فصلنامه علمی کارافن

فصلنامه علمی کارافن

تعادل بار مبتنی بر مهاجرت وظایف برای بهبود کیفیت سرویس در اینترنت اشیاء مبتنی بر شبکه نرم‌افزار محور

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (توسعه ای)

نویسندگان
گروه مهندسی کامپیوتر، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
10.48301/kssa.2026.535671.3259
چکیده
توسعه دستگاه‌های اینترنت اشیا موجب افزایش وظایف و عدم تعادل بارکاری منابع می‌شود که کاهش کیفیت سرویس را به همراه دارد. در راستای کنترل بارکاری منابع، بکارگیری شبکه نرم‌افزار محور ، راهکارهای کارآمدی را جهت برقراری تعادل بار با هدف بهبود کیفیت سرویس در کاربردهای اینترنت اشیا فراهم می‌سازد. رشد وظایف می‌تواند به اضافه بار برخی از کنترلرهای شبکه نرم‌افزار محور و کاهش بهره‌وری منابع منجر شود که استفاده از رویکردهای موثر تعادل بار ضروری می‌گردد. در این تحقیق، رویکرد تعادل بار مبتنی بر مهاجرت وظیفه ارائه شده است که وظایف کنترلر اضافه بار بر اساس کمترین وابستگی داخلی انتخاب و به کنترلرهای کم‌بار با بیشترین وابستگی خارجی و کمترین هزینه ارتباطی تخصیص داده می‌شوند.

روش پیشنهادی در محیط Mininet با کنترلر RYU پیاده‌سازی و با رویکردهای مرسوم SMSC، DLBM، DHA و CAMD مقایسه شده است. معیارهای ارزیابی شامل زمان پاسخ، هزینه مهاجرت، تعداد مهاجرت، مصرف انرژی و بهره‌وری منبع پردازنده بر روی توپولوژی‌های ARN، Atlanta و NSF می‌باشند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که روش پیشنهادی به طور متوسط موجب کاهش 36.3 درصدی زمان پاسخ کنترلر، 43 درصدی هزینه مهاجرت، 26 درصدی تعداد مهاجرت، 21 درصدی مصرف انرژی و افزایش 19.7 درصدی بهره‌وری منبع نسبت به رویکردهای مورد مقایسه‌ می‌شود. این نتایج بیانگر آن است که مهاجرت وظیفه مبتنی بر وابستگی در جهت تعادل بار می‌تواند به‌طور مؤثر موجب بهبود پارامترهای کیفیت سرویس گردد و رضایت کاربران را در شبکه‌های واقعی اینترنت اشیا افزایش دهد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Tasks migration-based load-balancing to improve QoS in SDN-based IoT

نویسندگان English

Mohammad Rostami
Salman Goli
Department of Computer, University of Kashan, Kashan , Iran
چکیده English

The development of Internet of Things (IoT) devices leads to increased tasks and resource workload imbalance, which leads to a decrease in Quality of Service (QoS). In order to control resource workload, the use of Software-Defined Networking (SDN) provides efficient solutions for load-balancing with the aim of improving the QoS in IoT applications. Task growth can lead to overloading of some SDN controllers and reduced resource efficiency, necessitating the use of effective load-balancing approaches. In this research, a task migration-based load-balancing approach is presented, in which overloaded controller tasks are selected based on the least internal dependency and assigned to underloaded controllers with the most external dependency and the least communication cost.

The proposed method is implemented in the Mininet environment with the RYU controller and compared with the conventional SMSC, DLBM, DHA, and CAMD approaches. The evaluation criteria include response time, migration cost, migration count, energy consumption, and processor resource utilization in ARN, Atlanta, and NSF topologies. Simulation results show that the proposed method reduces the controller response time by 36.3%, migration cost by 43%, migration count by 26%, energy consumption by 21%, and resource utilization by 19.7% on average compared to the compared approaches. These results indicate that dependency-based task migration for load-balancing can effectively improve QoS parameters and increase user satisfaction in real IoT networks.

کلیدواژه‌ها English

Internet of Things
Software-Defined Networking
Load-balancing
Task migration
Quality of Service

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 27 اردیبهشت 1405

  • تاریخ دریافت 12 مرداد 1404
  • تاریخ بازنگری 04 آبان 1404
  • تاریخ پذیرش 27 اردیبهشت 1405