[發(fā)明專利]一種自組織云多對(duì)多計(jì)算遷移方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710014267.X
• 申請(qǐng)日: 2017-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN106936892A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范文浩;唐碧華;盧占翔;吳帆;張洪光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L29/08
• 分類號(hào): H04L29/08;H04L12/803
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司11403
• 代理人: 李莎,李弘

1.一種自組織云多對(duì)多計(jì)算遷移方法，其特征在于，包括步驟：

中央調(diào)度管理器監(jiān)測(cè)本地自組織云網(wǎng)絡(luò)、認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)與認(rèn)知無(wú)線電，為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)設(shè)備編號(hào)；

節(jié)點(diǎn)設(shè)備定時(shí)向中央調(diào)度管理器發(fā)送自身節(jié)點(diǎn)設(shè)備信息；

中央調(diào)度管理器收集并管理節(jié)點(diǎn)設(shè)備信息，并將節(jié)點(diǎn)設(shè)備信息整理至資源列表；

節(jié)點(diǎn)設(shè)備向中央調(diào)度管理器發(fā)送任務(wù)遷移請(qǐng)求；

中央調(diào)度管理器收集并管理各節(jié)點(diǎn)設(shè)備發(fā)送的任務(wù)遷移請(qǐng)求，基于資源列表的節(jié)點(diǎn)設(shè)備信息，定時(shí)采用遺傳蟻群調(diào)度算法獲取最優(yōu)任務(wù)調(diào)度解進(jìn)行任務(wù)調(diào)度，并將任務(wù)調(diào)度結(jié)果返回至發(fā)送任務(wù)遷移請(qǐng)求的源節(jié)點(diǎn)設(shè)備；

源節(jié)點(diǎn)設(shè)備接收到任務(wù)調(diào)度結(jié)果后，按照任務(wù)調(diào)度結(jié)果指定的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)設(shè)備將任務(wù)遷移至對(duì)應(yīng)的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)設(shè)備；

目標(biāo)節(jié)點(diǎn)設(shè)備按照節(jié)點(diǎn)的任務(wù)隊(duì)列信息依次執(zhí)行任務(wù)，執(zhí)行完該任務(wù)后將任務(wù)輸出數(shù)據(jù)發(fā)送回源節(jié)點(diǎn)設(shè)備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組織云多對(duì)多計(jì)算遷移方法，其特征在于，所述遺傳蟻群任務(wù)調(diào)度算法包括：

將任務(wù)調(diào)度轉(zhuǎn)化為遺傳算法的染色體編碼；

初始化染色體種群，獲取初始任務(wù)調(diào)度解集空間；

采用全局適應(yīng)值函數(shù)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)遺傳算法的選擇操作、交叉操作和變異操作進(jìn)行迭代，獲取至少一個(gè)最優(yōu)解；

根據(jù)獲取的最優(yōu)解生成對(duì)應(yīng)的任務(wù)調(diào)度方案；

將遺傳算法生成最優(yōu)解對(duì)應(yīng)的任務(wù)調(diào)度方案轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)設(shè)備的初始信息素，根據(jù)蟻群算法進(jìn)行迭代，獲取最優(yōu)任務(wù)調(diào)度解。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自組織云多對(duì)多計(jì)算遷移方法，其特征在于：

所述在將任務(wù)調(diào)度轉(zhuǎn)化為遺傳算法的染色體編碼過(guò)程中，染色體表示為i＝(1,2,…N)，其中，N為任務(wù)調(diào)度解集空間大小，m為任務(wù)的數(shù)量,表示該任務(wù)調(diào)度解中第j個(gè)任務(wù)的調(diào)度結(jié)果，n為節(jié)點(diǎn)設(shè)備數(shù)量，j∈[1,m],表示將計(jì)算任務(wù)遷移到編號(hào)對(duì)應(yīng)的資源提供設(shè)備上，其值為節(jié)點(diǎn)設(shè)備自身編號(hào)時(shí)表示在本地執(zhí)行；

所述在初始化染色體種群的過(guò)程中，根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的選擇概率進(jìn)行收斂解集，獲取初始染色體編碼空間即初始任務(wù)調(diào)度解集空間，其中，所述各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的選擇概率函數(shù)為

$\mathrm{\ρ}=\frac{e_i^j}{{\Σ}_{j=1}^n{e}_i^j}$

其中，n表示包含發(fā)送任務(wù)遷移請(qǐng)求的源節(jié)點(diǎn)設(shè)備在內(nèi)的節(jié)點(diǎn)設(shè)備的數(shù)量，表示任務(wù)i分配到編號(hào)為j的節(jié)點(diǎn)設(shè)備執(zhí)行時(shí)的能耗；

所述全局適應(yīng)值函數(shù)用于對(duì)整個(gè)調(diào)度方案進(jìn)行評(píng)價(jià),所述全局適應(yīng)值函數(shù)F(x)表示為

其中，f(x)表示目標(biāo)函數(shù)，x表示任務(wù)調(diào)度方案，C_max表示目標(biāo)函數(shù)理論上的最大值；

所述選擇操作采用適應(yīng)值比列選擇形式，采用輪盤賭方式實(shí)現(xiàn)，用于選擇適應(yīng)值高的染色體個(gè)體，每個(gè)染色體個(gè)體被選擇的概率為

$p_s=\frac{F\left(G_j\right)}{{\Σ}_{j=1}^{N}F\left(G_j\right)}$

其中，染色體集群為G＝{G₁,G₂,…G_N}，染色體集群的空間大小為N，染色體個(gè)體G_j∈G的適應(yīng)值為F(G_j)；

所述交叉操作采用面向知識(shí)領(lǐng)域的位交叉，計(jì)算染色體的基因適應(yīng)值，選取染色體基因適應(yīng)值低的繼續(xù)進(jìn)行迭代，所述基因適應(yīng)值函數(shù)用于對(duì)調(diào)度方案中某一個(gè)調(diào)度結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià),基因適應(yīng)值函數(shù)為

g(x)＝α*TotalTime_j+β*TaskEnergy_j

其中，α表示任務(wù)j的執(zhí)行總時(shí)間的權(quán)重系數(shù)，β表示任務(wù)j的執(zhí)行能耗的權(quán)重系數(shù)，TotalTime表示任務(wù)j的執(zhí)行總時(shí)間，TaskEnergy表示任務(wù)j的執(zhí)行能耗,x表示任務(wù)調(diào)度方案；

所述變異操采用面向領(lǐng)域知識(shí)的位變異實(shí)現(xiàn)，用于防止提前收斂，基因的變異概率函數(shù)為

$p_m^i=1-\frac{g_i}{{\Σ}_{j=1}^n{g}_j}$

其中，g_i為第i位基因的適應(yīng)值。