[發明專利]一種在大規模云霧計算環境中制定最優任務卸載決策的方法

在審

• 申請號: 201910336787.1
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110058934A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 徐九韻;郝壯遠;張超;李苗;孫姍
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.在云霧計算環境中獲得最優任務卸載決策的方法主要包括以下三個步驟：

A.對系統進行數學建模：假設在一個小區中有n個任務需要卸載在云霧計算的體系架構中，計算任務有三種執行方式，分別是本地執行，卸載到霧節點執行和卸載到云節點執行。我們用分別代表第n個任務三種情況下的能耗,用表示第n個任務三種情況寫的并且用分別表示第n個任務三種情況下實驗與能耗的加權和，以此表示所選擇的卸載決策的總開銷。本專利中符號的下標n統一表示第n個計算任務，下文不在特意指出。首先分別對這三種情況下的能耗和時延進行建模

(1)本地執行的開銷

(2)卸載到霧節點計算的開銷

當終端設備選擇將任務卸載到霧節點是時延由兩部分組成，分別是任務傳輸時延和霧節點處理時延(計算結果下載時延可忽略不計)。能耗也由兩部分組成，分別是任務傳輸能耗和終端設備空閑狀態能耗。

(3)卸載到云節點執行的開銷

與卸載到霧節點的數學模型相似，能耗與時延都是又兩部分組成。但卸載到云節點計算時會引入一個傳輸延時t。

D_n表示完成計算任務的所需的CPU周期。B_n表示所需傳輸的計算任務的大小。P_d，P_t，P_i分別表示終端設備在執行計算任務、上傳計算任務和空閑時的功率。f^e，f^c分別表示終端設備、霧節點和云節點的CPU頻率。為終端設備的上傳帶寬的大小。

B.將問題公式化為混合整數規劃問題：

Subject to:

C1:

C2:

C3:

C1表示n個設備的總上傳帶寬最大為C。C2表示分配給每一臺設備的上傳帶寬不能為負值。C3表示終端設備只能從本地執行，卸載到霧節點和卸載云節點三種策略中選擇一種執行，這里分別用0，1，2來表示。

C.使用分支定界算法求解：使用python，matlab等編程語言設計實現分支定界算法函數，并將建模的得到的混合整數規劃模型與n個任務的大小入函數就能得到最小開銷與相應的卸載決策。