[發明專利]一種面向關鍵度和時效性的邊緣計算任務調度方法

有效

• 申請號: 201811208098.4
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109582448B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 郭成昊;汪亞斌;劉祥;尚小東;于靖;張煜
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 黃振華

本發明公開了一種面向關鍵度和時效性的邊緣計算任務調度方法，利用網絡流優化方法，并綜合考慮邊緣信息處理中不同任務的關鍵度和實效性，提出了面向關鍵度和時效性的邊緣計算任務調度方法，通過用戶輸入的信息處理任務的關鍵度和任務執行的時間限制，計算任務處理資源消耗，建立任務關鍵度和實效性的消耗圖模型，采用網絡流優化方法，對不同的任務進行調度和資源分配。該方法對不僅能夠對任務進行公平的資源分配，而且保證在資源公平分配的前提下，關鍵度高、實效性高的任務能夠分配到更多的資源進行計算，更快完成。該方法主要適用于邊緣的任務調度。

技術領域

本發明屬于任務調度技術領域，尤其涉及一種面向關鍵度和時效性的邊緣計算任務調度方法。

背景技術

在邊緣系統中，往往存在大量不同類型的服務運行在不同的計算節點上，不同類型的服務處理不同類型的任務，對于計算資源的需求也不同，如果不能把每個任務調度到合適的節點，使得不同類型的任務能夠擁有相對合理的資源進行計算，則會導致資源的浪費，即在有大量任務積壓的情況下仍然可能出現資源的空閑，造成任務響應時間過長。

目前，隨著各種分布式任務調度技術的出現，任務調度系統的設計者為了提高任務調度效率，減少系統響應時間，需要解決如下問題：1)調度器無法區分對待長期運行服務作業和批量分析作業；2)調度器處理不同類型任務需要增不同類型的調度策略功能，增加業務邏輯的復雜度和配置的復雜度，使得部署和運維易出現錯誤；3)調度器會出現隊列延遲等待且任務無法回滾。針對上述問題，研究者提出了基于網絡流的調度方法。

然而目前基于網絡流的調度算法多適用于云中心資源充足的計算服務環境和對于服務的執行時限沒有要求的應用場景，不適用于邊緣系統，邊緣系統處在高對抗，戰場環境多變的環境，需要重要計算任務在有限時間內，利用有限資源完成。如果把傳統調度方法使用于邊緣系統，會造成的結果是對所有任務同等看待，關鍵性高時效性高的任務無法分配到足夠資源，造成排隊等待，關鍵度低時效性低的任務大量占用有限的資源的現象。無法保證重要的邊緣任務在有限時間內完成。現存基于網絡流的調度算法的具體問題如下：

1)方法的消耗值計算方法沒有考慮到任務關鍵度和時效性；

2)方法的資源分配方法沒有考慮到任務關鍵度和時效性；

3)方法的消耗函數沒有考慮到任務關鍵度和時效性。

發明內容

本發明的主要目的在于為處在高對抗，多變環境的邊緣系統提供一種基于任務關鍵度和時效性的邊緣任務調度方法，使得重要的需要給予有限時間內響應的邊緣計算任務獲得足夠計算資源，優先保障其完成。本發明具體包括如下步驟：

步驟1，計算任務的任務關鍵度時效性值；

步驟2，根據任務關鍵度時效性值計算任務消耗值；

步驟3，根據運行時數據、任務消耗值和調度策略修改流網絡圖。

步驟4，根據關鍵度和時效性對任務獲取的資源進行合理分配。

步驟1包括如下步驟：

步驟1-1，設任務具有n個不同的關鍵度，記第i個任務的關鍵度為Xi，任務的關鍵度由用戶定義，i取值為1～n，根據如下公式計算第i個任務的相對關鍵度pi：

步驟1-2，根據第i個任務需要完成時間Di確定第i個任務的時效性值di：

步驟1-3，根據如下公式計算第i個任務的關鍵度時效性值wi：

wi＝pi*di；

步驟1-4，通過如下公式對所有任務的關鍵度時效性值進行最小、最大規范：