[發明專利]一種邊緣云計算任務的卸載調度方法

有效

• 申請號: 202010618909.9
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111796880B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 王雄;楊煜坤;任婧;徐世中
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發明公開了一種邊緣云計算任務的卸載調度方法，利用對偶原理將卸載調度方案轉化為多個并行計算的子方案，步進更新對偶因子，不斷進行迭代更新計算，找到最優解，在不確定的MEC任務的計算量的前提下，完成對邊緣云計算任務的卸載調度。同時，設置一個終止條件，在保持較好求解結果的前提下，大大提高MEC任務卸載調度的求解速度。

技術領域

本發明屬于邊緣云計算技術領域，更為具體地講，涉及一種邊緣云計算任務的卸載調度方法。

背景技術

在5G概念白皮書中定義了5G的4個主要應用場景：大連接低功耗、高可靠低時延、連續廣域覆蓋、熱點高容量。同時，聯合國國際電信聯盟(InternationalTelecommunication Union，ITU)定義了以下關鍵指標：峰值吞吐率10Gbps、時延1ms、連接數100萬、高速移動性500km/h。

在5G技術中，移動邊緣計算(Mobile EdgeComputing,MEC)是5G的關鍵技術，擁有低時延、高可靠、高容量的特點，恰好彌補了移動云計算(Mobile Cloud Computing,MCC)在時延方面的不足。與MCC相比較，MEC具體來說有以下四點優勢：

(1)、低時延：由于將計算資源和存儲資源部署到移動網絡的邊緣，MEC服務器離用戶的物理距離更近，能夠快速地與移動用戶進行交互，并響應移動用戶的請求，所以MEC能夠降低服務器和移動用戶之間的交互時延。因此在視頻傳輸、虛擬現實技術、物聯網等時延敏感的相關移動計算任務中，更能顯示MEC低時延的優越性。

(2)、降低傳輸網和核心網的數據流量：移動用戶的流量數據能夠在移動網絡邊緣的MEC服務器上進行卸載，從而不需要再通過傳輸網和核心網向數據中心傳輸流量數據；同時，隨著緩存技術的發展，存儲資源成本逐漸降低，可以在MEC服務器上緩存各種資源，移動設備可以直接從MEC服務器上獲取資源，而不需要從遠端的數據庫中獲取相應的資源。因此MEC極大地降低了傳輸網和核心網的數據流量，變相地減輕了傳輸網和核心網中的鏈路負載。

(3)、提高能量效率，節省能量：由于邊緣服務器擁有一定的計算和存儲資源，能夠對一部分的業務需求直接進行處理，而不需要通過核心網將移動計算任務傳輸到數據中心，因此可以降低核心網的傳輸能耗和移動設備的能量消耗。

(4)、感知用戶位置信息，改善用戶服務質量：MEC還可以收集用戶的位置信息，并提供相關服務，進一步提升用戶的服務體驗。

結合以上闡述的MEC特點，利用MEC來彌補MCC的不足，以滿足移動計算任務對時延日益遞增的需求已刻不容緩。

MEC能夠解決移動計算任務對計算力和時延的需求問題，減少移動設備的能量消耗。但是在MEC的實現中，由于MEC服務器的硬件資源有限，需要MEC對移動計算任務進行卸載和調度，其重要意義在于以下兩點：

(1)、移動邊緣計算服務器的硬件資源很少，特別是CPU的計算資源和硬盤中的存儲資源，因此不可能將所有的移動計算任務都卸載到服務器上進行計算，需要合理地選擇一部分移動計算任務卸載到服務器上。而對于卸載到服務器上的移動計算任務，需要服務器根據每個任務對計算力和時延的需求，利用虛擬化技術合理地將硬件資源劃分給相應的移動計算任務，以保證服務器的計算和存儲資源得到高效利用。

(2)、移動計算任務在卸載到MEC服務器的過程中，會占用移動網絡一部分的帶寬；同時其它移動設備在進行活動(比如上網、打電話、發短信)時，也會占用移動網絡一部分的帶寬。到2020年全球每月的移動數據流量將達到30.6兆字節，因此移動網絡的帶寬壓力越來越大，需要服務器根據每個移動計算任務的需求，合理劃分帶寬資源，既要保證移動計算任務及時卸載到服務器，又要保證其它移動設備會話的正常進行。

所以說邊緣云計算(MEC)任務的卸載調度是一種保證MEC服務器合理調度資源的技術，也是提高MEC服務器資源利用效率的手段。因此MEC任務的卸載調度優化對提高MEC服務器資源的利用效率有著重要意義。