[發明專利]一種邊緣計算任務遷移仿真系統

有效

• 申請號: 202010218209.0
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111443990B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 任炬;李麗君;柳佳剛;張堯學
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06F9/48
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 蔣維特

本發明公開了一種邊緣計算任務遷移仿真系統，包括邊緣網絡模型、工作流模型、調度算法模型和仿真環境模型；所述邊緣網絡模型用于模擬邊緣網絡的拓撲結構；所述工作流模型用于仿真生成工作流；所述調度算法模型用于生成、存儲邊緣計算任務遷移調度算法；所述仿真環境模型用于從所述邊緣網絡模型中讀取邊緣網絡的拓撲結構，從工作流模型中讀取工作流模型，從調度算法模型中讀取調度算法，構建仿真環境，實現并驗證仿真系統的性能。本發明具有適用范圍廣，可靈活、方便對邊緣計算任務遷移進行仿真等優點。

技術領域

本發明涉及邊緣技術仿真領域，尤其涉及一種邊緣計算任務遷移仿真系統。

背景技術

從移動通信發明至今，該技術不斷地在進步，但用戶對更高性能移動通信的追求卻從未止步。最近幾年，隨著網絡技術的快速發展，人類已經進入萬物互聯、萬物感知的智能社會。未來網絡面臨著更高體驗速率、更大帶寬接入能力和更低時延、更高可靠度的信息交互能力的挑戰。面對這些挑戰，網絡邊緣設備的數量也在迅速增加，越來越多的網絡數據將在網絡邊緣分析處理，而隨之產生的邊緣數據高達Zettabyte級別。因此，如何處理網絡中大量數據，保證服務的及時，是我們需要面臨的重大挑戰。

云計算作為一種按使用量付費的模式，能將計算、存儲和網絡管理集中在數據中心、骨干IP網和蜂窩核心網上，形成云，提供了可用的、便捷的、按需的網絡訪問。然而，隨著各種各樣的移動智能設備、物聯網設備的大量出現和5G應用的興起，在網絡的邊緣將產生巨大的數據量。這些數據都通過骨干網絡傳輸到云上進行處理，會使骨干網絡的數據通信面臨巨大的壓力。雖然網絡傳輸計算不斷發展，網絡傳輸速度不斷增大，但仍然難以滿足數據通信量的需求。這樣以集中計算形式的傳統云開始面臨巨大的挑戰，直接造成用戶計算任務的通信延遲增大和服務質量的下降，甚至無法滿足移動用戶的計算要求。

為了解決以上問題，邊緣計算通過將云功能移到離用戶近的網絡邊緣設備上是技術發展的新趨勢，在邊緣計算中，用戶計算任務就不用全部提交到中心云，而是讓鄰近用戶的邊緣設備承擔部分計算任務，這樣就縮短了用戶和中心云的數據傳送距離，分流了骨干網絡的通信量，降低了計算任務的延時。

在不久的將來，將有數十億的邊緣設備部署上線，它們處理速度也服從摩爾定律將成指數增長。分布在這些網絡邊緣設備中空閑的計算資源和存儲間已完全具備執行終端設備上的計算密集型和延遲敏感型任務的能力。因此，根據計算任務的特點和對服務質量的要求，研究邊緣計算環境下工作流任務的調度方法就成了當前的研究熱點。為了檢驗這些調度算法的性能，分析其是否適用于實際場景，需要一個邊緣計算任務遷移仿真平臺來模擬其調度過程，分析并比較其調度結果。

現有的任務遷移平臺如MAUI任務遷移平臺和CMcloud任務遷移平臺，MAUI任務遷移平臺，通過移動應用的程序代碼進行特殊的標識來支持任務遷移，CMcloud任務遷移平臺則注重于成本開銷，將盡可能多的移動應用程序遷移到單個服務器上，最大化計算服務器的利用率，最小化服務器的計算資源成本。但這些任務遷移平臺均是利用某一特性來實現任務遷移，適用性比較單一，無法模擬多種現實場景，可用性不高。因此，搭建一個具有可擴展性的邊緣計算任務遷移仿真平臺，具有重要的研究意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種可以方便的對邊緣計算任務的遷移策略的性能進行有效驗證的邊緣計算任務遷移仿真系統。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：一種邊緣計算任務遷移仿真系統，包括邊緣網絡模型、工作流模型、調度算法模型和仿真環境模型；

所述邊緣網絡模型用于模擬邊緣網絡的拓撲結構；

所述工作流模型用于仿真生成工作流；

所述調度算法模型用于生成、存儲邊緣計算任務遷移調度算法；