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当前互联网已经成为人们生活、经济及社会发展中不可替代的基础设施,但是也面临着各种问题及挑战,如可扩展性、安全性、移动性以及服务的高质量传输等。针对这些问题及挑战,近年来国内外学者开始采用革命式(Clean-slate)的思路来研究和设计未来互联网的体系结构。这些研究中许多将“服务”作为互联网体系结构的核心,即研究面向服务的未来互联网体系结构,如美国NSF资助的NDN和DONA,欧盟FP7框架下的PSIRP及国内973计划资助的SOFIA等。
本论文的工作依托重庆市自然科学基金计划重点项目“基于服务计算的未来网络体系结构与机理研究”。在基于服务计算的未来互联网体系结构中,服务本地化作为互联网服务的一种重要处理方式,着重解决现有互联网中因采用尽力而为传输模式所产生的流量可扩展性问题。然而,服务本地化过程依赖于高效的服务迁移机制,即何时、如何、从哪里将服务迁移到本地。本文基于面向服务的未来互联网的特征,研究给出了三种服务迁移机制算法,以高效地实现服务的本地化运行。
本论文的主要工作及贡献体现在以下几个方面:
(1)本论文的研究是在“基于服务计算的未来互联网体系结构SCFIA(Service-Computing-based Future Internet Architecture)”下提出的,首先介绍SCFIA的体系结构及特点,然后着重研究服务迁移机制中的两个关键问题,即服务迁移的触发策略和提高服务迁移效率的相关算法。
(2)针对服务迁移的触发策略,即何时将服务迁移到本地的问题,提出基于用户行为的服务迁移触发策略,通过分析互联网网关日志,使点击量多的少数网站拥有的服务被请求时将优先触发迁移。
(3)为提高服务迁移效率,即缩短服务迁移总处理时间,首先给出服务迁移模型,然后针对静态类和动态类服务,分别提出不同的迁移算法。其中静态类服务的迁移取决于服务系统的负载和网络延迟,动态类服务的迁移依据服务系统之间的最佳转移概率。
(4)设计并实现服务迁移原型系统,其中包括服务系统和用户端的设计,然后在原型系统中对服务迁移机制进行功能性测试,验证迁移前后数据流的路径变化、骨干流量状况及静态类服务迁移算法性能,最后通过MATLAB分析动态类迁移策略中负载、时延和迁移时间三者的关系。