透明计算中的动态切换和数据传输课件.pptx

1、主要关注于 的发展云计算的特点“单机”模式“网络”模式“计算”为中心“数据”为中心软件/资源共享服务共享25.5.用户选择用户选择3.3.集中化的后端集中化的后端2.2.网络化的网络化的云后端云后端4.4.轻巧移动小型轻巧移动小型虚拟化的前端虚拟化的前端1.1.虚拟化的前端和虚拟化的前端和指定服务器指定服务器透明计算的特点运算存储管理服务终端3透明计算与云计算的比较计算处于云端本地存储处于远程远程，本地也可以有缓存网络依赖数据内容依赖于网络本地缓存的情况下依赖性较小硬件与软件系统与硬件绑定，只能部署特定软件，相对固定软件与硬件分离，支持动态部署基于多种操作系统的应用程序系统安全性仍存在一定隐患

2、可以有效解决安全隐患操作系统冯诺依曼OS网络OS关注层面服务端终端终端服务端Transparent Computing VS.Cloud Computing 4VM（Xen、KVM）终端系统（终端系统（MID）透明操作系统客户端5调度与管理模块调度与管理模块UEFI服务模块服务模块/协议协议UEFI服务模块服务模块/协议协议TNOS客户端客户端TNOS服务器端服务器端UEFI服务模块服务模块/协议协议其他操作系统其他操作系统(虚拟执行虚拟执行)协议协议MRBPNSAPUDP其他操作系统其他操作系统(虚拟执行虚拟执行)协议协议MRBPNSAPUDPTNOS客户端客户端其他操作系统其他操作系统其他

3、操作系统其他操作系统其他操作系统其他操作系统一对一映射关系6有线或无线有线或无线通信网络通信网络做做PPT+找找素材素材AppAppAppAppAppAppApp透明计算透明计算服务端服务端基于位置感知的基于位置感知的自适应切换自适应切换基于需求的主动切换基于需求的主动切换一对多映射关系假设如下场景7面临的挑战：需要解决跨异构平台应用程序间，对于终端硬件资源的抢占与并发执行q 传统应用程序的执行需要包括两部分内容：应用程序上层代码的执行，完成应用服务的既定功能；应用程序底层驱动的实现，通过操作系统API的调用完成对硬件资源的管理和使用q 提出操作系统虚拟API技术，以实现底层操作系统的热切换在

4、meta OS之上架构API虚拟层，作为对上层应用程序的统一访问接口，以实现对底层硬件资源的统一管理解决思路将不同的API从各自的操作系统中剥离在MetaOS之上形成相应的虚拟接口可以同时运行多个跨操作系统应用程序，无需重载底层操作系统，即实现操作系统对用户透明化。8解决方案平台相关层是指特定操作系统相关的应用软件、支持库和库转换客户端程序，被放置在后台支持库服务器上，动态的被MetaOS加载或卸载。平台无关层是指各特定操作系统API经过库转换后，都已抽象成MetaOS的API调用。此部分程序随着MetaOS启动而被加载到前端用户终端，并常驻用户终端。API虚拟层的核心功能层是库转换层，它是连

5、接平台相关层和平台无关层的关键。9解决方案库转换客户端是平台相关的，其目标是将不同平台的程序调用转换成统一的调用接口。库转换服务器端目的是接受客户端的调用请求，并且将调用转换为底层MetaOS系统的调用。q API虚拟层10解决方案q 虚拟API系统运行流程激活加载调用交互休眠MetaOS根据用户使用软件历史记录以及用户选择，加载MetaOS系统运行所需要的库以及支持用户软件所需要的库文件。当用户热切换其他平台软件时，MetaOS会监测到所需要的支持库文件的缺失。MetaOS会向后台系统请求缺失的库文件，并从后台系统调入需要的支持库。11用户启动配置MetaOS透明计算终端。用户完成需要操作，

6、MetaOS保存用户数据，注销所使用的支持库，系统待机。假设如下场景有线或无线有线或无线通信网络通信网络AppAppAppAppAppAppApp玩游戏、玩游戏、发微薄发微薄租车、美食租车、美食、酒店、酒店透明计算透明计算服务端服务端12“服务器/客户端”模式的缺陷用户剧增、流量增大用户体验度下降连接增多、负载加重运维成本值上升面临的挑战：需要解决移动互联网环境中，由于网络性能不稳定对应用部署造成的影响，以及软件数据传输的大流量、高资费和由此造成的运营商的高负荷13透明计算服务器透明计算客户端解决思路需要更加可靠、快速的可扩展数据传输模式 14面向局部图数据的概率路由算法 基于模糊查询的候选转

7、发列表产生算法 基于置信度的候选列表优先级确定算法（筛选最可能的客户端进行转发）基于数据交互日志信息及数据元信息构建并维护客户端之间的交互关系，以图的形式存储 透明计算服务器基于图结构的资源发现与数据续传机制，保证资源的持续可用性15基于图数据的可扩展数据传输模式 q 基于数据交互日志信息及数据元信息构建并维护客户端之间的交互关系，以图的形式存储 q 面向局部图数据的概率路由算法；q 有效的资源发现与续传机制，以进一步改进用户体验解决思路解决方案2.提出概率路由转发机制3.设计两级数据查询算法sd1d2d3d5d6d4查询客户端与目标客户端的交互关系目标客户端间的交互关系查询客户端目标客户端基

8、于本地客户端与邻居节点的交互信息以及邻居节点间的交互信息，综合考虑网络带宽、时间、交互状态等信息构建面向本地客户端的局部交互信息图。T4,5(t)Ts,2(t)交互图内包含邻居节点之间的交互信息是为了提高资源发现的准确度，为后续的概率路由转发机制提供基础。16解决方案1.构建局部信息交互图3.设计两级数据查询算法本地客户端 s 为每个邻居节点 di 计算转发概率P s,i，并以此概率向 di 转发数据请求，进而减少广播带来的额外带宽消耗，提升资源获取效率。17解决方案1.构建局部信息交互图2.提出概率路由转发机制思路：基于局部交互信息图，利用概率路由转发机制，实现面向透明计算服务器以及客户端的

9、两级数据查询算法，保证数据可获得性。1112233查询节点选择合适数据源根据查询节点与服务器、查询节点与目标客户端之间的当前网络带宽决定从何处获取数据资源318查询客户端同时向透明计算服务器和客户端发送数据请求针对服务器级，直接与服务器建立连接，发送请求；针对客户端级，根据局部交互信息图的相关信息计算每个di的转发概率，并据此转发数据请求1服务器与客户端响应数据请求针对服务器级，服务器查询本地资源列表，据此返回拥有该数据的最优客户端；针对客户端级，客户端查询本地资源列表，若有资源则返回，若无资源则计算每个di的转发概率，并据此再次转发数据请求2两个结论q透明网络操作系统未来的云操作系统q透明网络终端未来的云终端支持支持C/SC/S模式模式支持支持C/CC/C模式模式未来的云终端透明网络透明网络终端终端分布式操作系统分布式操作系统非冯诺依曼结构非冯诺依曼结构未来的云操作系统透明透明网络操作系统网络操作系统内存外设CPUCPU硬盘网 络19