[發明專利]一種基于交替方向乘子法的協同存儲調度方法

在審

• 申請號: 201710558244.5
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107370802A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 吳冠霖;包衛東;朱曉敏;張耀鴻;劉寶宏;周文;陳俊杰;韓浩然;張國良;楊騁
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/24
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司11270
• 代理人: 蔣雅潔,張穎玲

1.一種基于交替方向乘子法的協同存儲調度方法，其特征在于，包括：

獲取移動邊緣云內的節點相關信息，并且基于節點相關信息構建移動邊緣云的總效用對應的優化模型；其中，所述優化模型中包括系統可靠性、能耗使用效率以及節點撤出風險；

基于節點傳輸的基本原理，構建優化模型對應的約束公式；

基于交替方向乘子法對優化模型按照預設的算法進行求解，得到優化模型對應優化的存儲調度方案；

采用優化的存儲調度方案對移動邊緣云內的相應節點進行存儲調度任務。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于交替方向乘子法對優化模型按照預設的算法進行求解的步驟包括：

對移動邊緣云內的每個節點進行初始化；

基于當前時刻的節點相關信息，對優化模型對應當前時刻請求節點的子問題進行求解，得到請求節點的最優解并且發送到相應的移動邊緣云節點中；

根據請求節點的最優解以及相應的節點信息，對優化模型對應存儲節點的子問題進行求解，得到存儲節點的最優解；

基于預設的更新公式對對偶變量進行更新并且將存儲節點的最優解以及更新的對偶變量發送到相應的請求節點中；

重復上述迭代求解過程，直到滿足預設的停止條件，得到優化的存儲調度方案。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述對移動邊緣云內的每個節點進行初始化中需要初始化的參數包括：

請求節點中的任務請求相應節點的撤出效用損失基本單位、不同種類單位資源需求量、任務所需基本單位的總數目、不同請求節點任務對應的預設冗余標準、請求節點與不同存儲節點之間任務存儲子塊的故障概率、故障后可修復概率以及存儲節點對該請求節點的撤出概率；

存儲節點中的存儲節點對應的峰值、空閑功率、各存儲節點功率加權平均利用率、單位電量相對重要性價格、節點能耗使用效率、節點有限的資源容量、所有的存儲相關資源集合、當前已經使用的存儲資源量。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，請求節點的子問題的計算公式如下：

minxΣn∈N(qxinMin-H(1-mi!(ηθ)miΣk=0mimi!(ηθ)mi!(mi-k)!(xin))+(ρ/2)(xin-yint+uint)2)]]>

s.t.Σn∈Nxin=Ri,xin≥0,∀i∈I]]>

其中，I為請求節點的集合；N為存儲節點的集合；x_in為請求節點i做出的存儲節點n所應承擔的基本單位數目決策方案；R_i為請求節點i的任務所需基本單位的總數目；q為效用損失的基本單位；M_in為節點撤出概率；θ為節點數據存儲子塊發生故障后可實現修復的概率；η為節點處理的數據存儲子塊的故障概率；m_i為請求節點i冗余容錯設計中預設的冗余標準；H為可靠性函數效用平衡權值；ρ為罰參數；為t時刻下存儲節點n做出的關于承載來自請求節點i任務數目的決策方案；表示t時刻的對偶變量；

存儲節點對應的子問題的計算公式如下：

yin≥0,∀i∈I,∀n∈N]]>

其中，y_in為輔助變量；r_id為節點i的資源需求量；D為所有資源集合；d為資源維度；L_nd為節點n的資源容量；L‘_nd為節點n已使用的資源；e_n為節點單位電量的相對重要性價格；U_n節點n的能耗使用效率；為節點n的峰值功率；為節點n的空閑功率；v_d為表示資源維度d對節點整體功率貢獻的權值。因此，在求解子問題的時候，還需要用到本地信息m,L‘_nd，U_n，v_d等。

預設的更新公式為：

uint+1=uint+xint+1-yint+1]]>

其中，表示t時刻的對偶變量；表示t+1時刻的對偶變量；表示t+1時刻的請求節點的最優解；表示t+1時刻的存儲節點的最優解。