Задача маршрутизации в сети динамических туманных вычислений

Актуальность. В условиях роста трафика, перехода к сетям IMT-2030 и услугам Телеприсутствия, особое место занимают задачи эффективного управления сетевыми и вычислительными ресурсами. Туманные вычисления, как следующая стадия декомпозиции архитектуры многоуровневых облачных вычислений, призваны в корне изменить модели и методы распределения вычислительных задач, повлияв, в том числе, на модели взаимодействия «пользователь-оператор». На данный момент существует целый пласт научных задач для раскрытия возможностей туманных вычислений. Их возможно разделить на ряд направлений, таких как: исследование моделей и методов реализации услуг сверхнадежных сетей связи с ультрамалыми задержками, определенные еще в сетях IMT-2020; исследование моделей и методов обеспечения качества обслуживания, включая качество восприятия; исследование методов живой миграции микросервисов, а также групп типовых микросервисов; исследование моделей и методов распределения ресурсов динамических туманных вычислений с обеспечением устойчивости форм туманных вычислений (кластера, туманности); одним из потенциально эффективных направлений является исследования в области объединения федеративного обучения (Federated Learning) с динамическими туманными вычислениями. В данной статье решается задача маршрутизации, которую можно отнести к направлению инфраструктурных исследований динамических туманных вычислений. Постановка задачи: исследование эффективных методов определения маршрутов в сети динамических туманных вычислений, в том числе для задач миграции микросервисов услуг Телеприсутствия. Цель работы: исследование и разработка эффективного метода поиска пути миграции микросервисов в сети туманных вычислений, который мог бы обеспечивать учет характеристик соединений (граней графа сети), вычислительные возможности, ограничения устройств туманных вычислений, и их особенности – динамичность устройств вычислений. Используемые методы: для апробации предложенного метода была разработана модель в среде симулятора NS-3. Анализ полученных результатов показал эффективность предложенного метода в рамках поставленной задачи и различных сценариях применения. Новизна: разработан метод миграции микросервисов в качестве нового протокола маршрутизации в среде динамических туманных вычислений, отличающийся от известных тем, что этот метод обеспечивает взаимодействие устройств туманных вычислений для миграции микросервисов, при этом позволяет достичь снижения потребляемой энергии устройствами туманных вычислений на 41 % и уменьшить долю потерянных пакетов в среднем до 34 %. Практическая значимость: разработанный метод может быть использован при реализации туманных вычислений в условиях подвижности конечных устройств, в том числе с целью достижения требований перспективных услуг сетей IMT-2030.

туманные вычисления, маршрутизация