I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   10 ,   No .   1 Feb r u ar y   2020 ,   p p .   296 ~ 307   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 1 0 i 1 . pp 2 9 6 - 307          296       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij e ce . ia esco r e. co m/in d ex . p h p /I JE C E   Co o pera tive   h ier a rchica b a sed  e d g e - c o m p uting  a p pro a ch f o r eso urces  a llo ca ti o n of  distrib uted   m o bile  and Io T a pplica tions         M a ha   Alj a ra h 1 ,   M o ha mm a d   Sh ur m a n 2 S ha rha beel  H .   Alna bels i 3   1 Co m p u ter E n g in e e rin g   De p a rtm e n t,   Jo r d a n   Un iv e rsit y   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   Jo rd a n   2 Ne tw o rk   En g in e e rin g   a n d   S e c u ri ty   D e p a rt m e n t,   Jo rd a n   Un iv e rsity   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y ,   Jo rd a n   3 Co m p u ter E n g in e e rin g   De p ar t m e n t ,   F a c u lt y   o f   En g .   T e c h n o lo g y ,   A l - Ba lq a   A p p li e d   Un iv e rsity ,   Jo rd a n   3 Co m p u ter an d   Ne tw o rk s E n g .   De p a rtme n t ,   A A in   Un iv e rsit y   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y ,   Un it e d   A ra b   Em irate s       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   23,   201 9   R ev i s ed   A u g   2 7 ,   20 19   A cc ep ted   A u g   30 ,   2 0 19       Us in g   m o b il e   a n d   In tern e o f   Th in g (Io T a p p li c a ti o n is  b e c o m in g   v e r y   p o p u lar  a n d   o b tain e d   re se a rc h e rs’   in tere st   a n d   c o m m e r c ial  in v e st m e n t,   in   o rd e t o   f u lf il f u tu re   v isi o n   a n d   t h e   re q u irem e n ts  f o sm a rt  c it ies .   T h e se   a p p li c a ti o n h a v e   c o m m o n   d e m a n d su c h   a s   f a st  re sp o n se ,   d istri b u ted   n a tu re ,   a n d   a w a re n e ss   o f   se r v ic e   lo c a ti o n .   Ho w e v e r,   t h e se   re q u irem e n ts’   n a tu re   c a n n o t   b e   sa ti sf ied   b y   c e n tral  sy ste m s   se rv ic e th a re sid e   in   th e   c lo u d s .   T h e re f o re ,   e d g e   c o m p u ti n g   p a ra d ig m   h a e m e r g e d   to   s a ti sfy   su c h   d e m a n d s,  b y   p ro v i d in g   a n   e x ten sio n   f o c lo u d   re so u rc e s   at   th e   n e t w o rk   e d g e a n d   c o n se q u e n tl y ,   th e y   b e c o m e   c lo se to   e n d - u se d e v ice s.   In   th is  p a p e r ,   e x p lo it in g   e d g e   re so u rc e s   is  st u d ied t h e re f o re ,   a   c o o p e ra ti v e - h i e ra rc h ica l   a p p ro a c h   f o e x e c u ti n g   th e   p re - p a rti ti o n e d   a p p li c a ti o n s’  m o d u les   b e tw e e n   e d g e re so u rc e s   is  p ro p o se d ,   i n   o rd e to   re d u c e   traff ic   b e twe e n   t h e   n e tw o rk   c o re   a n d   th e   c lo u d ,   w h e re   th is   p ro p o se d   a p p r o a c h   h a a   p o ly n o m ial - ti m e   c o m p lex it y .   F u rth e rm o re ,   e d g e   c o m p u ti n g   in c re a se th e   e ff i c ien c y   o p ro v id i n g   se rv ic es ,   a n d   im p ro v e s   e n d - u se e x p e rien c e .   T o   v a li d a te   o u r   p ro p o se d   c o o p e ra ti v e - h iera rc h ica a p p r o a c h   f o m o d u les   p lac e m e n b e tw e e n   e d g e   n o d e s’  re so u rc e s,  iF o g S im  to o lk it   is  u se d .   T h e   o b tain e d   sim u latio n   re su lt sh o w   th a th e   p ro p o se d   a p p ro a c h   re d u c e n e tw o rk ’s   lo a d   a n d   th e   to tal   d e lay   c o m p a re d   to   a   b a se li n e   a p p ro a c h   f o m o d u les ’  p lac e m e n t,   m o re o v e r,   it   in c re a se s th e   n e tw o rk ’s   o v e ra ll   th ro u g h p u t.   K ey w o r d s :   E d g c o m p u ti n g   I n ter n et  o f   t h i n g s   ( I o T )   Mo b ile  e d g c o m p u ti n g       Mo d u le p lace m e n   R eso u r ce s   m a n ag e m e n t   Co p y rig h ©   2 0 2 0   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mo h a m m ad   S h u r m a n ,   Net w o r k   E n g i n ee r in g   an d   Sec u r it y   Dep ar t m en t,   J o r d an   Un iv er s it y   o f   Scie n ce   a n d   T ec h n o lo g y ,     I r b id ,   J o r d an .   E m ail: al s h u r m an @ j u s t.e d u . j o       1.   I NT RO D UCT I O N     First,  let  u s   d e f in I n ter n et  o f   T h in g s   ( I o T ) ,   as  d ev ices  th at  ca n   r ec eiv o r   tr an s m it  d ata  u s i n g   tr an s ce i v er s ,   s u c h   as  w ir eles s   s en s o r s ,   v e h icle s ,   ac tu a to r s ,   s m ar g r id s ,   o r   an y   s m ar d e v ice,   i n   a   w a y   t h at   co n n ec t s   d ev ices  to g et h er .   E d g co m p u ti n g   p ar ad ig m   ( o r   s i m ilar   p latf o r m s   as  Mo b ile   E d g C o m p u ti n g   ( ME C ) ,   f o g   co m p u ti n g   o r   cl o u d let)   w as   in tr o d u ce d ,   d u to   th e   f ac t   t h at  th e   m o b ile   a n d   I o T   ap p licatio n s   d em a n d s   a n d   r eso u r ce s   r eq u ir e m e n t s   h a v in cr ea s ed ,   e. g . co m p u ti n g   p latf o r m s   [ 1 - 5 ] .   C o n s eq u e n tl y ,   th n ec e s s it y   o f   n e w   p lat f o r m   t h at   s u p p o r t s   th ese   ap p licatio n s   d e m a n d s   w it h i n   clo s p r o x i m it y   o f   co m p u tatio n al  an d   s to r ag r eso u r ce s ,   w it h in   g eo g r ap h icall y   d is tr ib u ted   ar ea ,   ar r ea ll y   n ec es s it y .   I n   co n tr ast   to   th e   cu r r en clo u d   p ar ad ig m ,   a   ce n tr alize d   i n f r astr u ctu r i s   m o r s u itab le  f o r   r eg u lar   p er s o n al  c o m p u ter s   ap p licatio n s   r at h er   th an   t h r eq u ir e m en t s   n a tu r o f   m o b ile  an d   I o T   d ev ices’   ap p licatio n s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       C o o p era tive  h iera r ch ica l b a s e d   ed g e - c o mp u tin g   a p p r o a ch   f o r   r eso u r ce s   a llo ca tio n   o f   ...   ( Ma h a   A lja r a h )   297   Fo g   co m p u ti n g   p ar ad i g m   is   i n tr o d u ce d   b y   C is co   [ 6 ] ,   in   o r d er   to   s atis f y   cr u cial  d e m an d s   f o r   I o T   s er v ices  s u c h   as  m o b ilit y   s u p p o r t,  h ig h   g eo g r ap h icall y   d is tr ib u tio n   o f   r ea l - ti m e ,   an d   lo ca tio n - b a s ed   ap p licatio n s .   M o b ile  ap p licatio n s   p r o d u ce   h i g h   n et w o r k   tr af f ic   th a ca u s es  co n g e s tio n s ,   co lli s io n s ,   a n d   u n b ea r ab le  d ela y ,   esp ec iall y ,   i f   th is   tr af f ic  i s   f o r w ar d ed   th r o u g h   t h n et w o r k s   co r e.   C lo u d let  is   t h co m p u t atio n   r e s o u r ce s   t h at   lo ca ted   clo s e r   to   m o b ile - u s er   d ev ice s ,   in   o r d er   to   p er f o r m   h ig h   co m p u ti n g   p o w er   r eq u ir em en ts   [ 7 ] .   Oth e r   en ab li n g   tec h n o lo g y   f o r   I o T   is   5 tech n o lo g y   t h at  is   e x p ec ted   to   p r o v id m as s iv co n n ec t i o n s   f o r   m ac h i n es   co m m u n i ca tio n   to   s atis f y   th m o b il it y   f o r   h i g h - d e n s it y   d ev ices,  s ca lab ilit y ,   a n d   lo w   laten c y   r eq u ir e m e n ts   o f   I o T   en v ir o n m e n t.   E d g co m p u ti n g   i s   co n s id er ed   as   k e y   tec h n o lo g y   to   b o o s 5 en v ir o n m e n w it h   t h co m p u t atio n al  an d   s to r ag r eso u r ce s   [ 8 - 1 2 ] .   ME C   is   also   co n s id er ed   an o th er   k e y   tec h n o lo g y   f o r   5 G,   en ab li n g   So f t w ar De f i n ed   Net w o r k   ( SDN )   [ 1 3 ]   an d   Net w o r k   Fu n ctio n   Vir t u aliza tio n   ( NFV ) ,   in   o r d e r   to   ap p ly   d if f er en t   n et w o r k   f u n c tio n s   b y   u tili zi n g   ed g n o d w it h   m u ltip le  v ir t u al  m ac h in e s ,   an d   co n s eq u e n tl y ,   p r o v id i n g   e n d - d ev ices  w it h   v ar io u s   f u n ctio n s .   C o n te n De liv er y   Ne t w o r k s   ( C DNs)  i s   t h e   in s p ir atio n   f o r   ed g co m p u ti n g   p ar ad ig m ,   s u ch   th a t   th e   to o   f r eq u en tl y   ac ce s s ed   web   co n ten ts   ar p r e - f etc h ed   to   ed g n o d es   th at   ar clo s er   to   en d - u s er   d ev ices.  E d g co m p u tin g   ex te n d s   th is   i d ea   to   u s e   it   in   clo u d ’s   in f r astr u ctu r e,   s u ch   th a t   ed g e   n o d es   o r   clo u d lets   e x ec u te   th co d in s tead   o f   t h clo u d   o n l y   i f   t h e y   h a v t h e   r eq u ir ed   r eso u r ce s   [ 1 4 ] .   I n   ca ch e s ,   d ata  p r e - f etc h i n g   ca n   b e   in   p r o ac tiv e   m a n n er   [ 1 5 ] ,   w h er th is   tec h n iq u ca n   b ap p lied   to   m o b ile  u s er s   s u c h   th at  f o g   s er v er s   p r o v id s er v ices b ased   o n   u s er s   lo ca tio n s ,   i n   o r d er   to   in cr ea s s y s te m s   r esp o n s ti m e.   E d g co m p u ti n g   i s   also   ca p ab le  o f   co p in g   w it h   in ter n et  s h i f t   u s a g m o d el,   m o v i n g   f r o m   h o s t - ce n tr ic   d esig n ,   w h ich   u s e s   r o u ti n g   i n f o r m atio n ,   to   I n f o r m a tio n - C e n tr ic  Net w o r k in g   ( I C N)   d esi g n   [ 1 6 ] ,   b y   d is tr ib u ti n g   m a s s i v a m o u n o f   i n f o r m atio n   t h r o u g h   n e t w o r k   n o d es.  T h is   in f o r m ati o n   w il b ac ce s s ed   r eg ar d less   o f   lo ca tio n ,   lead i n g   to   f ast in f o r m at io n   r etr iev al  f r o m   t h clo s est lo ca tio n   [ 1 7 ] .   I n   th is   w o r k ,   w f o c u s   o n   e x p lo itin g   ed g e   r eso u r ce s   e f f i cien tl y esp ec ial l y ,   t h ese   d a y s   th e   I o T   d ev ices  ar g r o w i n g   r ap id l y .   I n   o r d er   to   s o lv th is   p r o b le m ,   w i n tr o d u ce   co o p er ativ e - h i er ar ch ical  ap p r o ac h   f o r   ex ec u ti n g   t h p r e - p ar titi o n ed   ap p licatio n s   m o d u les   b et wee n   n ei g h b o r - ed g e   n o d es  i n   d is tr ib u ted   m an n er   u s i n g   ed g e s   r eso u r ce s ,   i n   o r d er   to   in cr ea s e   r eso u r ce s   u tili za t io n .   A l s o ,   th e   ef f ec t   o f   p o s itio n s   f o r   n eig h b o r in g   n o d es c o m p ar ed   to   th p o s itio n   o f   t h clo u d   ( p r o x i m it y   d is ta n ce )   o n   p er f o r m an ce   i s   s t u d ie d .     T h r est  o f   th is   w o r k   i s   o r g an ized   as  f o llo w s Sect io n   2   p r esen ts   o u r   m ain   co n tr ib u tio n s .   I n   Sectio n   3 ,   co m p r eh e n s i v o v er v ie w   o f   r elate d   w o r k   is   p r ese n ted .   Sectio n   4   ex p lain s   th e   p r o p o s ed   p r o to co f o r   co o p e r ativ e - h ie r ar ch ical   ap p r o ac h   th at   b as ed   o n   ed g co m p u ti n g .   S ec tio n   5   p r esen ts   th e   s i m u latio n   r esu l ts   an d   t h ei r   in s i g h t s .   Fi n all y ,   Sectio n   6   d is cu s s e s   c o n cl u s io n s   an d   t h f u tu r w o r k .       2.   CO NT RIB U T I O N S   T h e   co n tr ib u tio n s   o f   t h i s   w o r k   ar m ai n l y   s u m m ar ized   as  f o l lo w s :     a.   A   m o d u le   p lace m e n t   alg o r it h m   is   p r o p o s ed s u ch   th at   m o d u les   ar ex ec u ted   co o p er ativ el y   b et w ee n   n eig h b o r - ed g n o d es b y   u t ilizi n g   t h eir   r eso u r ce s   r at h er   th a n   u s i n g   f ar t h er   clo u d   r eso u r ce s .   b.   S i m u latio n   o f   p r ac tical  s ce n ar io s   is   co n d u cted ,   u s i n g   iFo g S i m   to o lk i t,  in   o r d er   to   ex am i n e   th p er f o r m a n ce   o f   o u r   p r o p o s ed   alg o r ith m .   c.   S tu d y in g   t h v ar iatio n   e f f ec t   f o r   th p o s itio n s   o f   th n ei g h b o r in g   n o d es  co m p ar ed   to   th p o s itio n   o f   th clo u d   ( p r o x i m it y   d is ta n ce )   o n   p er f o r m a n ce   o f   o u r   p r o p o s ed   m o d u le s’   p lace m e n t a p p r o ac h .   T h s i m u la tio n   r es u lts   d e m o n s tr ate  th p r o p o s ed   s ch em e   in cr ea s e s   ed g r eso u r ce s   u tili za tio n ,   r ed u ce s   d ela y   as   co m p ar ed   t o   th e   s ce n ar io   w h en   m o d u le s   ar ex ec u ted   o n   th e   clo u d   its el f .   F u r th er m o r e,   th e   p r o p o s ed   ap p r o ac h   r ed u ce s   t h e   tr a f f ic   t h at  g o es   t h r o u g h   th n et w o r k   co r e   to w ar d s   th e   clo u d   an d   e n h a n ce s   us er   ex p er ie n ce   by   d eliv er i n g   f aster   s er v ice.       3.   RE L AT E WO RK   E x ten s i v r esear ch   ef f o r h as   b ee n   in tr o d u ce d   o n   ch allen g in g   i s s u es  r elate d   to   th d ep l o y m e n o f   ed g co m p u ti n g ,   s u c h   as  d esi g n i n g   th u n d er l y in g   p latf o r m ,   r eso u r ce   m a n ag e m e n t,  co m m u n icatio n ,   en er g y   co n s u m p tio n ,   s ec u r it y ,   an d   p r iv ac y .   T h ar ch itectu r o f   e d g co m p u ti n g   p lat f o r m   h a s   t w o   m a in   m o d els h ier ar ch ical  b ased   a n d   s o f t w a r d ef in ed - b a s ed .   T o n g   et  a l .   [ 1 8 ]   p r o p o s ed   h ier ar ch ical  g eo - d is tr ib u ted   ed g e   clo u d   p latf o r m   to   h a n d le  p ea k   lo ad s   a d i f f er e n t ier s   i n   t h h ier ar ch y .   T h e y   co m p ar ed   th eir   h ier ar c h ical   d esig n   w it h   f lat - ed g e   clo u d   d esig n ,   b ased   o n   t h eir   r es u lt s   t h h ier ar ch ical  d es ig n   ac h ie v e d   2 5 r ed u ctio n   i n   th a v er ag p r o g r a m s   e x ec u ti o n   d ela y   co m p ar ed   to   t h e   f lat - ed g clo u d   d esi g n .   J ar ar w eh   e a l .   [ 1 9 ]   in teg r ated   a   h ier ar ch ical  d esig n   o f   clo u d l et  s er v er s   d ep lo y ed   clo s to   e n d   u s er s   w it h   th e   ME C   s er v er s   at  th b ase  s tatio n .   T h is   in te g r atio n   o v er co m e s   t h li m ited   co v er ag e   ar ea   p r o b le m   o f   W i - Fi  ac ce s s   p o in ts   u s ed   b y   th e   clo u d let.   Fu r t h er m o r e,   co n tr o llin g   ta s k s   is   d is tr ib u ted   b et w ee n   lo ca clo u d let  co n tr o ller s   i n s tead   o f   s i n g le  ME C   co n tr o ller .   R eg ar d in g   th s ec o n d   m o d el  t y p o f   ed g co m p u tin g ,   th s o f t w ar d ef i n ed   b ased   ar ch itectu r e,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 0   :   296   -   307   298   au th o r s   o f   [ 2 0 ]   p r o p o s ed   a   th eo r etica l - s o f t w ar d ef i n e d   b ased   f r a m e w o r k .   T h eir   f r a m e w o r k   i n teg r ate s   m o b ile - ed g s er v er s   w it h   s o f t w ar d ef i n ed   co n tr o llin g   s y s te m   o f   lo ca an d   g lo b al  la y e r s .   B o th   lay er s   ar e   p r o v id ed   w ith   m u ltip le  co n tr o llin g   u n its   in cl u d i n g   n et w o r k   e n tit ies,  s to r ag e,   s ec u r it y ,   co m p u tatio n a l   r es o u r ce s ,   d ata  ag g r eg a tio n   an d   an   I o T   u n it  f o r   co n tr o llin g   a n d   m o n ito r in g   I o T   s en s o r s   an d   ac tu ato r s .   Sp ec if icall y ,   lo ca la y er   s er v e s   ti m s en s iti v ap p licatio n s   i n   t h lo ca d o m a in ,   w h i le  t h g lo b al  la y er   s er v e s   ap p licatio n s   th a t r eq u ir d ata  ag g r e g atio n   f r o m   s e v er al  m o b il ed g s er v er s .     Du   et  a l .   [ 2 1 ]   d esig n ed   a n   ap p licatio n - s p ec i f ic  ME C   p latf o r m   t h at  o p ti m ize s   t h Mo b ile  Vir tu a l   Net w o r k   Op er ato r s   ( MV NOs)   b y   ap p l y in g   s o f t w ar d ef in e d   d ata  p lan p ar ad ig m .   A u th o r s   o f   [ 2 2 ]   in teg r ate   ME C   w it h   t h e m er g in g   te ch n o lo g ies  o f   So f t w ar De f in ed   Net w o r k   ( SDN)   a n d   Net w o r k   F u n c tio n s   Vir tu aliza t io n   ( NFV) ,   i n   o r d er   to   ac h iev b etter   ed g a n d   I o T   r eso u r ce s   d ep lo y m e n t   an d   m a n a g e m e n t.   I n   th s a m co n te x t,  R a v i n d r an   et  a l .   [ 2 3 ]   m er g ed   SD N,   NFV  an d   I C to   d esig n   an   a r ch itect u r e   f o r   ed g e - clo u d   s er v ices.  Mo r eo v er ,   au th o r s   i n   [ 2 4 ]   d ev elo p e d   ad ap tiv r o u tin g   s c h e m es  f o r   b o th   o r d in ar y   an d   e m er g e n d ela y   r eq u ir e m e n o f   d ata  tr a n s m i s s io n   i n   i n d u s tr ial  I o T   f r am e w o r k   t h at  co m b i n es  ed g co m p u ti n g   an d   s o f t w ar d e f in ed   n et w o r k .   An o th er   w o r k   t h at  co m b i n e s   SDN  w i th   ME C   to   s u p p o r t   r eliab ilit y ,   ag ilit y ,   r esp o n s iv e n e s s ,   an d   ap p licatio n   s p ec if ic  r eq u ir e m e n t o f   d y n a m ic  v e h ic u lar   n et w o r k   is   p r o p o s ed   in   [ 2 5 ] .   R eg ar d in g   co m m u n icatio n   s ta g e,   C h an n el  State  I n f o r m atio n   ( C SI)   is   co n s id er ed   b y   [ 2 6 ]   f o r   co n tr o an d   m a n a g e m e n s ch e m e s   i n   ME C   s y s te m s ,   tak in g   i n to   co n s id er atio n   e n v ir o n m e n e f f ec ts ,   e. g . ;   f ad in g ,   on  w ir ele s s   ch a n n el  s tate,   w h ic h   af f ec ts   tr an s m is s io n   d ata  r ate,   an d   tr an s m i s s io n   en er g y   co n s u m p tio n   r eg ar d in g   th allo w ed   tr a n s m i s s io n   late n c y   an d   s u i tab ilit y   o f   c h a n n el  s tate  f o r   ap p r o p r iate  co m p u tatio n   o f f lo ad in g   d ec is io n   b y   t h co n tr o ller .     R esear ch er s   h a v p aid   a n   atte n tio n   to   m a n a g e m en t   an d   ed g r eso u r ce s   p r o v is io n i n g ,   Hu   et  a l .   [ 2 7 ]   ex a m in e   o f f lo ad in g   co m p u tat io n   i m p ac f r o m   t h e   m o b ile   d ev ices  to   ed g e ’s   n o d co m p ar ed   to   th e x s iti n g   s y s te m   w h ic h   o f f lo ad   task s   p r o ce s s in g   to   th clo u d .   T h r esu lts   s h o w   a n   i m p r o v e m e n i n   en er g y   co n s u m p tio n   f o r   m o b ile  d ev i ce s   an d   r esp o n s ti m d ep en d in g   o n   th o f f lo ad i n g   d i s tan ce .   Au th o r s   in   [ 2 8 ]   p r o p o s ed   d y n a m ic  s er v ice s   m i g r atio n   p o lic y   i n   m o b il ed g e - clo u d s ,   u s in g   d is ta n ce - b ased   Ma r k o v   Dec is io n   P r o ce s s   ( MD P )   f r a m e w o r k .   T h is   f r a m e w o r k   ap p r o x i m ates  u s er s   m o b ilit y   m o v e m en m o d el  i n   2 - s p ac e.   T h ey   co n f ir m ed   t h s u p er io r ity   o f   t h eir   m o d el   an al y ticall y   a n d   ex p er i m e n tall y   o v er   v ar io u s   b aseli n e   m o d el s ,   s u c h   as:  n o   m i g r ati o n ,   al w a y s   m ig r ate,   an d   m y o p ic.   In   [ 2 9 ] ,   f r am e w o r k   i s   p r esen ted   f o r   r eso u r ce s   m an a g e m e n i n   d atac en ter s ,   i n   w h ich   r eso u r ce s   a s s i g n m en is   e n h a n ce d   b ased   o n   u s er s   b eh a v io r ,   t y p o f   s er v ice,   an d   p r ice.   R eso u r ce s   p r o v is io n in g   ap p r o ac h   is   p r o p o s ed   in   [ 3 0 ] ,   its   g o al  is   to   m a x i m ize  f o g   r eso u r ce s   u tili za t io n .   A   h ier ar ch al - f o g   f r a m e w o r k   is   in tr o d u ce d   th at   p r o v id es  r eso u r ce - co n tr o llin g   s er v ice s   in   b o th   th clo u d   a n d   th e   f o g .   I n   t h is   f r a m e w o r k ,   f o g   co lo n y   h as   s et  o f   f o g   ce ll s ,   m o d u les   o f   I o T ,   an d   o n f o g - co n tr o n o d e.   I h as  t h r ee   la y er s ,   s u c h   t h at  t h e   f ir s la y er   h as   m u ltip le  f o g   co lo n ie s .   T h s ec o n d   la y er   h as   a   f o g - co n tr o n o d th at  o r ch es tr atin g   an d   co n n ec t s   f o g   co lo n ies   to g eth er   i n   th f ir s la y er .   T h th ir d   lay er   h as   th f o g - clo u d   co n tr o m id d lew ar th at  co n tr o ls   clo u d   s er v ices C o n tr o n o d es  p r o v is io n   clo u d   r eso u r ce s   in   o r d er   t o   m a x i m ize  th eir   u tili za tio n ,   also   g u ar a n tee  en d - u s er   r eq u ested   s er v ice  an d   f o r w ar d   it  to   h ig h er   n et w o r k   le v el.     Kap s alis   et  a l .   [ 3 1 ]   p r o p o s ed   a   f o g   p latf o r m   t h at  h as   f o u r   la y er s Firs la y er ,   o r   th lo w e s la y er ,   co n tain s   I o T   d ev ices .   T h s e co n d   la y er   co n tain s   g ate w a y s   n a m ed   h u b   la y er   th a co n n e cts  d ev ice s   i n   f ir s t   la y er T h th ir d   lay er   is   th f o g   la y er   th at  h as  f o g   b r o k er   an d   f o g   s er v er s   th at  m an a g es   r e s o u r ce s .   T h f o u r th   la y er   is   t h clo u d   la y er .   A u t h o r s   p r o p o s ed   w o r k lo ad - b ala n ce r   m o d u le  i m p le m e n ted   in   th f o g   b r o k er ,   its   r o le  is   to   b ala n ce   f o g   r eso u r ce s   u tili za tio n   b ased   o n   t h r e m ai n in g   b atter ie s   p o w er   f o r   m o b ile  d ev ices,   laten c y ,   a n d   cu r r en u til izatio n .     A   Me s s a g Qu e u i n g   T elem etr y   T r an s p o r ( MQ T T )   p r o to co is   u s ed   f o r   co m m u n icat io n   in   W SN s   [ 3 2 ] ,   w h er e x ch a n g ed   m e s s a g es  co n tain   a   co d e   th at   w il b ex ec u ted ,   r eq u ir ed   d ata ,   an d   m e ta d ata  th at  s p ec i f y   tas k s   c h ar ac ter is t i cs.   T h MQ T T   p r o to co l   is   u s e d   f o r   co m m u n icatio n   in   t h p r o p o s ed   SDN - b ased   f o g   co m p u ti n g   s y s te m   [ 3 3 ] cu s to m ized   i n te g r atio n   o f   ed g s w itc h es ,   n a m ed   f o g   n o d es ,   w it h   SD N   co n tr o ller   an d   MQ T T   b r o k er   is   d ev e lo p ed .   Fo g   n o d r ec eiv es   MQ T T   m as s ag e s   f r o m   t h e   I o T   d ev ices  an d   p u b lis h es   t h eir   d ata  w ith   ce r tain   to p ic ,   o r   ty p e.   Af ter   th a t ,   th f o g   n o d tr an s m its   t h m es s ag to   d ev ices   r eq u esti n g   t h s a m t y p e Mo r eo v er ,   th e y   p r o p o s ed   co n d u ctin g   a n al y tic al  a n al y s is   in   t h S DN  co n tr o ller   s u c h   th at  it a ct s   as th ce n tr al  n o d e.     A d d r ess i n g   t h e n er g y   co n s u m p tio n   p r o b lem ,   au t h o r s   o f   [ 3 4 ]   p r o p o s ed   an   ap p r o ac h   f o r   d y n a m i c   task s   ass ig n m en in   h eter o g e n eo u s -   m o b ile - e m b ed d ed   s y s te m s   a n d   co r e s   in   m o b ile  cl o u d s   th at  r ed u ce s   th to tal  en er g y   co s u s in g   c y b er - en ab led   ap p licatio n s .   F u r th er m o r e,   f o r   g r ee n   co m p u ti n g ,   au th o r s   o f   [ 3 5 ]   p r o p o s ed   m ec h an i s m   to   p r ev en e n er g y   w a s ti n g   i n   m o b ile   d ev ice s   w h ile  u s in g   d y n a m ic   w ir eles s   co m m u n icatio n .   T h is   m ec h a n is m   i s   b ased   o n   clo u d let s   la y er   b et w ee n   m o b ile  d ev i ce s   an d   t h clo u d ,   p er f o r m in g   d y n a m ic   s ea r c h   to   ac h iev e   b etter   co m m u n icatio n   e x p er i en ce   b et w ee n   m o b ile   d ev ice s   an d   th clo u d .   Mo r eo v er ,   au t h o r s   i n   [ 3 6 ]   p r o p o s ed   an   en er g y   a war s ch e m f o r   lo ad   b alan cin g   an d   s c h ed u li n g   in   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       C o o p era tive  h iera r ch ica l b a s e d   ed g e - c o mp u tin g   a p p r o a ch   f o r   r eso u r ce s   a llo ca tio n   o f   ...   ( Ma h a   A lja r a h )   299   s m ar m a n u f ac t u r i n g   b ased   o n   f o g   p lat f o r m .   R e g ar d in g   s e cu r it y ,   a u t h o r s   o f   [ 3 7 ]   p r o p o s ed   s o lu tio n   f o r   s ec u r it y   a n d   p r iv ac y   co n ce r n s ,   i n   o r d er   to   m a x i m iz e   s ec u r it y   a n d   p r iv ac y   le v el s   f or   tr an s m i s s io n ,   w h ile  m ai n tai n in g   a   s u cc es s f u l   co n n ec tio n   p r o b ab ilit y   w it h i n   a   g i v en   ti m i n g   co n s tr ain t s   u s in g     m u lti - ch a n n el   co m m u n icatio n .       4.   O UR  P RO P O SE AP P RO ACH   T h m ai n   g o al  o f   t h is   w o r k   is   in cr ea s in g   ed g e s’   r eso u r ce s   u t ilizatio n   u s i n g   co o p er ativ e - h ier ar ch ical  b ased   ap p r o ac h t h er ef o r e,   th i s   w o r k   p r o p o s e s ( a)   A n   ed g e - co m p u tin g   p lat f o r m   ar ch itect u r t h at   f ac ilit ate s   co m m u n icatio n   b et w ee n   ed g e ’s   e n titi e s .   ( b )   A n   ap p r o ac h   w i t h   p o l y n o m ial - ti m co m p lex it y ,   in   o r d er   to   d is tr ib u te   th e   p r e - p ar titi o n ed   ap p licatio n   m o d u le s   b et w ee n   ed g r eso u r ce s .     4 . 1 .   Sy s t e m   a rc h it ec t ure   I n   th i s   s u b s ec tio n ,   t h p latf o r m   f o r   ed g co m p u ti n g   a n d   ed g n o d s tr u ctu r e    is   d i s cu s s ed   as f o llo w s :       4 . 1 . 1 .   P la t f o rm   f o e dg c o m pu t in g   T h s tr u ct u r o f   t h p r o p o s ed   p latf o r m ,   as   ill u s tr ated   i n   Fig u r 1 ,   co n s is t s   t h co r n et w o r k   an d   t h r ee   la y er s :   ( 1 ) -   E n d   la y er ,   ( 2 ) -   E d g la y er ,   ( 3 ) -   Cl o u d   la y er .   T h e   e n d   la y er   i s   t h lo w e s la y er   th at  h as   m o b ile   an d   I o T   d ev ices,  e. g . ; se n s o r s ,   w it h   p o o r   o r   lim ited   r eso u r ce s ,   e. g . ; c o m p u tin g   p lat f o r m   a n d   m e m o r y ,   w h er e   n o d e s   in   th is   la y er   ca n n o t   p er f o r m   ta s k s   w it h   a   h ea v y   co m p u tatio n .     A b o v th e n d   la y er   is   t h ed g la y er ,   o r   th m id d le  la y er ,   th at  h as   g eo g r ap h icall y   d is tr ib u ted   ed g e   n o d es  w it h   co m p u tatio n ,   co m m u n icatio n ,   an d   m e m o r y   r eso u r ce s   i n   clo s p r o x i m it y   to   th e n d   la y er   d ev ices.  T h is   la y er   ca n   p er f o r m   tas k s   i n d ep en d en t l y ,   a n d   r u n n i n g   p r e - d ef i n ed   ap p licatio n s   o n   t h b eh al f   o f   th lo w er   la y er ,   o r   th e   en d   lay er ,   d ev ices   in   a   f a s m a n n er   to   r ed u ce   la ten cy ,   a n d   also   to   p r o v id e   ef f icie n t   s tr ea m i n g   w it h o u t h ass is ta n ce   o f   th clo u d   la y er .   T h u p p er   lay er   is   n a m ed   clo u d   lay er ,   w h ic h   is   th f ar t h es t   la y er   f r o m   u s er s - d e v ices  i n   th i s   p latf o r m .   Du to   th is   ar c h itect u r n at u r e,   th is   w o r k   g o al  is   to   m in i m ize  co m m u n icatio n   b et w ee n   th clo u d   la y er   an d   o th er   la y er s ,   n a m el y   e n d   an d   ed g lay er s ,   in   o r d er   to   r ed u ce   n u m b er   o f   r o u ti n g   r eq u est s   th r o u g h   t h co r e   n et w o r k .   As  a   r es u lt,   t h e   tr af f ic   a m o u n t   t h r o u g h   th e   co r n et w o r k ,   u s ed   b an d w id th ,   an d   co n g e s tio n   ar e   al l   r ed u ce d .   On   th o th er   h an d ,   clo u d   r eso u r ce s   co u ld   b u s ed   as  d ata  s to r ag f o r   lo n g - ter m   to   b an al y ze d   in   d ep th .   Mo r eo v er ,   if   ed g e - n o d es   r eso u r ce s   ar n o ca p ab le  o f   ex ec u ti n g   s o m tas k s ,   th u s ,   th e   ed g n o d e   f o r w ar d s   t h ese  h ea v y   p r o ce s s i n g   ta s k s   r eq u e st s   to   th clo u d   as a   f in a l r eso r t.     4 . 1 . 2 .   E d g n o d s t r u c t u r e   E ac h   ed g n o d o w n s   s to r ag e ,   co m p u ta tio n ,   an d   co m m u n ic atio n   r eso u r ce s .   T h ese  r eso u r ce s   ca n   b h eter o g e n eo u s   a n d   d is tr ib u ted   in   h ier ar ch ical  w a y r ed u ci n g   t h d is ta n ce   to   th clo u d   to   ce r tain   ex te n t,   w h er le s s   p o w er f u l   r eso u r ce s   ar lo ca ted   clo s er   to   en d   d e v ices.  M ov i n g   a w a y   f r o m   en d   d ev ices,  t h m o r e   p o w er f u r eso u r ce s   b ec o m a v ailab le .   I n   t h e   p r o p o s ed   ap p r o ac h ,   as  d is c u s s ed   i n   d etai ls   i n   o u r   p r o p o s ed   ap p r o ac h   d escr ip tio n ,   S u b s ec t io n   4 . 2 .   T ask s   a r d is tr ib u te d   s u c h   th at  lig h t - co m p u tatio n   task s   ar ex ec u ted   clo s to   th e   en d   d ev ices,  w h ile  task s   w ith   h ea v y   co m p u t atio n   r eq u ir e m e n ts   ar ex ec u ted   b y   u p p er   lev el  r eso u r ce s ,   as s h o w n   i n   Fi g u r 2 .   E d g n o d es  m i g h v ar y   i n   t h eir   av ailab le  r e s o u r ce s ,   a n d   h en ce   d ep en d in g   on   t h e   t y p e   o f   ta s k s   r eq u ir e m en ts ,   th s u i tab le  ed g n o d is   s elec ted .   E d g n o d es  th at  p r o v id e s   h ea v y   co m p u tatio n al  s er v ices,   s u c h   as  g a m i n g   o r   au g m e n ted   r ea lit y ,   s h o u ld   b p r o v id ed   w i th     m o r r eso u r ce s   t h an   n o d es   th at  p r o v id li g h t - co m p u tatio n   s er v ices.   T h i s   d esig n   s h o w s   th e   n ec e s s i t y   o f   t h p r o p o s ed   co o p e r ativ e - h ier ar ch ical  b ased   ap p r o ac h ,   e. g . ;   if   a   n o d w it h   lig h r eso u r ce s   i s   f lo o d ed   w it h   tas k   r eq u e s ts   an d   h as   n e ig h b o r   n o d th at   h a s   m o r e   r eso u r ce s   t h at  c u r r en tl y   ar e   u n d er u tili z ed .   As  r e s u l t,   s o m e   tas k s   ar e   f o r w ar d ed   to   th is   n e ig h b o r   n o d e   r ath er   th a n   f o r w ar d in g   th e m   f ar   to   th clo u d   la y er .   C lear l y ,   th i s   r ed u ce s   tr af f ic  i n   th e   co r n et w o r k   a n d   en h a n ce s   r esp o n s ti m e.   Fo r   ex a m p le,   w h en   d ep lo y i n g   s y s te m s   in   w id r eg io n s ,   s u c h   as  s m ar d r iv i n g   ass is tan ce ,   t h e y   ca n   b en e f it  f r o m   o u r   p r o p o s ed   a p p r o ac h .   W h en   s ev er al  ed g n o d es  ca n   p r o v id th s a m r eq u e s ted   s e r v ice,   th e y   m i g h b d is tr ib u te d   to   co v er   w id r eg io n h o w e v er ,   t h e   a m o u n t   o f   tr a f f ic  i s   n o th e   s a m e   f o r   d if f er en ar ea s .   W h en   e m p lo y in g   o u r   p r o p o s ed   ap p r o ac h   b et w ee n   n eig h b o r in g   n o d es,  t h u til iz atio n   o f   ed g e   n o d es’  r eso u r c es  i s   i n cr ea s ed   a n d   in ter ac ti n g   w i th   t h clo u d   la y er   is   r ed u ce d as   d em o n s tr ate d   in   S u b s ec t io n   4 . 2 . 2 .   I n   t h is   w o r k ,   it  i s   ass u m ed   th at   ea ch   ed g n o d also   co n s is ts   a n   ed g e - o r c h estra tio n   n o d e   th at  r ep r esen ts   t h m ain   co m p o n en in   t h ed g e   n o d e.   T h is   n o d b u f f er s   in f o r m atio n   ab o u ea c h   r u n n in g   ta s k ,   s u c h   as  its   r u n n i n g   h o s t,  t h cu r r en s tate  o f   co m p u tatio n   an d   m e m o r y   r e s o u r ce s ,   in   ad d itio n   to   in f o r m ati o n   ab o u th co n n ec tio n   s tat e   w it h   n e ig h b o r - ed g e   n o d es a n d   th clo u d .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 0   :   296   -   307   300   As  s h o w n   i n   Fi g u r 2 ,   th er is   n o d n a m ed   o r ch estra tio n   n o d e   th at  is   r esp o n s ib le  f o r   r eso u r ce s   m an a g e m e n t,  m a k i n g   d ec i s io n s   r eg ar d i n g   e x ec u t in g   tas k s   o n   its   n o d e s   r eso u r ce s ,   o r   tr an s f er r in g   t h is   ta s k   t o   n eig h b o r   n o d o r   ev en   f o r w a r d   it to   th clo u d   la y er .           Fig u r 1 .   P latf o r m   w i th   clo u d   an d   ed g in f r astr u ctu r e s       Fig u r 2 .   E d g n o d s tr u ctu r e       4 . 2 .   O ur  pro po s ed  a pp ro a ch  des cr iptio n   I n   o r d er   t im p r o v e   ed g e - n o d e   r eso u r ce s   u ti lizatio n a   co o p er ativ e - h ier ar ch ical  ap p r o ac h   is   p r o p o s ed   in   o r d er   to   d is tr ib u te  an d   ex ec u t e   ap p licatio n   m o d u les b et w e en   n ei g h b o r - ed g n o d es.     4 . 2 . 1 .   Appl ica t io n   An   ap p licatio n   to   b ex ec u ted   o n   ed g e ’s   r e s o u r ce s ,   it   m u s t   b p r e - p ar titi o n ed   in to   m o d u les ; su c h   th at   ea ch   m o d u le  co n d u cts  a   s p ec if ic   f u n ctio n .   T h p r o p o s ed   a p p r o ac h   d o es  n o p a r titi o n   th ap p licatio n ,   b u s o m o th er   en ti t y ,   e. g . ;   co m p i ler ,   is   r esp o n s ib le  f or   d iv id in g   th ap p licatio n   in to   m o d u le s .   T h co m p lex it y   o f   ea ch   m o d u le  is   d ef in ed   b y   n u m b er   o f   p ar a m e ter s ,   s u ch   a s   r eq u ir ed   R A M   s ize ,   r eq u ir ed   C P ti m e ,   an d   tr an s m itted   d ata  s ize.   I n   o r d er   to   r ep r esen th ap p licatio n   u s i n g   d ir ec ted   g r ap h ,   d i s tr ib u ted   d ata  f lo m o d el  is   u s ed   [ 38] ,   s u c h   t h at   ea ch   m o d u le   i s   r ep r esen t ed   by   v er t e x   an d   a   d ir ec t ed   ed g r ep r esen t s   th e   d ep en d en c y   a n d   d ata  f lo w   d ir ec tio n   b et w ee n   m o d u les.     4 . 2 . 2 .   Alg o rit h m   f o m o du le s   pla ce m e nt   T h p r e - p ar titi o n ed   ap p licatio n   m o d u les   ar r ec eiv ed   b y   th e   e d g e - o r ch e s tr atio n   n o d e,   i n   o r d er   to   b d is tr ib u ted   t o   t h a v ailab le  r eso u r ce s   b ased   o n   t h eir   n e ed s   o f   m e m o r y   a n d   p r o ce s s in g   r eq u ir e m en t s .   T h b aselin m o d u le  p lace m e n m eth o d ,   th at  u s ed   i n   iFo g S im  s i m u lato r ,   d ep en d s   o n   s p an n in g   t h co n s tr u cted   g r ap h   f r o m   t h b o tto m   to   th e   t o p   w it h i n   t h s a m ed g n o d e ,   th at   is   s ea r ch i n g   f o r   a   s u itab le   r eso u r ce   to   as s ig n   ea ch   m o d u le.   Ho w e v er ,   i f   t h e r ar e   n o   r eso u r ce s   s a tis f y   t h e   m o d u le   n ee d s,   t h er ef o r e,   it  will  b f o r w ar d ed   to   th clo u d .   I n   [ 3 0 ] ,   s y s te m   m o d el  is   p r o p o s ed   th at  h as   u tili z atio n   an d   late n c y   m etr ic s   f o r   t h e   r es o u r ce s   i n s id th s a m e   n o d e ,   h o w e v er ,   t h e   u til izatio n   an d   t h d ela y   ca u s ed   b y   n e ig h b o r   n o d es   a r n o co n s id er ed .   I n   t h is   p r o p o s ed   w o r k ,   t h p l atf o r m   is   s p an n ed   h o r izo n ta ll y   s ea r c h i n g   f o r   s u i tab le  r eso u r ce s   in   n ei g h b o r in g   n o d es,  as  ass i g n i n g   t h e   m o d u le  to   t h clo u d   is   t h la s r eso r t.   T h e   p r o p o s ed   m ec h a n is m   f o r   m o d u le ’s   p lace m en t i s   s h o w n   i n   t h b elo w   f lo w   c h ar t,  s h o w n   i n   Fi g u r 3 ,   an d   is   ex p lain ed   as  f o llo w s :   1.   I n   th ed g n o d e,   t h o r ch es tr atio n   n o d k ee p s   leaf - to - r o o p ath s   f o r   th e   h o s t s ,   also   it  k ee p s   tr ac k in g   th cu r r en C P u tili za t io n   ( b u s y   ti m e)   of   ea c h   h o s t.  T h o r ch estra ti o n   n o d r ep r esen ts   h o s ts   i n s id e   th ed g n o d b y   tr ee   s tr u c t u r b ased   o n   th eir   co m p u ti n g   p o w er ,   s u c h   t h at   t h least  p o w er f u h o s t s   ar th lea v es  a n d   th m o s p o w er f u h o s is   t h r o o t.  A p p ar en tl y ,   a   leaf - to - r o o p ath   h a s   t h p o s s ib le  h o s t s   o f   ex ec u t in g   m o d u le;  w h er th o r ch estra tio n   n o d v is i ts   ea c h   p ath   f r o m   lea f - to - r o o t.  As  r esu lt,  m o d u le ar ex ec u ted   o n   h o s t s   w ith   le s s   p o w er ,   if   t h e y   s a tis f y   m o d u les  r eq u ir e m en ts ,   th at  clo s er   to   en d   d ev ices,   b ef o r m o v i n g   t h e m   to   th e   u p p er   lev el  in   o r d er   to   lo o k   f o r   a v ailab le  r eso u r ce s .   2.   T h o r ch estra tio n   n o d s ch e d u les  t h o r d er   o f   e x ec u t in g   t h e   m o d u les   in   t h ed g n o d b ased   o n   th e   d ep en d en cie s   b et w ee n   t h e m ,   e. g . ; a   m o d u le  m a y   n ee d   s o m e   m o d u les r es u lts   a s   in p u t d ata .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       C o o p era tive  h iera r ch ica l b a s e d   ed g e - c o mp u tin g   a p p r o a ch   f o r   r eso u r ce s   a llo ca tio n   o f   ...   ( Ma h a   A lja r a h )   301   3.   T h o r ch estra tio n   n o d v i s it s   l ea f - to - r o o p ath s   o f   h o s ts   f o r   ea ch   m o d u le ,   i n   o r d er   to   ch ec k   t h f ea s ib il it y   o f   ex ec u ti n g   t h m o d u le  o n   t h i s   h o s t,  e. g . ; i f   a v ailab le  C P ti m is   e n o u g h   4.   I f   t h h o s is   ab le   to   ex ec u t e   t h is   m o d u le,   t h er eb y   t h o r ch e s tr atio n   n o d e   f o r w ar d s   t h i s   m o d u le  to   t h is   h o s t   an d   also   it   u p d ates it s   in f o r m a tio n   ab o u t CP U ’s   lo ad   f or   th is   h o s t a n d   t h is   m o d u le.   5.   E ls e,   if   t h h o s ts   i n   th i s   le v e ( lo w e s le v el)   alo n g   t h p at h   d o   n o h a v en o u g h   r eso u r ce s   t o   ex ec u te   th m o d u le,   th er e f o r e,   th o r ch estra tio n   n o d ch ec k s   t h u p p er   lev el  f o r   o th er   ca p ab le  h o s ts ,   if   e x is t .   6.   T h o r ch estra tio n   n o d ch ec k s   all  le v el s   o f   r eso u r ce s   in   o r d er   to   ex ec u te  th e   m o d u le  i n s id th c u r r en t - ed g n o d e,   an   th at   b ef o r co n s id er in g   e x ec u t in g   it  o n   n eig h b o r - ed g n o d o r   o n   th clo u d .   I f   th o r ch estra tio n   n o d is   u n ab le  to   ex ec u te  t h m o d u l in s id its   co r r esp o n d in g   ed g e - n o d e,   d u to   th e   m o d u le ' s   ex ce s s i v r eso u r ce s   r eq u ir e m e n ts ,   e. g . co m p u tin g   p o w er ,   w h ic h   is   c u r r en tl y   u n av a ilab le  at   h o s ts   i n s id th c u r r en t - ed g n o d e.   C o n s eq u en tl y ,   th o r ch es tr atio n   n o d w ill  s o r its   n e ig h b o r - ed g n o d es   an d   th clo u d   b ased   o n   th e s ti m ated   d ela y   to   r ea ch   ea ch   o f   t h e m .   7.   T h o r ch estra tio n   n o d s tar ts   w it h   t h n ei g h b o r - ed g n o d th at  h a s   th m i n i m u m - r ea ch a b ilit y   esti m ate d   d elay ,   a n d   tr an s m it s   r eq u est  f o r   ex ec u t in g   t h m o d u le  to   t h is   n ei g h b o r - ed g n o d e.   8.   In   t h e   p r o p o s ed   ap p r o ac h ,   o n e   lev el   o f   co o p er atio n   b et w ee n   ed g n o d es   is   e m p lo y ed ,   e. g . if   t h n ei g h b o r - o r ch estra tio n   n o d r ec eiv es  r eq u est  f r o m   o t h er   ed g n o d f o r   m o d u le  ex ec u tio n ,   it  ch ec k s   t h ab ilit y   o f   m o d u le  ex ec u tio n   o n l y   at  its   h ig h e s t le v el  o f   r eso u r ce s .     9.   I f   t h o r ig i n al - o r ch estra tio n   n o d r ec eiv es  p o s iti v r esp o n s f r o m   n eig h b o r - ed g n o d e,   it    f o r w ar d s   al l   r eq u ir ed   d ata  f o r   ex ec u tin g   t h i s   m o d u le  to   t h is   n eig h b o r - ed g n o d e.   10.   On   t h o t h er   h a n d ,   i f   t h o r ig i n al - o r ch estra tio n   n o d d o es  n o t   r ec eiv a   p o s iti v r esp o n s f r o m   a n y   n eig h b o r ,   th er ef o r e,   it  w il f o r w ar d   th i s   m o d u le  to   th clo u d   as th las t r eso r t.           Fig u r 3 .   Flo w   c h ar t o f   th m o d u le  p lace m e n t a p p r o ac h   in   ed g n o d e       A p p ar en tl y ,   t h co m p le x it y   o f   th i s   p r o p o s ed   a p p r o ac h   is   p o ly n o m ial  in   ti m e,   w h ich   i s   O( M * P * N) ,   w h er M,   P ,   ar n u m b er   o f   m o d u les,  n u m b er   o f   p at h s   w it h in   th ed g n o d its el f ,   a n d   n u m b er   o f   n ei g h b o r - ed g n o d es,  r es p ec tiv el y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 0   :   296   -   307   302   5.   SI M UL AT I O N S RE SU L T S   T o   ev alu ate  th e   p r o p o s ed   C o o p er ativ e - Hier ar ch ica b ased   E d g e - C o m p u tin g   a p p r o ac h   f o r   m o d u le s - p lace m en a g ain s b aselin e   ap p r o ac h ,   th iFo g S im   s im u latio n   i s   e m p lo y ed   [ 3 8 ]   w h ich   is   C lo u d Si m   ex ten s io n   [ 3 9 ]   f o r   f o g   co m p u ti n g.     5 . 1 .   Si m ula t io s ce na rio s   T h ca s s tu d y   p r o v id ed   b y   th s i m u lato r   [ 3 8 ]   is   e m p l o y ed   f o r   o u r   ex p er i m e n t s ,   wh ich   is   a n   i m p le m en ta tio n   f o r   E lectr o en ce p h alo g r ap h y   ( E E G)   o n l in T r ac t o r   B ea m   Ga m e,   i n   w h ic h   ea ch   p la y er   w ea r s   elec tr o en ce p h alo g r a m   h ea d s e t   th at  eq u ip p ed   w i th   a   s e n s o r ,   in   o r d er   to   tr an s m i u s e r s   b r ain   s tate  to   th e   ap p licatio n   o n   t h u s er s   s m ar p h o n e.   T h ap p licatio n   s h o w s   all  p la y er s   s u r r o u n d in g   an   o b j ec t,   s u ch   th at   ea ch   p la y er   tr ies  to   p u ll  t h o b j ec to w ar d   h i m .   T h o b j ec t’ s   m o v e m e n d ep en d s   o n   th c o n ce n tr atio n   le v el  o f   ea ch   p la y er ;   co n s eq u en t l y ,   t h p la y er   t h at  h as  t h h i g h e s c o n ce n tr atio n   le v el  w il s u cc ee d   to   p u ll  t h o b j ec to w ar d   h i s   d ir ec tio n .   T h ap p licatio n   is   p ar titi o n ed   in to   th r ee   d if f er en t   m o d u le s ( 1 ) -   C lien t,  ( 2 ) -   C o n ce n tr atio n   ca lcu lat o r ,   ( 3 ) -   C o o r d in ato r .   T h c lien m o d u le  r ec eiv es   E E s e n s o r   r ea d in g s   an d   p r e - p r o ce s s es t h e m ,   an d   t h en   f o r w ar d s   th e m   to   th co n ce n tr atio n - ca l cu lato r   m o d u le.   Ne x t,  th co n ce n tr at io n - ca lcu lato r   m o d u le   f in d s   t h e   v alu e   f o r   th p la y er s   co n ce n tr at io n   le v el  a n d   tr an s m it s   t h is   v al u e   b ac k   to   th clie n m o d u le.   Af ter   t h at ,   th c lien t   m o d u le  tr an s m its   t h e   f o u n d   co n ce n tr at io n   le v el  to   th ac t u at o r s   d is p la y   A th s a m ti m e,   t h m o d u le  o f   co n ce n tr atio n - ca lc u lat o r   tr an s m its   t h r es u lt s   p er i o d ically   to   th co o r d in ato r   m o d u le,   w h ic h   is   r esp o n s ib le  f o r   g lo b al - g a m s tate  s h ar in g   w it h   o th er   cl ien ts .   A cc o r d in g l y ,   th eir   d is p la y ed   g lo b al  s tate  o f   th g a m e   is   u p d ated .   Fig u r 4   d em o n s tr ates  t h d ep en d en cies  an d   d ata  f lo w   b et w ee n   E E G - g a m m o d u le s   [ 3 8 ] .   T u p les  ar th task ’s   s p ec if icatio n s   a n d   d ata  tr an s f er r e d   b etw ee n   m o d u les   th at  u s ed   f o r   p r o ce s s in g   b y   t h r ec eiv i n g   m o d u le.   E ac h   t u p le  h as  t y p e,   in   o u r   s ce n a r io ,   tu p les   ar e   s en t   b y   s e n s o r s   to   th clie n m o d u l ar E E ty p e   th at  co n tain   E E G - s e n s o r   r ea d in g s .   W h ile  t u p les  th at  tr an s m i tted   f r o m   th e   clie n to   th e   co n ce n tr atio n - ca lc u lato r   m o d u le,   an d   th at  af ter   co n d u cti n g   s en s o r s   r ea d in g s   p r e - p r o ce s s in g ,   h a v e   t h e   s en s o r   t y p an d   s o   o n ,   as   ill u s tr a ted   in   Fig u r 4 .   Ge n er all y ,   e ac h   t u p le  t y p e   h a s   d if f er e n s p ec if icatio n s ,   s u c h   as   th r eq u ir ed   task s   ex ec u tio n   ti m e ,   d ata   s ize   in   b y te s   b ef o r ex ec u tio n ,   an d   o th er   r eq u ir ed   ch ar ac ter is t ics   th at  n ee d ed   to   ex ec u te  t h t ask .             Fig u r 4 .   EEG - T r ac to r   B ea m   Ga m m o d u les [ 3 8 ]       W d ev elo p ed   p latf o r m   f o r   th ex p er i m e n t s   th at  co n tai n s   t w o   ed g n o d es,  w h er ea ch   ed g n o d h as   o n o r ch e s tr atio n   n o d e,   o n ed g s er v er   a n d   g r o u p   o f   m o b ile  d ev ices  t h at  v ar ie d   th r o u g h   e x p er i m e n t s   f r o m   1 0   to   1 0 0   d ev ices.   Fi g u r 5 ( a )   s h o w s   th a t h e   p r o p o s ed   ed g e - co m p u ti n g   p lat f o r m   with   t h o r c h estra tio n   n o d es   an d   t h co m m u n icati o n   d ela y   b et w ee n   co m p o n en t s.   I is   i m p le m en ted   u s in g   iFo g S im   to o lk it.   Fig u r 5 ( b )   d em o n s tr ates  t h e   d ev elo p ed   p latf o r m   w it h o u h a v i n g   o r ch estra tio n   n o d es ,   th i s   p latf o r m   is   e m p lo y ed   as   t h b aseli n m o d el   f o r   co m p ar is o n   p u r p o s e T h e   co n f i g u r at io n s   an d   c h ar a cter is tics   f o r   d ev ice s   in   b o th   d ev e lo p ed   p latf o r m s   ar u n i f ied ,   in   o r d er   to   f air l y   co m p ar o u r   p r o p o s ed   co o p er ativ e - h ier ar ch ical  m o d u les  p lace m e n m et h o d   to   th b aseli n p lace m e n m eth o d .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       C o o p era tive  h iera r ch ica l b a s e d   ed g e - c o mp u tin g   a p p r o a ch   f o r   r eso u r ce s   a llo ca tio n   o f   ...   ( Ma h a   A lja r a h )   303       ( a)       ( b )     Fig u r e   5 .   ( a)   E d g e - co m p u ti n g   d ev elo p ed   p latf o r m   w i th   o r ch estra tio n   n o d es ( o u r   p r o p o s ed   ap p r o ac h ) ;     ( b )   E d g e - co m p u ti n g   d e v elo p ed   p latf o r m   w i th o u t o r ch estr at i o n   n o d es ( b aselin ap p r o ac h )       5 . 2 .   P er f o r m a nce  m et rics   T e va l ua te   o ur   pr o p os e a p pr oa c h,   w e   i nt r o du c e t he   f o ll o w i ng   pe r f or m a nc e   m e t r i c s :   1.   T ot a de l a y:   i s   t he   t ot a t i m de l a y   t ha r e qu i r e f or   e xe c ut i n al t u pl e s   ( t a s ks )   i nc l u di n g   c o m m u ni c at i on   de l a y,   d ue   t o   t he   f a ct   t ha t   t he s e   t u pl e s   t r a ve f r o m   on e   m o d ul t a no t he r   o di f f e r e nt   ho s t s   a n d/ or   di f f e r e nt   e dg e   n od e s .   T he r e f or e ,   t he   t ot a t i m e   de l a i nc l u de s   ne t w or c o m m un i c a ti on ,   pr oc e s s i ng ,   c on ge s ti o n,   a n c ol li s i on   t i m e .   2.   T hr o u gh p ut :   i s   t he   t ot al   n u m be r   of  da t t u pl e s   e xe c ut e pe r   t i m u ni t .   I t   i s   e va l ua t e d   b us i ng   ( 1) ,   w he r e   T   de n ot e s   t ot a n u m be r   of   t he   e xe c ut e t up l e s   a nd   D   de n ot e s   t he   t ot al   de l a y.                                         ( 1 )     3.   N e t w or l oa d:   i s   t he   a m o un of  da t t u pl e s   t ha t r a ve l s   i t he   ne t w o r a n oc c up i e s   it   f or   c e r t a i n   a m ou nt   of   t i m e .   I i s   e va l ua te b us i n g   ( 2) ,   w he r e   N d i   de no t e s   t he   t ot al   de l a of   t he   i th   t u pl a n d   Nw i   de n ot e s   t he   i th   t up l e   s iz e .                                                          ( 2 )     N ot ic e   t ha t he   ne t w or l o a i nc l u de s   c on ge s t i on   a n d   c ol li s i o ns .   T he r e f or e ,   ne t w or l oa d   r e du c t i on   l ea ds   t r e du c e   c o ll i s i o ns   a nd   t r a f f i c o ng e s t i o n.   A s   ab o v e   ( 1 )   an d   ( 2 )   d em o n s tr ate,   t h r o u g h p u is   in v er s el y   p r o p o r tio n al  to   th to tal  d elay ,   w h ile   n et w o r k   l o ad   is   p r o p o r tio n al  to   th n et w o r k   o v er all  d ela y .   T h s im u latio n   r es u lt s   i n   S u b s ec tio n   5 . 3   p r o v t h at  th e   th r o u g h p u t   is   in f l u e n ce d   b y   r ed u cin g   to tal  d ela y   f o r   tu p les  e x ec u tio n   m o r t h an   n et w o r k   lo ad .   Fo r   co n s i s te n c y ,   t h ese   m e tr ics   a r m ea s u r ed   fo r   th s a m n u m b er   o f   tu p les  e x ec u ted   in   b o th   s y s te m s   i m p le m en tatio n t h e   p r o p o s ed   ap p r o ac h   an d   th b aseli n e   ap p r o ac h ,   as  th eir   ar ch itect u r es  ar s h o w n   in   Fi g u r 5 ( a )   an d   Fig u r 5 ( b ) ,   r esp ec tiv el y .   I n   s i m u la tio n ,   w h e n   n u m b er   o f   d ev ice s   i n   ed g n o d es  is   in cr ea s ed ,   clea r l y ,   m o r tu p les   ar p r o d u ce d ,   an d   h e n ce ,   t h e   a s s es s m en t   v alid it y   f o r   in tr o d u ce d   p er f o r m an ce   m etr ic s   is   e n h a n ce d .     5 . 3 .   S i m ula t io n r es ults a nd   d is cu s s io n   I n   o u r   p r o p o s ed   co o p er ativ e - h ier ar ch ical  p lace m e n ap p r o ac h ,   all  m o b ile  d ev ice s   h av s a m e   ca p ab ilit ies   allo w s   t h e m   to   ex ec u te   o n l y   t h e   clie n t s’   m o d u le s w h i le   t h e   ed g s er v er s   h av d i f f er en t   ca p ab ilit ies  s u c h   t h at  s o m s er v er s   c an   ex ec u te  t h co n ce n tr atio n - ca lc u lato r   m o d u le  wh ile   o th er s   ca n n o t.  T h er ef o r e,   in   th p r o p o s ed   p lace m en ap p r o ac h ,   s er v e r   w it h   e n o u g h   co m p u t in g     p o w er   can   e x ec u te   th e   e n titi e s   o f   th is   m o d u le.   O n   t h o th er   h a n d ,   r eg ar d in g   t h b aselin p lace m e n m et h o d ,   all  en titi es   o f   t h i s   m o d u le  ar e   ex ec u ted   at   th clo u d   w h ic h   m a y   ca u s h ig h er   co m m u n icatio n   d ela y .     p r eli m i n ar y   r esu l o f   t h is   wo r k   is   p u b lis h ed   i n   I C E C T A' 2 0 1 7   [ 4 0 ] ,   th e   in i tial  e n h an ce m en r es u lt s   ar p r esen ted   f o r   th p r o p o s e d   ap p r o ac h   w h e n   4 0 o f   n o d es  ar clo s er   th an   th clo u d .   Ho w e v er ,   i n   th is   ex ten d ed   w o r k ,   m o r ex te n s iv r esu lts   ar p r esen ted   as  f o llo w s :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 0   :   296   -   307   304   1)   A e xt e ns i ve   s i m ul a ti o n   i s   c on d uc t e w he 3 0%   a n 70 %   of   e d ge   no de s   a r c l os e r ,   t o   m o b i l a n d   Io T   d e v i ce s   in   t h e   e n d   l ay e r ,   t ha t he   c l o ud .   2)   E xt e ns i ve   e x pe r i m e nt s   a r e   c on d uc t e f o r   t ot al   de la y,   t hr o ug h p ut ,   a nd   ne t w or l oa m e tr i c s .     3)   M o r e o ve r ,   t hi s   w or de m o n s t r a te s   ho w   di f f e r e nt   pe r f o r m a nc m e t r i c s   a r a f f e ct e by   ne i g h b ou r - no de s   p os it i on   or   e d ge   no de s   pr ox i m it t e n de vi c e s .     5 . 3 . 1 .   Av er a g dela y   Dela y   e n h a n ce m en r esu lts   i s   s h o w n   i n   Fi g u r 6 ,   f o r   ex a m p le,   r esu l ts   s h o w   t h at  i f   1 0   d ev ices  e m an a tin g   d ata,   6 0 r ed u ct io n   in   laten c y   i s   ac h iev ed   w h en   p lacin g   m o d u le s   o n     n ei g h b o r - ed g n o d es  t h at   ar 4 0 clo s er   to   d ev ice s   t h an   t h clo u d .   T h is   r ed u c tio n   in   d ela y   is   d u to   r ed u ctio n   o f   tr a f f ic  d ir ec ted   th r o u g h   t h n et w o r k   co r to w ar d s   th clo u d ,   i m p o s in g   les s   n et w o r k   co n g est io n ,   lead in g   to   lo w er   d ela y ,   an d   th at  is   d u to   e m p lo y i n g   o u r   p r o p o s ed   a p p r o ac h   r ath er   th a n   t h b aseli n ap p r o ac h .     Dela y   r ed u c tio n   p er ce n tag e   i s   g o i n g   d o w n   to   3 6 w h en   th er ar 1 0 0   d ev ice s   e m an atin g   d ata,   b ec au s co n g esti o n   an d   co llis i o n   p r o b ab ilit y   w ill  i n cr ea s i n   th n et w o r k   ca u s in g   m o r d e la y .   C lear l y ,   d ela y   r ed u ctio n   d ec r ea s es   as   n u m b e r   o f   d ev ices   in cr ea s e s .   T h at  m ak es   s e n s e,   d u to   th e   f ac t h a w h e n   n u m b er   o f   d ev ices  i n cr ea s e s ,   a v ailab le   ed g n o d es  r eso u r ce s   b ec o m e   n o s u f f ic ien t   to   s a tis f y   t h e ir   r es o u r ce s   r eq u ir e m en ts .   T h er ef o r e,   s o m tu p les  ar f o r w ar d ed   to   n eig h b o r - ed g n o d es  o r   ev en   to   th clo u d   r eso u r ce s   th r o u g h   t h e   n et w o r k   co r e .   As  r esu lt,  th o v er all  co m m u n ica tio n   o v er h ea d   an d   d ata  tr an s m is s io n   ti m in cr ea s e,   in   o th er   w o r d s ,   av er ag d ela y   in c r ea s e s .   Fu r t h er m o r e,   Fig u r 6   s h o w s   th a w h e n   7 0 o f   n eig h b o r - ed g n o d es  ar clo s er   to   m o b il I o T   d ev ices  th a n   t h clo u d ,   en h a n ce m en r es u lts   ar b etter   th a n   w h e n   4 0 o f   n eig h b o r - ed g e   n o d es   ar clo s e r .   I n   co n tr a s to   th e   s ce n ar io   wh en   o n l y   3 0 %   o f   n ei g h b o r - ed g n o d es  ar clo s er   to   d ev ices,  d ela y   en h a n ce m e n t   is   less .     5 . 3 . 2 .   T hro ug hp ut   Fig u r 7   p r o v es t h at  o u r   p r o p o s ed   ap p r o ac h   i m p r o v es t h t h r o u g h p u s i g n i f ica n tl y .   I t is  in t er esti n g   t o   s ee   t h at  t h e   p r o p o s ed   ap p r o ac h   e n h a n ce m en r atio   i s   m o r th an   d o u b le  t h e n h a n ce m e n t   f o r   d ela y ,   b ec a u s e   b o th   n et w o r k   d ela y   a n d   co n g e s tio n   ar r ed u ce d .   A l s o ,   w h e n   th e   n u m b er   o f   d e v ices   in cr ea s es,  m o r tu p le s   ar g en er ated ,   a n d   t h u s ,   t h r o u g h p u e n h an ce m e n i s   d eg r ad ed .   A n   i n ter esti n g   o b s er v atio n   is   n o tic ed ,   as   th e   n u m b er   o f   d ev ices  i n c r ea s es,  th en h a n ce m en r ea c h es  s at u r atio n   le v el.   E v e n   w it h   t h is   s atu r atio n ,   th e   p r o p o s ed   ap p r o ac h   o u tp er f o r m s   th b asel in ap p r o ac h .     5 . 3 . 3 .   Net w o rk   l oad   Net w o r k   lo ad   en h a n ce m e n m ea n s   r ed u ct io n   i n   n et w o r k   co n g es tio n   a n d   co llis io n s .   As   p r ed icted ,   th p r o p o s ed   ap p r o ac h   d ec r e ases   t h e   n et w o r k   lo ad ,   s in ce   f e w er   p ac k ets  w ill  b r o u te d   th r o u g h   t h co r n et w o r k   to w ar d s   th clo u d .   F ig u r 8   illu s tr ates  t h at  r ed u cti o n   in   n et w o r k   lo ad   is   in v er s e l y   p r o p o r tio n al  to   n u m b er   o f   d ev ices   i n   t h p lat f o r m .   n o te w o r th y   o b s er v ati o n   ab o u n et w o r k   lo ad   is   as   n u m b er   o f   d ev ices   in cr ea s es   th e   en h a n ce m e n t   d ec r ea s es,  d u to   t h f ac t   th at   m o r tu p les  ar g en er ated   t h at   c au s m o r n e t w o r k   co n g es tio n   a n d   co llis io n   p o s s i b ilit y .           Fig u r 6 .   Dela y   en h a n ce m e n t       Fig u r 7 .   T h r o u g h p u t e n h a n ce m en t       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       C o o p era tive  h iera r ch ica l b a s e d   ed g e - c o mp u tin g   a p p r o a ch   f o r   r eso u r ce s   a llo ca tio n   o f   ...   ( Ma h a   A lja r a h )   305       Fig u r 8 .   Net w o r k   lo ad   en h a n ce m en t       6.   CO NCLU SI O N S A ND  F UT URE WO RK   E d g co m p u ti n g   ha s   cr u cia r o le  f o r   s u p p o r tin g   t h o p er atio n   o f   m o b ile  a n d   I n ter n e o f   T h in g s   ( I o T ) - b ased   ap p licatio n s .   E d g co m p u t in g   s u p p o r ts   ap p lica tio n s   th at   r eq u ir es   h i g h   co m p u ti n g   ca p ab ilit ies,   an d /o r   f ast  r esp o n s d e m a n d s also   it  p lay s   m aj o r   r o le   f o r    ap p licatio n s   th at  b ased   on   l o ca tio n   a w ar e n ess .   T h is   w o r k   g o al  is   to   i m p r o v e   ed g r eso u r ce s   u tili za tio n th er ef o r e,   w p r o p o s ed   c o o p e r ativ e - h ier ar ch ical  b ased   ap p r o ac h   f o r   m o d u les   p lace m en in   ed g n o d an d   b et w ee n   n ei g h b o r - ed g n o d es,  w h er th is   ap p r o ac h   h as  p o l y n o m ial - ti m co m p le x it y .   Als o ,   th i s   w o r k   i n tr o d u ce d   th ar ch itect u r th at  f ac ilit a tes  co m m u n icatio n   b et w ee n   ed g n o d es.   In   s i m u latio n   e x p er i m e n ts ,   iFo g S im   to o lk it  [ 3 8 ]   is   u s ed T h e   p r o p o s ed   m o d u le   p lace m en a lg o r it h m   is   e x ec u ted   o n l y   d u r i n g   ap p licatio n   d ep lo y m e n p h a s e.   Si m u la tio n   r esu lt s   s h o w   th a t   ad o p tin g   th p r o p o s ed   ap p r o ac h   i m p r o v es  t h o v er all  o f   p latf o r m   p er f o r m an ce   b y   r e d u cin g   th e   o v er all   laten c y ,   r ed u c i n g   n et w o r k   c o n g es tio n ,   a n d   i m p r o v i n g   t h r o u g h p u t.  Mo r eo v er ,   t h e n d - u s er   e x p er ien ce   is   i m p r o v ed .   As  f u tu r w o r k ,   w p lan   to   s t u d y   ca s e s   w it h   a   d y n a m ic  en v ir o n m e n an d   s t u d y   t h ef f ec o f   r ap id   ch an g es i n   t h e   en v ir o n m e n t,  an d   h o w   th is   i n f lu e n ce s   e n d - u s er   ex p er ien ce .       RE F E R E NC E S     [1 ]   T .   F ra n c is ,   Co m p a riso n   o f   Clo u d   Ex e c u ti o n   M e c h a n ism s   F o g ,   Ed g e ,   a n d   Clo n e   Clo u d   Co m p u ti n g ,   In ter n a t io n a J o u rn a o E lec trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g ,   v o l.   8 ,   p p .   4 6 4 6 - 4 6 5 3 2 0 1 8 .   [2 ]   Y.  P ra d h a n a n g a   a n d   P .   Ra jara jes wa ri ,   T iarra h   Co m p u ti n g T h e   Ne x Ge n e ra ti o n   o f   Co m p u ti n g ,   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o El e c trica a n d   C o mp u t e r E n g i n e e rin g ,   v o l.   8 ,   p p .   1 2 4 7 - 1 2 5 5 2 0 1 8 .   [3 ]   P.  P ra k a sh ,   e a l . ,   F o g   Co m p u ti n g Iss u e s,  Ch a ll e n g e a n d   F u tu r e   Dire c ti o n s ,   In ter n a t io n a J o u rn a o El e c trica l   a n d   Co m p u ter   E n g i n e e rin g ,   v o l.   7 ,   p p .   3 6 6 9 - 3 6 7 3 2 0 1 7 .   [4 ]   K.  Qa d d o u m ,   e a l . ,   El a stic  n e u ra n e tw o rk   m e th o d   f o lo a d   p re d ictio n   i n   c lo u d   c o m p u ti n g   g rid ,   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o El e c trica a n d   C o mp u t e r E n g i n e e rin g ,   v o l.   9,   pp.   1 2 0 1 - 1 2 0 8 2 0 1 9 .   [5 ]   K.   S u m a lath a   a n d   M .   S .   A n b a ra si ,   A   re v ie o n   v a rio u o p ti m iza ti o n   tec h n i q u e o f   re so u rc e   p ro v isi o n i n g   in   c lo u d   c o m p u ti n g ,   In ter n a ti o n a J o u r n a o E lec trica a n d   Co mp u ter   En g i n e e rin g ,   v o l.   9 ,   p p .   6 2 9 - 6 3 4 ,   2 0 1 9 .   [6 ]   F .   Bo n o m i,   e a l . ,   F o g   C o m p u ti n g   a n d   Its  Ro le  in   t h e   In ter n e o f   T h in g s,”  Pro c e e d in g o t h e   fi rs e d it i o n   o f   th e   M CC wo rk sh o p   o n   M o b il e   c l o u d   c o mp u ti n g ,   F i n lan d ,   2 0 1 2 .   [7 ]   M .   S a ty a n a ra y a n a n ,   e a l . ,   T h e   Ca se   f o V M - Ba se d   Clo u d lets  in   M o b i le  Co m p u ti n g ,   IEE Per v a siv e   Co mp u t in g v o l.   8 ,   2 0 0 9 .   [8 ]   S .   L i,   e a l . ,   5 G   In tern e o f   T h in g s: A   su rv e y ,   J o u rn a o In d u stri a In fo rm a t io n   In te g ra ti o n ,   v o l.   1 0 ,   2 0 1 8 .   [9 ]   J.  Ch e n g ,   e a l . ,   In d u strial  Io T   in   5 e n v iro n m e n to wa rd s m a rt  m a n u f a c tu rin g ,   J o u rn a o In d u stria l   In fo rm a t io n   In teg ra ti o n ,   v o l.   1 0 ,   2 0 1 8 .   [1 0 ]   Y.   C.   Hu ,   e a l . ,   M o - b il e - e d g e   c o m p u ti n g - in tro d u c to ry   tec h n ica w h it e   p a p e r,   W h it e P a p e r,  M o b il e - e d g e   Co mp u t in g   ( M EC)  in d u stry   i n it i a t ive ,   2 0 1 4 .   [1 1 ]   Y.  C.   Hu ,   e a l . ,   M o b il e   e d g e   c o m p u ti n g A   k e y   tec h n o lo g y   to w a r d s 5 G ,   ET S W h it e   Pa p e r,   v o l.   1 1 ,   2 0 1 5 .   [1 2 ]   S h W .   a n d   Du st d a S . ,   T h e   p ro m is e   o f   e d g e   c o m p u ti n g ,   J o u rn a o C o mp u ter ,   v o l.   4 9 ,   2 0 1 6 .   [1 3 ]   C.   Y.  Ch a n g ,   e a l . ,   M EC  a r c h it e c tu ra im p li c a ti o n f o LT E/ LT E - A   n e t w o rk s,”   in   Pro c .   ACM   W o rk sh o p   o n   M o b il it y   i n   t h e   Evo lvi n g   I n ter n e Arc h it e c tu re   ( M o b iA rc h ) ,   Ne w   Y o rk ,   2 0 1 6 .   [1 4 ]   S.   K.  S h a rm a   a n d   X.  W a n g ,   L iv e   Da ta  A n a l y ti c w it h   Co ll a b o ra t iv e   Ed g e   a n d   Cl o u d   P r o c e ss in g   in   W irele ss   Io T   Ne tw o rk s,”  IEE Acc e ss ,   v o l.   5 ,   2 0 1 7 .   [1 5 ]   T.   H.  L u a n ,   e a l . ,   F o g   C o m p u ti n g F o c u sin g   o n   M o b il e   Us e rs at t h e   Ed g e ,   a rXiv p re - p ri n tec h n ica re p o rt,  2 0 1 5 .   [1 6 ]   M .   G rit ter an d   D.  R.   Ch e rit o n ,   An   a rc h it e c tu re   f o c o n ten ro u ti n g   su p p o rt  in   t h e   In tern e t,   US ENIX   S y mp o si u m o n   In ter n e T e c h n o l o g ies   a n d   S y ste m s ( US IT S ) ,   S a n   F ra n c isc o ,   2 0 0 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.