[發明專利]一種基于SDN-MEC的配用電通信網任務遷移方法

有效

• 申請號: 201911194710.1
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111010295B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 宋曦;韓旭杉;智勇;朱小琴;袁暉;魏峰;李志茹;龔波;馬之力
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司電力科學研究院;國網甘肅省電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H04L41/14
• 分類號: H04L41/14;H04L67/12;H04L67/10
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 郭智

1.一種基于SDN-MEC的配用電通信網任務遷移方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟A，構建基于SDN-MEC架構的配用電通信網，在匯聚子站和終端側部署MEC服務平臺；

步驟B，根據配用電通信網架構抽象業務和服務節點模型；

步驟C，綜合考慮任務需求、執行成本和服務節點資源狀態，設計計算任務遷移方法；

步驟D，采用改進蟻群算法實現任務遷移過程；

其中，步驟A具體包括：

A1，設計底層網絡架構模型，針對新型業務發展需求，在配電主站部署云計算中心，匯聚子站和終端側部署MEC服務平臺，數據傳輸采用SDN網絡，并部署SDN控制器控制全局網絡；

A2，設計服務控制平面模型，包括移動邊緣系統管理、移動邊緣主機、SDN控制器與底層網絡模塊；

其中，步驟B具體包括：

B1，將終端待處理業務將其定義為t_i＝{d_i,p_i,r_i}，i＝1,2,...n，其中t_i表示業務，p_i＝1,2,3表示業務時延需求大小等級高、中、低對應的業務優先級，r_i表示業務處理所需資源，包括計算資源、存儲資源和網絡資源，業務時延大小d_i＝α*d_i^t+β*d_i^c，d_i^t表示業務t_i傳輸時延，d_i^c表示 業務t_i計算時延，α,β∈(0,1)表示權重系數；

B2，計算服務節點定義為M_k＝{M₁,M₂,M₃},k＝1,2,3，M₁表示終端側MEC服務平臺，M₂表示子站端MEC服務平臺，M₃表示主站云計算中心服務平臺，定義每個計算服務節點擁有多個服務子節點，將其表示為M_kj＝{m_k1,m_k2,...m_kn},j＝1,2,...n，表示服務節點M_k擁有n個子服務節點m，每個子服務節點占有資源定義為m_kj＝{c_j,s_j,n_j}，c_j表示計算資源，s_j表示存儲資源，n_j表示網絡資源；

B3，每個服務節點擁有資源總量等于其所有服務子節點占有資源總量，將其表示為計算任務遷移時要求服務節點資源滿足任務處理所需資源，即Rt_k≥r_i；

其中，步驟C具體包括：

C1，當服務節點資源充足時，只需考慮業務優先級即可，若p_i＝1，業務時延要求高，將業務計算任務遷移至終端側MEC服務平臺M₁；若p_i＝2，業務時延要求中，計算任務遷移至匯聚子站端MEC服務平臺M₂；若p_i＝3，業務時延要求低，計算任務遷移至主站云計算中心服務平臺M₃；

C2，當服務節點資源不能同時滿足所有任務處理需求時，需要綜合考慮業務處理等待時間，以及考慮遷移至其它服務節點的時延和執行成本大小，假設業務t_i在服務節點M_k執行時間為等待時間傳輸時間執行成本則業務在服務節點處理消耗總成本為遷移策略優化目標函數為mincost_i，即選擇綜合成本最低的服務節點m_kn執行終端業務t_i；

其中，步驟D具體包括：

D1，當考慮服務節點資源不能同時滿足所有任務處理需求時的任務遷移情況，一個子服務節點完成一個任務的處理，采用改進蟻群算法，通過螞蟻遍歷為任務尋找最優子服務節點；

D2，在時刻t，螞蟻k從子服務節點i轉移到子服務節點j的轉移概率為α表示信息啟發式因子；β表示期望啟發式因子；τ_ij(t)表示信息量；η_j(t)表示啟發函數；i、j表示子服務節點；S_k＝{m₁₁,m₁₂,...m_1n,...,m₃₁,m₃₂,...m_3n}表示配用電通信網服務節點中子服務節點集合，隨著螞蟻行進，其元素不斷減少；

D3，采用信息素更新與路徑有關的蟻量系統模型L_ij表示路徑長度；Q表示螞蟻完成一次搜索路徑上信息素總量，完成一次任務遷移后，根據目標函數值釋放信息素，信息素全局更新規則為τ_ij(t+1)＝(1-ρ)τ_ij(t)+Δτ_ij(t)，其中，局部更新規則為a表示螞蟻數量；

D4，改進蟻群算法采用自適應方式調整信息揮發因子ρ，增強算法全局搜素能力和收斂速度，即

D5，根據以上規則描述，設計基于改進蟻群算法的配用電通信網任務調度算法流程；

其中，步驟D5具體包括：

D51，初始化算法相關參數和信息濃度；

D52，在初始子服務節點上放置m只螞蟻；

D53，計算每只螞蟻狀態轉移概率選取下一個子服務節點j；

D54，更新路徑信息量τ_ij(t+1)，修改禁忌表；

D55，循環執行，直到每只螞蟻找到可行路徑；

D56，利用任務遷移優化目標函數進行對所選路徑進行評估；

D57，達到最大迭代次數，停止搜索，輸出任務與子服務節點映射最優解。