بخشی از مقاله
چکیده
شبکههای محاسباتی1 محیطی را برای اجرای موثر کار 2ها با به اشتراک گذاشتن منابع، در محیطهای غیر همگن فراهم میکنند. اخیراً، ساختارهای فراوانی برای شبکههای محاسباتی توسعه داده شدهاند، اما اکثر آنها گرههای محاسباتی را توسط کابل به هم متصل میکنند. بااینحال اگر بتوانیم تکنولوژی شبکههای بیسیم، ابزارها و منابع آن را با شبکههای محاسباتی ادغام کنیم، محاسبات شبکه ای به زودی بطور گسترده در زمینههای مختلف جهت ارائه خدمات به افراد زیادی در سراسر دنیا توسعه داده میشوند.
در این طرح محیط شبکههای محاسباتی شامل شبکههای محاسباتی بیسیم3 و شبکههای محاسباتی موبایل4 میشود، که مفاهیم کاربران متحرک و ابزارهای متحرک را وارد شبکهای محاسباتی کابلی مینماید. دوچالش عمده در شبکههای محاسباتی متحرک وجود دارد یکی متحرک بودن منابع و دیگری محدودیت در توان الکتریکی منابع که منجر به از بین رفتن کارها5 و کاهش کارآیی شبکههای محاسباتی می گردد. در این مقاله با ارائه یک روش افزایشی برای کارها و همچنین کشف و تخصیص منابع بصورت سلسله مراتبی روشی کارآ و مقاوم در برابر بروز خطا در شبکههای محاسباتی ارائه شده است.
.1 مقدمه
شبکههای محاسباتی محیطی را برای اجرای موثر کارها با به اشتراک گذاشتن منابع، در محیطهای غیر همگن فراهم میکنند. اما ساختارهای توسعه داده شده برای شبکههای محاسباتی اکثراً در محاسبات علمی و یا فراهم کردن مکان ذخیرسازی حجیم برای کاربران این نوع محاسبات استفاده میشود، که برای مردم عادی چندان قابل استفاده نیست. همچنین این ساختارها گرهها را با کابل به هم متصل میکنند و به ندرت با تکنولوژی بیسیم و ابزارهای متحرک وفق داده شدهاند.[1]
ضرورت وجود تکنولوژیهای بیسیم و همچنین فراگیر بودن این تکنولوژیها بستر مناسبی را جهت ایجاد و استفاده از شبکههای محاسباتی فراهم کرده است. شبکههای محاسباتی بی سیم استفاده از منابع متحرک و کوچگر را در کنار منابع ثابت، در سازمانهای مجازی امکانپذیر میکند.[2] در واقع اگر ما بتوانیم تکنولوژی شبکههای بیسیم، ابزارها و منابع آن را با شبکههای محاسباتی کابلی در جهت ایجاد یک ساختار قابل دستیابی توسط تکنولوژی بیسیم ادغام نماییم، محاسبات شبکهای به زودی بطور گسترده در زمینههای مختلف جهت ارائه خدمات به افراد زیادی در سراسر دنیا توسعه داده میشوند.
در این صورت شبکههای محاسباتی بیش از پیش کاربردی شده و برای عموم مفید واقع میشوند. علاوه بر این، شبکههای بیسیم و نقاط دسترسی1 بطور گسترده تولید میشوند و هزینه تولید تجهیزات بیسیم روز به روز کاهش مییابد. امروزه تکنولوژی بیسیم به سرعت در زندگی تحصیل و سرگرمی مردم وارد شده و مردم به راحتی از آن استفاده میکنند. همچنین توان محاسباتی و ظرفیت ذخیرهسازی تجهیزات متحرک به شدت افزایش یافته است و این موضوع خود توسعه شبکه های محاسباتی متحرک را تسهیل میکند. هر چند بدلیل محدودیتهایی نظیر وضوح تصویر، مصرف انرژی بیش از اندازه و چند برنامگی2 پایین نمیتوان انتظار داشت به زودی این ابزارها جای کامپیوترهای شخصی را بگیرند، اما تجمیع این ابزارهای متحرک با کاربران ثابت و ساختارهای محاسباتی موجود میتواند در توسعه کاربرد شبکههای محاسباتی متحرک همچون سایر شبکههای محاسباتی موثر باشد.[1,3]
یکی از مشکلات اساسی برای ترکیب منابع متحرک و شبکههای محاسباتی کابلی، رساندن پیغامهای ارسالی به یک منبع بصورت کارآ و موثر میباشد. بدلیل متحرک و کوچگر3 بودن منابع پیغام ارسالی ممکن است هیچگاه به مقصد نرسد. برای حل این مشکل ساختارهای بسیاری توسعه داده شدهاند برای مثال، در منبع شماره[1]، یک پلاتفرم سرویس با استفاده از عامل 4ها و پروتکل SIP برای سیستمهای محاسباتی بیسیم پیشنهاد شده است که در آن ساختار دسترسی بیسیم برای عاملهای متحرک ایجاد گردیده است.
در مقاله مذکور یک شمای جعبه ارسال توزیع شده - بعنوان بافر میانگیر ارسال پیغامها - بر روی شبکه محاسباتی جهت رفع مشکل رساندن پیغامها پیشنهاد شده است. هر گرهی از شبکه محاسباتی دارای یک جعبه ارسال است که بعنوان میانگیر پیش از ارسال پیغام به عامل مقصد آن را بافر مینماید. همچنین تعدادی نقاط دسترسی جهت امکانپذیر نمودن ارتباطات بیسیم با شبکه محاسباتی وجود دارد. شمای مذکور میتواند بطور موثر پیغامها را به عامل مقصد برساند، حتی اگر این عامل از خوشه مربوطه مهاجرت5 کرده باشد.
.2 مقالات مرتبط
دو مشکل عمده در ارتباط با شبکههای محاسباتی متحرک وجود دارد، متحرک بودن منابع - منابع کوچگر - و نیروی باطری محدود، که موجب از بین رفتن کار ،کاهش تحملپذیری خطا6 و کاهش کارآیی7 میگردد. کارهای مرتبط با این مقاله هر کدام تنها سعی در اصلاح یکی از پارامترهای تحملپذیری خطا و یا کارآیی داشتهاند. در صورتیکه در این مقالات افزایش یک پارامتر موجب کاهش پارامتر دیگر می گردد.
شبکههای محاسباتی یک محیط مجازی جهت اجرای برنامههای بسیار بزرگ بصورت کارآ بر روی منابع به اشتراک گذاشته شده توسط چندین موسسه را فراهم میکنند.[4] در اوایل سال 2000 میلادی با تجمیع منابع متحرک و ارتباطات شبکه بیسیم با شبکههای محاسباتی کابلی محاسبات شبکهای به محاسبات شبکهای بی سیم و متحرک توسعه داده شدهاست. منبع شماره [5] ترکیب و تجمیع شبکههای محاسباتی بی سیم را با شبکههای محاسباتی کابلی مورد بحث قرار میدهد ویک معماری مبتنی بر پراکسی را در این جهت توسعه میدهد.
در مقایسه با منابع در شبکههای محاسباتی کابلی، ظرفیت باطری در منابع متحرک ضعفهای بسیاری دارد. بنابراین منبع شماره[6] راهی جهت اجرای برنامههای چند رسانهای در منابع مورد استفاده دستی که محدودیت در ظرفیت باطری دارند فراهم میکند. در منبع شماره [7] سعی شده است میانگین باطری مصرف شده توسط زمانبند در شبکههای موبایل کاهش یابد. با روش سلسله مراتبی برای کشف و تخصیص منابع میتوانیم کارآیی را اصلاح کنیم. در مدل ارائه شده درمنبع شماره[2] مکانیزم سلسله مراتبی برای کشف منابع بکار گرفته شده است. به این صورت که ابتدا منبع مورد نظر در خوشهای که کار در آن ایجاد میشود، جستجو می گردد و در نهایت در همه سازمان مجازی مورد جستجو قرار می گیرد. این طرح به کاربر این امکان را میدهد که کار خود را در منابع مقرون به صرفه انجام دهد.
.3 مدل سیستم
در شکل 1 محیط شبکههای محاسباتی متحرک نشان داده شده است که میتواند در الگوریتم پیشنهادی ما مورد استفاده قرار گیرد. یک شبکه محاسباتی کابلی و چندین شبکه محاسباتی متحرک به هم متصل شدهاند و یک پراکسی جهت مدیریت منابع متحرک، در شبکههای محاسباتی متحرک وجود دارد.
