[發明專利]在邊緣計算網絡中分配任務的方法、系統、裝置及介質

在審

• 申請號: 202010102713.4
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111352731A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 張忠平;王永斌;劉廉如;肖益珊;鄭濤
• 申請（專利權）人: 宜通世紀物聯網研究院（廣州）有限公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F30/20;G06F111/04;G06F111/08
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黎揚鵬

本發明公開了一種在邊緣計算網絡中分配任務的方法、系統、裝置及存儲介質。所述在邊緣計算網絡中分配任務的方法在滿足約束條件的前提下使得邊緣計算網絡中分發成功的任務數最多，并將任務分配給最可能完成的邊緣節點，使得所有邊緣節點既能滿足任務需求又能提高邊緣計算網絡的效率，同時，該方法充分考慮了邊緣計算網絡中資源受限的前提條件，并滿足了在邊緣計算網絡中完成的任務的服務質量(QoS)要求，能有效地提高邊緣計算網絡中待完成任務的數量，平衡邊緣節點的負載，有效地利用了網絡中的資源。本發明廣泛運用于物聯網技術領域。

技術領域

本發明涉及物聯網技術領域，尤其涉及一種在邊緣計算網絡中分配任務的方法、系統、裝置及存儲介質。

背景技術

物聯網(internet of thins，iot)以其跨越廣闊地理區域連接大量各種智能設備的能力，已成為許多先進應用的基礎設施的一部分，這些應用將導致智能城市和其他互聯社區的出現。這一趨勢推動了各種智能設備互聯應用的發展。然而，盡管物聯網相關技術進展迅速，物聯網應用的發展受限于每個物聯網設備中有限的計算資源，包括CPU、存儲等。隨著各種涉及資源密集型操作的物聯網應用的激增，這種情況將進一步加劇。

由于物聯網設備的計算資源受到嚴重限制，通常會將需要大量計算資源的各種應用的任務卸載到具有足夠計算資源的計算系統中，如服務器、云系統或數據中心進行處理。任務卸載提高了物聯網應用程序的性能，降低了物聯網設備的能耗。然而，使用卸載方法通常會通過廣域網上的數據傳輸造成額外的開銷，這將增加物聯網應用的延遲和網絡擁塞，特別是在那些涉及資源密集型操作的應用中。

邊緣計算的出現減少了將任務卸載到服務器等計算系統所帶來的負面影響。然而，邊緣計算也有其自身的缺陷，如一些邊緣計算設備的計算資源有限，以及這些設備之間的負載不平衡。為了有效地挖掘邊緣計算對物聯網應用的支持潛力，有必要對邊緣計算網絡中的任務進行有效的管理。

目前提出的在邊緣計算網絡中進行任務分發的方法以最小化平均任務完成時間或最小化系統運行成本為目標，但都沒有考慮邊緣計算網絡的資源限制以及網絡帶寬共享和安全約束對任務分配性能的影響。

發明內容

針對上述至少一個技術問題，本發明的目的在于提供一種在邊緣計算網絡中分配任務的方法、系統、裝置及存儲介質。

本發明所采取的技術方案是：一方面，本發明實施例包括一種在邊緣計算網絡中分配任務的方法，包括：

根據任務分配問題的約束條件，生成所有可行的分配方案；

遍歷所有可行的分配方案，獲取最優分配方案，所述最優分配方案為在邊緣計算網絡中的所有任務流量和最小的方案；

根據所述最優分配方案，在邊緣計算網絡中進行任務分發。

進一步地，所述任務分配問題的約束條件包括以下至少一個：

每一個任務只能被分發給一個邊緣節點，并在所述邊緣節點執行和完成；

每一個邊緣節點所擁有的存儲容量不低于所有分發給所述邊緣節點的任務的總數據容量；

在每一個邊緣節點上的所有虛擬機需滿足分發到所述邊緣節點的任務的安全條件；

分發到邊緣節點上的總任務數不超過所述邊緣節點上的虛擬機的總數；

任務的完成時間需早于任務的截止時間；

流入邊緣節點的任務的流量帶寬與流出所述邊緣節點的任務的流量帶寬之差等于從任務的接入節點到所述邊緣節點的流量帶寬；

所有經過邊緣計算網絡中每一條邊的流量總帶寬不超過的所述邊的帶寬容量。

進一步地，所述最優分配方案是在滿足約束條件的前提下使得邊緣計算網絡中分發成功的任務數最多，其可描述為：