卸载、资源调度算法和优化方案,实现资源在终端、边缘、云中心3层级可信共享和优化利用,更好满足用户QoE需求.最后通过流计算任务分配的边缘计算场景验证了模型框架的有效性.


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:
DOI10.7544issn10001239 .2018 .20170800  
-
计 算 机 研 究 与 发 展  
?
(): ,  
553 449477 2018  
-
JournalofCom uterResearchandDevelo ment  
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基于综合信任的边缘计算资源协同研究  
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1
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邓晓衡  
关培源  
万志文  
刘恩陆  
罗
杰
赵智慧  
刘亚军  
张洪刚  
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1
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中南大学信息科学与工程学院 长沙  
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2
3
(
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中南大学软件学院 长沙  
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410075  
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(
)
马萨诸塞大学波士顿分校工程系 波士顿  
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021253393  
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dxh csu.edu.cn  
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InteratedTrustBasedResourceCooerationinEdeCom utin  
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GuanPeiuan WanZhiwen LiuEnlu LuoJie ZhaoZhihui LiuYaun and  
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Den Xiaohen  
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Zhan Hon an  
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(
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Schoolo InormationScience & Enineerin CentralSouthUniversit Chansha410075  
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Schoolo Sotware CentralSouthUniversit Chansha410075  
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(
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Enineerin De artment Universit o MassachusettsBoston Boston021253393  
-
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Abstract Edecom utin asanewcom utin aradi m isdesinedtoshareresourcesofede  
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develo mentofInternetofthins IoT andmobileInternettechnolo edecom utin isof reat  
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rivac andsecurit inedecom utin wefocuson  
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suchascloudcom utin P2Pcom utin CSand ridcom utin andconstructsamultilaer self  
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QoS and ualit ofexerience 2 constructidentit trust behaviortrustofresourcesandusers  
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Internetofthins interatedtrust  
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;
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修回日期  
2017 12 11  
收稿日期  
- -  
2017 10 23  
-
-
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:
基金项目 国家自然科学基金项目  
(
,
61772553 61379058  
)
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( , )  
Thisworkwassu ortedb theNationalNaturalScienceFoundationofChina 61772553 61379058 .  
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2018 553  
ꢀ
计算机研究与发展  
450  
、 , 、  
边缘计算旨在共享利用边缘设备的计算 通信资源 满足人们对服务的实时响应 隐私与安全  
、
摘
要
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ꢀ
, 、 、  
计算自主性等需求 随物联网的发展将有广阔应用前景 调研了边缘计算的特征 基本概念和定义 最新  
.
———  
研究进展以及边缘计算研究的挑战与发展趋势 基于边缘计算的核心挑战之一  
隐私信任与安全保  
)
来优化边缘计算系统 通过集成用户和  
QoE  
.
, ,  
障问题 针对用户应用需求特征 充分考虑用户体验质量  
(
.
、 、 ,  
资源的身份信任 行为信任 能力信任 个方面为综合信任度 利用信任评估保障对边缘计算资源管理  
3
、 、 、  
与协同优化 针对终端的动态性 边缘设施能力受限 边缘与终端的邻近性 云中心功能强和距离远的特  
.
,
征 融合云计算  
、
P2P  
、 , ,  
与网格计算模式 构建多层自适应的统一计算模型 实现对应用场景动  
CS  
?
计算  
; ,  
态匹配 研究以用户体验质量为目标的综合资源 用户信任评估体系与模型 实现资源  
?
向
QoS QoE  
的指  
, 、 , ;  
标映射 构建资源和用户的身份信任 行为信任评价机制 形成综合信任评估体系与模型 根据应用需  
, 、 、 、 、  
求 研究面向计算能力 移动性与可用服务时间 剩余能量 带宽等多重约束的边缘计算的任务卸载 资  
, 、 、 ,  
源调度算法和优化方案 实现资源在终端 边缘 云中 心 层级可 信共享 和 优化 利用 更 好 满足用户  
3
需求 最后通过流计算任务分配的边缘计算场景验证了模型框架的有效性  
. .  
QoE  
; ; ; ; ;  
分布式计算 边缘计算 雾计算 移动边缘计算 物联网 综合信任  
关键词  
ꢀ
中图法分类号  
TP393  
ꢀ
、 、  
时性需求 大数据量交互与处理 本地化位置相关计  
(
)
edecom utin  
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,
算的需求 边缘计算  
.
应运而生 代  
计算模式的演进与资源协同  
1
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,
表了云计算之后回归的新的计算范例 其中计算和  
、
计算的硬件形态 计算体的连接形式与应用的  
, 、  
存储资源放置在互联网的边缘 靠近移动设备 传感  
,
需求发展相互影响 使得计算范式经历了从大型机  
,
器和最终用户 边缘计算不是要替代云计算 而是与  
.
;
终端的集中计算模式 到服务器  
, ,  
云计算有机融合 进 行 权衡 使 用 户 获 得 最 好的体  
计算机网  
+PC+  
+
, 、  
络的自主网络计算模式 其表现为集群计算 网格计  
(
验 边 缘 计 算 又 被 称 为 或 者 表 现 为 雾 计 算  
fo  
g
.
, ;  
算 期间还有对等计算等形式 进一步的发展使计算  
)、  
移动边缘计算  
(
)
mobileedecom utin  
ꢀ gꢀ  
g
com utin  
p
g
p
[
]
57  
-
, 、  
再次回归集中 形成云平台 数据中心 终端的中心  
+
“
研究者 使 用 诸 如 朵 云  
.
”、“ ”  
微 数 据 中 心 和  
等
[
]
[
]
810  
,
代表着  
12  
-
-
,
计算模式 表现为云计算与数据中心服务  
云计  
“ ”  
雾 的术语来指代小的边缘定位节点  
.
、
算通过将 资源或信息服务的基础设施中心 平  
ICT  
、
和云计算 大数据中心概念体系中相对应的另一面  
.
,
,
从计算模式的演进 我们可以发现其中有一个  
台和应用服务器等虚拟化直接提供基础设施服务  
、 、 、  
如各种服务器 数据库 存储设备 并行分布式计算  
、
基本的因素就是模式演化都是为了更加充分 有效  
; , 、  
系统等 或者形成平台 如运营 支撑和开发平台等  
;
, 、 、  
地协同各种资源 包括计算 存储 通信资源等 物联  
.
, 、  
或者构建服务应用 如提供的软件 数据和信息等各  
、 ,  
网 移动互联网的不断发展 意味着网络的边缘有海  
,
量的数据产生和巨大边缘就近计算的需求 产生大  
种应用 云计算的核心思想是通过将超大容量的资  
.
, ,  
源集中统一管理 根据用户的需求与请求 动态地分  
量的边缘流量可能对核心网络带宽产生挑战 卡内  
.
, ,  
配 由于集中的管理模式有良好商业模式 包括亚马  
基梅隆大 学计算机 系  
教 授 指 出 从  
Satanaraanan  
y
y
、
、
微软等  
Goole  
、
互联网和通信等行业大企业  
IT  
,
,
逊
发展的成功程度来看 云计算正在让位于边缘计算  
未来边缘计算应用以及终端用户的体验都将不断提  
g
, ,  
纷纷进入云计算领域 云计算也因此蓬勃发展 应用  
[ ]  
11  
[
]
34  
-
,
边缘计算将有着广泛 的 应 用 前景 业 内甚至  
,
云计算高度发展 完全集中  
升
和服务于各行各业  
.
.
、
将边缘计算和云计算看作未来 种并存 对等的计  
2
,
化 也带来不可避免的局限性 比如电子商务平台  
.
、
、 、  
评级服务 搜索引擎 在线社交网络和位置服务等集  
算模式 学术界的研究者们已经针对这种计算模式  
.
、 、  
的体系结构 关键理论与科学问题 技术挑战等问题  
;
中式服务释放个人和社交数据而导致隐私泄露 从用  
,
进行探索 并形成许多初创成果 为推动边缘计算的  
.
,
户到云完全授权的应用程序和系统控制 要求客户  
[
]
1213  
,
-
,
端到云的单方面信任 阻碍了用户之间建立更细粒  
深入研究  
美国自然科学基金会于  
年首次  
2016  
; ,  
度的信任 同时 还失去和浪费了现代个人设备的计  
以边缘 计 算 为 主 题 设 立 研 究 计 划 资 助 科 学 家 研  
[
]
14  
;
、 ; ,  
算 通信和存储能力 最后 云计算亦无法满足强实  
,
究
FutureGenerationCom uterSstemsIEEE  
ꢀy  
ꢀ
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