تحليل أداء عبء عمل الشبكة في الحوسبة الضبابية
Performance Analysis of Network Workload in Fog Computing
- الباحث
- عمر أنور نافع عبود
- المشرف
- توركان أحمد خليل
- الجامعة
- جامعة الموصل
- الكلية / القسم
- كلية الهندسة / هندسة الحاسوب
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2024
- لغة الرسالة
- إنجليزي
- الكلمات المفتاحية
- Fog computing ; Network workload ; Internet of Things ; Performance analysis
الملخص
تعد حوسبة الضباب تقنية شبكات ناشئة تعمل على توسيع الحوسبة السحابية لتشمل حواف الشبكة. يتم استخدامه للتغلب على قيود الحوسبة السحابية، مثل مشكلات النطاق الترددي وزمن الوصول. تعد الحوسبة الضبابية مناسبة لتطبيقات وأنظمة إنترنت الأشياء التفاعلية في الوقت الفعلي والتي تتطلب زمن وصول منخفض وأمانًا قويًا ووصولاً EE إلى الشبكة. في هذه الأطروحة، الهدف هو دراسة وفهم سلوك عبء العمل تحت مستويات تحميل مختلفة باستخدام أعداد مختلفة من العملاء (25، 50، 1005(، مع خمسة أجهزة استشعار لكل عميل. بعد dlls يتم تطبيق ودراسة مستويات مختلفة من جودة الخدمة (QOS25 ،QoS] ،QoS0) لبروتوكول تطبيق نقل القياس عن بعد في قائمة انتظار الرسائل (MQTT) من خلال تصميم وتنفيذ بيئة محاكاة حوسبة الضباب باستخدام إطار عمل ++OMNeT معدّل (++FogNetSim) لمحاكاة سلوك تطبيق رعاية صحية متعدد المستخدمين. يتم فحص أداء الشبكة في ظل أعباء عمل المتفاوتة باستخدام قياسات التجميع، مثل زمن الاستجابة من الناشر إلى المشتركء والإنتاجية، والتأخير الشامل. عند تطبيق أحد السيناريوهات بأخذ 25 عميلاء يكون زمن الوصول من الناشر إلى المشترك ل 0 هو )0.2704( ثانية، و0051 هو )0.2716( ،dnt و0052 هو )0.28054( ثانية. تمثل هذه القيم الحد الأقصى للتحميل على الشبكة عندما يكمل جميع المشتركين عملية الاشتراك لجميع بيانات المرضى المنشورة. الإنتاجية لنفس السيناريو هي (110.99) حزمة/ثانية ل 0050© في عقدة وسيط الضبابء، و(163.07) حزمة/ثانية في QOS] و(340.68) حزمة/ثانية في 0052. في الجزء الثاني من هذا العملء تم تطبيق ثلاث خوارزميات لدراسة تأثير موازنة التحميل في بيئة شبكة حوسبة ضبابية. هذه الخوارزميات هي Round-Robin, Random وخوارزمية Throttled المعدلة، والتي يتم تعديلها عن طريق إضافة طبقة إدارة إضافية لتكون أكثر ملاءمة لشبكات الحوسبة الضبابية وذلك من خلال فرز العقد من الأفضل إلى الأسوأ عبر ثلاث طرق فرز مقترحة واختيار أفضل عقدة لتنفيذ المهمة. إن نتائج وقت الاستجابة المعطاة باستخدام هذه الخوارزمية المعدلة أفضل من نتائج الخوارزمية Random وتشبه إلى حد كبير نتائج وقت الاستجابة لخوارزمية Round-Robin في QoS] Alls مع 5 عميلاً تكون النتيجة (0.2460) ثانية بدون خوارزمية موازنة التحميل، )0.1243( ثانية في الخوارزمية Random )0.1156( ثانية في خوارزمية Round-Robin و (0.1149) ثانية في خوارزمية gill المعدلة. مما يجعلها قابلة للتطبيق على شبكات الحوسبة الضبابية بالإضافة إلى شبكات الحوسبة السحابية. إقرار لجنة المناقشة نشهد نحن أعضاء لجنة التقويم والمناقشة الموقعون أدناه إننا قد اطلعنا على رسالة الطالب (عمر أنور نافع عبود) والموسومة (تحليل أداء عبء عمل الشبكة في الحوسبة الضبابية) وناقشناه في محتوياتها Lady له علاقة بها بتاريخ وقررنا إنه جدير لنيل شهادة ماجستير علوم في الهندسة الحاسوب اختصاص هندسة الحاسوب. التوقيع: التوقيع: رئيس اللجنة: Jj م. د. ميادة فارس غانم رئيس اللجنة: Jj م. د. فراس سامى حسيب المرتبة العلمية: أستاذ مساعد المرتبة العلمية: أستاذ مساعد التاريخ: التاريخ: التوقيع: التوقيع: رئيس اللجنة: م. د. انعام فتحي خضر رئيس اللجنة: أ. م. د توركان احمد خليل المرتبة العلمية: مدرس المرتبة العلمية: أستاذ مساعد التاريخ: التاريخ: إقرار مجلس الكلية اجتمع مجلس كلية الهندسة بجلسته ( ) المنعقدة في ) ) وقرر الاتي: يوصي المجلس بمنح شهادة ماجستير علوم في هندسة الحاسوب | هندسة الحاسوب. أ.م. د. ايمن طالب حميد أ.د. عبد الرحيم ابراهيم جاسم مقرر مجلس الكلية عميد الكلية
Abstract
Fog computing is an emerging networking technology that extends cloud computing to the network edges. It is used to overcome the limitations of cloud computing, such as issues of bandwidth and latency. Fog computing is appropriate for real-time interactive IoT applications and systems that demand low latency, robust security, and consistent network access. In this thesis work, the objective is to study and understand the workload behavior under different load levels by using different numbers of clients (25, 50, and 100), with five sensors for each client. Then, different levels of quality of service (QoS0, QoS1, and QoS2) for the Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) application protocol are applied and studied. By designing and implementing a fog computing simulation environment using a modified OMNeT++ framework (FogNetSim++) to simulate the behavior of a multi-user healthcare application, the performance of the network under varying workloads is investigated using collecting measurements, such as publisher-to-subscriber latency, throughput, and end-to-end delay. When applying one of the scenarios by taking 25 clients, the publisher-to-subscriber latency for QoS0 is (0.2704) seconds, QoS1 is (0.2716) seconds, and QoS2 is (0.28054) seconds. These values represent the maximum load on the network when all the subscribers complete the subscription process for all the published patient data. The throughput for the same scenario is (110.99) packets/sec for QoS0 in the fog broker node, (163.07) packets/sec in QoS1, and (340.68) packets/sec in QoS2. In the second part of this work, three algorithms are applied to study the effect of load balancing in a fog computing network environment. These algorithms are Random, Round-Robin, and the modified Throttled algorithm, which is modified by adding an extra management layer to be more suitable for fog computing networks by sorting the nodes from best to worst node via three suggested sorting methods and choosing the best node to execute the task. The given response time results by using this modified algorithm are better than those of the random algorithm and very similar to the response time results of the round-robin algorithm. In case QoS1 with 25 clients, the result is (0.2460) second without the load balancing algorithm, (0.1243) second in the random algorithm, (0.1156) second in the Roun-Robin algorithm, and (0.1149) second for the modified throttled algorithm. Thus, making it applicable for fog computing networks in addition to cloud computing networks. `
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.