基于区块链和机器学习的移动边缘云网络可信协作机制和资源优化方法

At present the development of the Internet of things faces the problem of the information isolated island. Aimed at this problem, this project will deeply study trusted collaboration mechanism and resource optimization algorithm based on blockchain and machine learning for mobile edge cloud networks. The aims of this project are as follows: We try to build trusted collaboration mechanism based on blockchain to achieve data sharing among edge clouds; Also we try to use machine learning, SDN and NFV, etc., to build dynamic serving network of edge clouds and make it effectively adapt to varied service requirements. And the contents are as follows: ①To study the trusted collaboration mechanisms based on blockchain to solve data sharing problem of distributed edge clouds. We try to use dynamic authorization and environment sensing to propose adaptive quick consensus algorithms of blockchain. And we will use blockchain to build data sharing mechanisms of distributed edge clouds; ②To study the resource adaptation mechanisms based on the combination of SDN and NFV to solve the intelligent match problem of complex services and network resources; ③To study quick routing decision algorithm based on machine learning. We try to build network analysis model based on stochastic network calculus and use the combination of enforcement learning and neural networks to build routing decision algorithm. By deep theoretic analysis, simulations and experiments, the proposed algorithms are expected to be used in the actual network system.

针对物联网发展面临的信息孤岛、不能有效实现数据共享的问题，本项目拟研究基于区块链和机器学习的移动边缘云网络可信协作机制和资源优化方法。研究目标：拟基于区块链建立边缘云之间的可信协作机制，实现边缘云之间的数据共享；拟采用机器学习、SDN、NFV等技术构建边缘云之间的动态服务网络，使网络能够有效适配多变的业务需求。研究内容：①研究基于区块链的分布式边缘云之间的可信协作机制，拟利用动态授权和网络环境感知建立自适应快速共识算法、基于区块链建立边缘云之间的数据共享机制；②研究基于SDN和NFV融合的资源动态适配机制，解决复杂业务与网络资源的智能适配问题；③研究利用随机网络演算理论建立网络性能分析模型、基于强化学习和神经网络相结合的快速路由决策算法，解决业务驱动的快速组网问题。通过深入的理论分析、计算机仿真，使所提出的算法在将来能够应用于实际的网络系统。

随着高清移动视频、AR/VR、车联网、智能制造等新业务的快速发展，要求网络能够提供超低时延、高速率、可定制化等特定能力，这对5G为代表的下一代移动通信网络提出严峻挑战。本项目主要研究了移动边缘云网络的可信协作机制和资源优化方法，引入区块链建立边缘云之间的可信协作机制，探索了在不可信网络中进行信息与价值传递交换的可信协作机制，然后采用机器学习、SDN、NFV等技术构建了边缘云之间的动态服务网络，探索了网络按照业务需求动态进行结构重组、功能重构的机理与方法，使网络能有效适配多变的业务需求。.本项目得到南京邮电大学的大力支持，组织了由1名教授、3名副高/副研究员、5名博士生和38余名研究生组成的专职研究队伍。.本课题组通过开展深入的研究工作，取得了相应的理论突破与技术创新。课题组在2019～2022年度完成计划任务的基础上，共发表论文40篇，其中SCI检索11篇，EI检索19篇，其中会议文章13篇；申请专利32项，已经授权10项；出版专著1部；获得江苏省科学技术二等奖1项，获得教育部科技奖二等奖1项，获得中国电子学会科技进步三等奖1项；已培养博士生2名、硕士生21名。.因此，本项目超额完成了预期目标和任务。