[發明專利]一種基于邊緣計算框架的容器調度方法

有效

• 申請號: 201811453746.2
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109656713B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 謝在鵬;紀宗杏;孫瑋
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F9/455
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

本發明涉及一種基于邊緣計算框架的容器調度方法，不同于現有的容器調度優選算法，主要體現在：第一，遺傳算法充分利用邊緣計算平臺的彈性計算這一大優勢，可自動擴展適應度更高的節點，使容器調度不再局限于“優中選優”的調度方式；第二，遺傳算法的另一大亮點在于系統不必了解如何去“找”目標節點，而是簡單地否定適應度低的節點；第三，在步長的選擇問題上結合模擬退火的算法思想打破了小范圍跳轉的桎梏，從跳轉過程中可能遇到的局部最優解中跳脫出來，從而達到全局最優解。如此，本發明實現了最優化容器調度方案，在保障服務高質化的同時極大程度上滿足用戶的實際使用需求，為容器調度創造更高的效益。

技術領域

本發明涉及一種基于邊緣計算框架的容器調度方法，屬于邊緣計算技術與物聯網技術應用結合技術領域。

背景技術

邊緣計算是一種按使用量付費的模式，不同于傳統云計算，邊緣計算在終端設備所產生的數據源及云計算數據中心之間增加了一層“邊緣”層，邊緣層主要由一些性能不一、更加分散的計算機系統組成，這些計算機系統被稱為邊緣節點。計算任務在接近數據源的邊緣計算節點上執行，通過互聯網共享計算、存儲、數據及應用資源，為其他設備提供優化的計算服務。邊緣計算架構下通過在網絡邊緣設備上部署實施數據處理的邊緣計算平臺對外提供一套完善可用的服務及功能接口，以在網絡邊緣側處理終端設備所產生的數據，從而實現請求響應的實時性，不僅降低了服務時延，也減少了網絡傳輸帶寬負載，避免網絡延遲。在實際數據處理過程中，部署到邊緣節點的計算任務的系統資源需求較少，對于資源密集型計算任務，邊緣節點因系統資源受限不支持其部署運行，故此類任務轉移至云端執行。因此，邊緣計算架構的管理系統需要一種高資源需求的任務部署算法以實現將高實時性需求的任務合理部署至邊緣節點或云節點的任務分配與調度策略，以使得任務的調度部署達到最優化。

邊緣計算中的任務調度算法總體上實現兩大功能：預選和優選。現有的大多數優選調度算法思想，如LeastRequestedPriority、ServiceSpreadingPriority和EqualPriority，多是對已有節點的調度優先級評判，并沒有一種可以彈性擴展的調度方案。例如(1)LeastRequestedPriority算法基本思想是將容器調度到空閑資源較多的節點上，包括CPU資源及內存資源占用情況的考量，并將兩者剩余可用資源占總資源的比值求和再取算術平均值作為各節點的調度優先級，分值越高即調度優先級越高。(2)ServiceSpreadingPriority調度算法的原則是使隸屬于同一服務的容器分散調度在不同的計算節點上運行，從而實現服務高可用以及流量負載均衡；(3)EqualPriority調度算法平等對待每一個候選節點，因該算法權值為0，故在實際調度過程中不會調用該優選算法判定節點優先級。由此可見，傳統容器調度算法并未利用彈性計算這一大優勢，而僅局限在現有節點間的調度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于邊緣計算框架的容器調度方法，充分利用邊緣框架中的彈性計算優勢，考慮到低時延的服務需求，在遺傳算法中融入模擬退火的算法思想，在眾多候選節點中彈性的選中待擴展的節點，以保障請求及時反饋與系統高效運轉。

本發明為了解決上述技術問題采用以下技術方案：本發明設計了一種基于邊緣計算框架的容器調度方法，將用戶終端上封裝了待處理任務的待調度容器上傳至云端服務器，由云端服務器根據設計調度策略決定將待調度容器調度至云端處理或調度至邊緣節點服務器處理；云端服務器執行如下步驟：

步驟A.分別針對與用戶終端之間存在通信聯系的各個候選邊緣節點服務器，獲取候選邊緣節點服務器所對應各個指定類型指標的資源數據，然后進入步驟B；

步驟B.分別針對與用戶終端之間存在通信聯系的各個候選邊緣節點服務器，針對候選邊緣節點服務器所對應的各個指定類型指標、分別進行浮點數編碼處理，獲得各候選邊緣節點服務器分別對應各指定類型指標的編碼數據，然后進入步驟C；