تخصیص بهینه منابع در شبکه‌های حسگر نرم‌افزارمحور چندوظیفه‌ای
الموضوعات :
سید اکبر مصطفوی
1
(دانشگاه یزد)
مهدی آقاصرام
2
(دانشگاه یزد)
طیبه سلیمیان
3
(دانشگاه یزد)
الکلمات المفتاحية: شبکه‌های حسگر بی‌سیمشبکه‌های حسگر نرم‌افزارمحورتخصیص منابعبهینه سازی,
ملخص المقالة :
در شبکه‌های حسگر نرم‌افزارمحور برخلاف شبکه‌های حسگر بی‌سیم سنتی که تنها برای یک کاربرد خاص برنامه‌ریزی شدند، می‌توان روی هر گره شبکه چندین حسگر تعبیه نمود و برای آن چندین وظیفه به طور هم‌زمان تعریف کرد. هر کدام از این گره‌های حسگر دارای یک برنامه مجازی‌سازی هستند که به آنها امکان می‌دهد به صورت یک زیرساخت ارتباطی مشترک به چندین کاربرد مختلف، سرویس ارائه کنند. کاربردهای مختلف حسگری در شبکه می‌توانند توابع هدف و پارامترهای تصمیم‌گیری متفاوتی داشته باشند. با توجه به محدودیت منابع گره‌های شبکه حسگر، تعدد و تنوع وظایف در هر کاربرد، نیازهای کیفیت سرویس متفاوت هر کاربرد و تفاوت توابع هدف برای کاربردهای مختلف، مسئله تخصیص منابع به وظایف می‌تواند بسیار پیچیده باشد. در این مقاله، مسئله تخصیص منابع به کاربردهای مختلف گره‌های حسگر در شبکه‌های حسگر نرم‌افزارمحور با هدف تحقق توابع هدف مختلف به صورت یک مسئله بهینه‌سازی چندهدفه فرمول‌بندی می‌گردد و پاسخ بهینه آن ارائه می‌شود. با در نظر گرفتن محدودیت‌های حافظه و انتخاب کوتاه‌ترین مسیر، روش پیشنهادی می‌تواند پاسخ‌های بهتری را در قیاس با روش‌های موجود بیابد.
[1] C. M. D. Farias, et al., "A systematic review of shared sensor networks," ACM Computing Surveys, vol. 44, no. 4, Article No.: 51, Feb. 2016.
[2] C. Delgado, et al., "An optimization framework for resource allocation in virtual sensor networks," in Proc. IEEE Global Communications Conf,. GLOBECOM'15, 7 pp., San Diego, CA, USA, 6-10 Dec. 2015.
[3] N. M. K. Chowdhury and R. Boutaba, "A survey of network virtualization," Computer Networks, vol. 54, no. 5, pp. 862-876, Apr. 2010.
[4] A. Wang, M. Iyer, R. Dutta, G. N. Rouskas, and L. Baldinel, "Network virtualization: technologies, perspectives, and frontiers," Lightwave Technology, vol. 31, no. 4, pp. 523-537, 15 Feb. 2013.
[5] H. Kim and N. Feamster, "Improving network management with software defined networking," IEEE Communications Magazine, vol. 51, no. 2, pp. 114-119, Feb. 2013.
[6] S. Costanzo, L. Galluccio, G. Morabito, and S. Palazzo, "Software defined wireless networks: unbridling SDNs," in Proc. European Workshop on Software Defined Networking, EWSDN'12, 6 pp., Darmstadt, Germany, 25-26 Oct. 2012.
[7] A. P. Jayasumana, Q. Han, and T. H. Illangasekare, "Virtual sensor networks-a resource efficient approach for concurrent application," in Proc. 4th Int. Conf. on IEEE Information Technology, ITNG'07, pp. 111-115, Las Vegas, NV, USA, 2-4 Apr. 2007.
[8] D. Kreutz, et al., "Software-defined networking: a comprehensive survey," Proceeding of the IEEE, vol. 103, no. 1, pp. 14-76, Jan. 2015.
[9] D. Zeng, P. Li, S. Guo, T. Miyazaki, J. Hu, and Y. Xiang, "Energy minimization in multi-task software-defined sensor networks," IEEE Trans. on Computers, vol. 64, no. 11, pp. 3128-3139, Nov. 2015.
[10] S. Bousnina, et al., "A greedy approach for resource allocation in virtual sensor networks," 2017 Wireless Days, pp. 15-20, Porto, Portugal, 29-31 Mar. 2017.
[11] C. Delgado, et al., "Energy-aware dynamic resource allocation in virtual sensor networks," in Proc. 14th IEEE Annual Consumer Communications Networking Conf., CCNC'17, pp. 264-267, Las Vegas, NV, USA, 8-11 Jan. 2017.
[12] S. Tomovic and I. Radusinovic, "Allocation algorithm for handling multiple applications in software-defined WSN," in Proc. 24th Telecommunications Forum, TELFOR'16, 4 pp., Belgrade, Serbia, Nov. 2016.
[13] S. Tomovic and I. Radusinovic, "Mapping application requirements to virtualization-enabled software defined WSN," Wireless Personal Communications, vol. 79, pp. 1693-1709, Feb. 2017.
[14] A. Wang, M. Iyer, R. Dutta, G. N. Rouskas, and I. Baldine, "Network virtualization: technologies, perspectives, and frontiers," Journal of Lightwave Technology, vol. 31, no. 4, pp. 523-537, 15 Feb. 2013.
[15] R. Huang, X. Chu, J. Zhang, and Y. H. Hu, "Energy-efficient monitoring in software defined wireless sensor networks using reinforcement learning: a prototype," International J. of Distributed Sensor Networks, vol. 11, no. 10, pp. 1-12, Aug. 2015.
[16] C. M. de Farias, W. Li, F. C. Delicato, L. Pirmez, P. F. Pires, and A. Y. Zomaya, "SERAPH: service allocation algorithm for the execution of multiple applications in heterogeneous shared sensor and actuator networks," Management of Cyber Physical Objects in the Future Internet of Things, Springer, Cham, vol. 1, pp. 93-113, Jan. 2016.
[17] A. E. Redondi, Energy-Aware Visual Analysis for Wireless Multimedia Sensor Networks, PhD. Dissertation, Politecnico Di Milano, 2014.
