[發明專利]一種多輪次任務分配方法、邊緣計算系統及其存儲介質

有效

• 申請號: 201910207642.1
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN109947551B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 鄧曉衡;劉恩陸;關培源;李博
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 王丹

1.一種多輪次任務分配方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：任務發送，并將單個任務分解為多個子任務；

S2：在多輪次分配的基礎上，考慮系統開銷和任務完成時間，提供聯合優化模型，得到各終端每輪次實際的分配任務大小；

S3：將所述分配任務逐輪次分配至各個終端節點；

所述步驟S2具體包括：

S2.1獲取可用終端節點信息，形成一個合作組；

S2.2計算合作組內所有的終端節點為最佳計算能力時，完成任務量Δ₁＝N_v所需要的時間T₁，即可能的最短時間；

S2.3根據歷史計算能力和開銷信息，利用ARIMA時間序列模型預測接下來T₁時間內所述可用終端的計算能力和計算開銷變化；

S2.4將預測的計算能力和計算開銷代入至目標函數中，利用CPLEX軟件求解在T₁時間內為使目標函數最小所得到的分配方案；

S2.5若在第一階段T₁時間內，實際所完成的任務量N_v1＜N_v，則繼續下一階段；使用同樣的方法計算出完成剩余任務量Δ₂＝N_v-N_v1所需要的理想時間T₂；

S.2.6使用同樣的方法進行l階段優化，直到Δ_l＝0。

2.根據權利要求1所述的多輪次任務分配方法，其特征在于，所述步驟S2.2具體為：利用ARIMA時間序列模型預測得到每個終端節點的計算能力b_jt和計算開銷c_jt，其中每個所述可用終端的計算能力b_jt和計算開銷c_jt是異構并隨時間動態變化的。

3.根據權利要求1或2所述的多輪次任務分配方法，其特征在于，所述歷史計算能力具體指CPU可利用率。

4.根據權利要求1或2所述的多輪次任務分配方法，其特征在于，所述步驟S2.4具體為：接著將獲取的各個終端節點的歷史數據形成新的集合利用CPLEX軟件求解最優解，使得目標函數minE(Δ_k，T_k)＝C(Δ_k，T_k)+β*L(Δ_k，T_k)在第k階段最小，其中β均為權重，調節系統開銷和完成時間的占比。

5.一種邊緣計算系統，其特征在于，包括：

邊緣請求者隊列模塊，用于對Cloudlet模塊發出請求和接受結果；

Cloudlet模塊，其采用權利要求1-4中任一項所述的多輪次任務分配方法進行任務分配；

邊緣節點，其用于根據分配結果接受子任務并反饋信息至Cloudlet模塊；

所述Cloudlet模塊包括調度模塊、預測模塊和分配模塊，所述調度模塊用于在接收到任務請求者發送請求后向周邊終端節點廣播消息，組織至少一個可用的終端節點形成一個合作組；所述預測模塊根據每個所述可用的終端節點的歷史計算能力和歷史計算開銷利用ARIMA模型預測出接下來一段時間T_k內終端節點的計算能力和計算開銷的變化，并得到最優分配方案；所述分配模塊根據所述最優分配方案逐輪次分配至各個終端節點，如此反復進行l階段，直到任務完成。

6.一種存儲介質，其中存儲有處理器可執行的指令，其特征在于：所述處理器可執行的指令在由處理器執行時用于執行如權利要求1-4中任一項所述的多輪次任務分配方法。