基于雾计算支持与多路径 TCP/IP 5G 连接的时延受限节能型虚拟机实时迁移
网络与互联网体系结构
2026-01-15 v1
摘要
即将到来的第五代雾计算支持无线接入网（简称 5G FOGRAN）时代旨在利用计算/网络资源虚拟化，通过将虚拟机（VM）无缝实时迁移至邻近雾数据中心来增强无线设备的有限资源。为此，可在新兴 MultiPathTCP（MPTCP）协议控制下聚合无线设备多个无线网卡（WNIC）的带宽。然而，由于衰落与移动性引发的现象，当前最先进 VM 迁移技术的能耗仍可能抵消其预期收益。受这些考量驱动，本文在解析刻画、软件实现与数值测试层面，针对 5G FOGRAN MPTCP 连接上的 VM 实时迁移，提出最优最小能耗可设复杂度带宽管理器（SCBM）。所提 SCBM 的关键特性为：(i) 其实现复杂度可基于目标能耗—实现复杂度权衡在线设定；(ii) 在迁移时间与停机时间的硬约束下，最小化无线设备为维持迁移过程所耗网络能耗；以及 (iii) 借助恰当设计的自适应机制，无需预测即可快速响应（可能未预见的）衰落和/或移动性引发的无线环境突变。所提 SCBM 的实际效能由广泛的能耗—时延性能比较所支撑，覆盖：(i) 若干异构 3G/4G/WiFi FOGRAN 场景；(ii) 合成与真实工作负载；以及 (iii) MPTCP 与 SinglePathTCP（SPTCP）无线连接。
引用
@article{arxiv.1805.12509,
title = {Fog-supported delay-constrained energy-saving live migration of VMs over MultiPath TCP/IP 5G connections},
author = {Enzo Baccarelli and Michele Scarpiniti and Alireza Momenzadeh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.12509},
year = {2026}
}
备注
A shorter version of this paper has been submitted to IEEE Access