Abstract— Despite the advances in hardware for hand-held mobile devices, resource-intensive applications (e.g., video and image storage and processing or map-reduce type) still remain off bounds since they require large computation and storage capabilities. Recent research has attempted to address these issues by employing remote servers, such as clouds and peer mobile devices. For mobile devices deployed in dynamic networks (i.e., with frequent topology changes because of node failure/unavailability and mobility as in a mobile cloud), however, challenges of reliability and energy efficiency remain largely unaddressed. To the best of our knowledge, we are the first to address these challenges in an integrated manner for both data storage and processing in mobile cloud, an approach we call k-out-of-n computing. In our solution, mobile devices successfully retrieve or process data, in the most energy-efficient way, as long as k out of n remote servers are accessible. Through a real system implementation we prove the feasibility of our approach. Extensive simulations demonstrate the fault tolerance and energy efficiency performance of our framework in larger scale networks.
Keywords—Mobile Computing, Cloud Computing, Mobile Cloud, Energy-Efficient Computing, Fault-Tolerant Computing

چکيده:  علیرغم پیشرفت های ایجاد شده در ابزار های دستی موبایل (سیار)، کاربرد هایی که نیازمند منابع زیادی هستند (resource-intensive) نظیر ذخیره سازی و پردازش ویدئو و تصویر و یا پروسه های کاهش نگاشت (map-reduce) همچنان شامل محدودیت هایی می باشند؛ چرا که این نوع کاربری ها نیازمند قابلیت های پردازش و ذخیره سازی در سطح بالا هستند. تحقیقات اخیر تلاش داشته اند تا با بکارگیری سرور های راه دور مانند ابر ها و یا ابزار های موبایل نظیر (peer) این چالش ها را مورد بررسی قرار دهند. با این وجود در مورد ابزار های موبایل مورد استفاده در شبکه های دینامیکی (شبکه هایی با تغییرات مداوم در توپولوژی بدلیل نقص و خرابی/عدم دسترسی و یا قابلیت تحرک گره؛ نظیر شبکه ابر موبایل)، چالش قابلیت اطمینان و نیز چالش بهره وری در مصرف انرژی همچنان تا حد زیادی بدون بررسی باقی مانده است. بر اساس دانسته هایمان، ما اولین گروهی هستیم که به صورت مجتمع و یکپارچه این چالش ها را برای پروسه ذخیره سازی و پردازش ابری در ابر موبایل، بررسی کرده ایم. روش مورد استفاده ما، پردازش k-out-of-n (k مولفه از n مولفه) نام دارد. در راهکار ما، تا زمانی که k عدد از مجموع n سرور در دسترس باشند؛ ابزار های موبایل می توانند داده ها را با حداکثر میزان بهره وری انرژی، به صورت موفقیت آمیز بازیابی نموده و یا این که پردازش نمایند. ما امکان استفاده از این روش را از طریق پیاده سازی یک سیستم واقعی اثبات می نماییم. شبیه سازی های گسترده، کارایی راهکار ما در شبکه های بزرگ را به لحاظ بهره وری انرژی و نیز "تحمل پذیر بودن در برابر خطا" اثبات می نمایند.
کلمات کليديـ پردازش موبایل، پردازش ابری، ابر موبایل، پردازش همراه با بهره وری انرژی، پردازش مقاوم در برابر خطا