移动环境下的服务发现算法与应用迁移模型研究

摘要

在移动的环境下，用户手中持有的设备功能越来越强大。智能手机的日益普及，移动通讯企业推出的无线上网卡，使得人们随时随地都能访问网络资源。3G时代已经到来，极大的提升了数据传输速率，3G上网本也开始普及到普通用户手中。在移动终端设备计算能力和网络传输速率两个方面都获得巨大进步的形势下，移动环境下实现普适计算的要求越来越迫切，条件也逐步成熟。但是移动的环境下存在着以下几个问题：第一，用户移动的范围非常大，在远距离移动的情况下，用户在本地使用的服务在异地就可能无法使用。如何让用户在毫不知情的情况下，使用异地的服务在原来基础上继续完成用户任务。这也就是在移动环境下实现用户应用迁移的主要问题。第二，在移动的环境下，终端设备所拥有的网络资源毕竟是有限的，而且在不同的空间带宽资源可能会不稳定。在这种情况下，用户发现服务的效率可能会很低，现有的服务发现算法效果可能不太理想。 本文的主要工作是以移动环境下的普适计算应用为背景，基于对移动环境下普适计算存在的问题的讨论，提出了适合在移动环境下进行服务发现的算法，并建立了能够指导移动环境下普适计算的应用迁移模型。通过对现有服务注册，发现模型的分析，结合移动环境的特点（网络的带宽限制与不稳定性），本文对现有的服务发现算法进行了改进，提出了基于注册中心缓存机制的服务发现算法。针对移动用户远距离的地域跨越引起的本地服务无法使用问题，本文提出移动环境下的应用迁移模型（AMFME），以解决移动环境用户应用迁移的问题。文中提出了任务管理器，上下文感知器，环境管理器，服务提供者等概念，并阐述了模型各部分的功能。AMFME模型让用户可以在异地寻找可用的服务来满足功能需求，并且在原来进度的基础上继续执行用户任务。 针对移动环境下的普适计算应用难点，本文在服务发现和应用迁移两个方面取得了一定的研究成果。通过实验室环境的模拟验证，证明移动环境下服务发现算法的正确性和可用性。在该算法与现有服务发现算法的实验对比中证明该算法在网络不稳定和带宽资源有限的情况下发现服务的速度更快，效率也更高。通过对现实场景的模拟仿真，证明了在用户进行远距离移动时用户任务是完全可恢复的，AMFME模型对移动环境下的应用迁移提供了很好的支持。 本文立足于移动环境下的普适计算应用背景，提出了适应环境的服务发现算法，对于改善服务发现工作具有很大的实践意义。而AMFME模型的提出，不但为移动环境下的应用迁移提供了新的思路，在指导实践应用方面也具有很大的现实意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1课题研究背景和意义

1.2主要工作和创新

1.3本文组织结构

第2章 基本概念及相关研究

2.1从分布式系统到普适计算

2.2相关研究

第3章 移动环境下的服务发现算法研究

3.1当前的服务注册、服务发现模型

3.1.1服务发现模型概念

3.1.2服务注册、发现模型的基本流程

3.2移动环境下的服务发现机制

3.2.1服务发现的主要任务

3.2.2移动环境下的服务发现算法改进

3.3实验设计与验证

3.3.1实验思路

3.3.2正确性验证

3.3.3与现有算法的对比

第4章 移动环境下的应用迁移模型研究

4.1移动环境下的应用迁移问题

4.2当前的解决方案

4.3移动环境下的应用迁移模型

4.3.1移动环境下的应用迁移模型概论

4.3.2应用迁移模型组件功能

4.3.3应用迁移模型的优点

4.3.4应用迁移模型小结

4.4实验设计与验证

4.4.1实验场景模拟

4.4.2实验思路

4.4.3模型正确性验证

4.4.4与应用整体迁移对比

第5章 总结和展望

5.1工作总结

5.2未来工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

攻读学位期间参与的项目