[發(fā)明專利]一種基于邊緣計(jì)算環(huán)境的資源均衡調(diào)度方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110331533.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN113157443A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任明;肖林松;范律;邱連;余偉峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 威勝信息技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F9/50
• 分類號(hào): G06F9/50;G06F9/48
• 代理公司: 長沙楚為知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43217
• 代理人: 李大為

本發(fā)明提供一種基于邊緣計(jì)算環(huán)境的資源均衡調(diào)度方法，通過云計(jì)算中心盡可能多地接收請(qǐng)求任務(wù)，實(shí)時(shí)獲取每臺(tái)邊緣節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的內(nèi)存空閑率、CPU空閑率以及網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率；根據(jù)邊緣節(jié)點(diǎn)的處理能力設(shè)定邊緣節(jié)點(diǎn)的性能權(quán)值，并根據(jù)任務(wù)類型的復(fù)雜程度為任務(wù)賦予相應(yīng)的權(quán)值；在每次分配任務(wù)之前，調(diào)度器計(jì)算出各邊緣節(jié)點(diǎn)上所有任務(wù)權(quán)值之和與各邊緣節(jié)點(diǎn)上的所有性能權(quán)值之和的比值，得到比值最小的邊緣節(jié)點(diǎn)服務(wù)器；將新任務(wù)分配給比值最小的邊緣節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，使得這些任務(wù)能均衡地分配到系統(tǒng)中的邊緣計(jì)算設(shè)備或處理節(jié)點(diǎn)上，且每個(gè)處理節(jié)點(diǎn)上的剩余資源最少，從而使得系統(tǒng)資源空閑率最高，提升系統(tǒng)整體性能，從而實(shí)現(xiàn)更好的負(fù)載均衡。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于邊緣計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于邊緣計(jì)算環(huán)境的資源均衡調(diào)度方法。

背景技術(shù)

隨著電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，電力物聯(lián)網(wǎng)代表的云-邊-端整體架構(gòu)的電力系統(tǒng)的發(fā)展為電力數(shù)據(jù)采集提供了新的挑戰(zhàn)和機(jī)會(huì)。電力物聯(lián)網(wǎng)所要求實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活等需求的增強(qiáng)，必將造成連接到電力物聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備以及數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)的增長、數(shù)據(jù)獲取的方式的改變以及數(shù)據(jù)處理時(shí)效的提升。在現(xiàn)有的云-端架構(gòu)的系統(tǒng)中，端側(cè)的設(shè)備將采集到的數(shù)據(jù)上報(bào)到云側(cè)分析和處理，然后將處理的結(jié)果返回到端側(cè)進(jìn)行響應(yīng)，整個(gè)流程需要非常大的云-端帶寬，數(shù)據(jù)產(chǎn)生-處理-響應(yīng)的時(shí)延很難滿足實(shí)時(shí)性。為此，在實(shí)際應(yīng)用中，在以電力物聯(lián)網(wǎng)為代表的云-邊-端架構(gòu)的基礎(chǔ)上，發(fā)展邊緣計(jì)算模式，將端側(cè)設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)上報(bào)到邊緣側(cè)，邊緣側(cè)負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行就近的預(yù)處理等操作，云側(cè)則負(fù)責(zé)對(duì)整體數(shù)據(jù)的最終處理。

隨著用戶需求的日益多樣化和網(wǎng)絡(luò)流量的不斷增長,邊緣計(jì)算作為云計(jì)算及5G的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)將發(fā)揮重要作用。邊緣計(jì)算是為了滿足云計(jì)算及物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景的需求,在終端以及云數(shù)據(jù)中心之間的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署計(jì)算功能,能降低數(shù)據(jù)中心的負(fù)擔(dān),節(jié)約能耗,還能提高數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性，但現(xiàn)有的云計(jì)算相關(guān)技術(shù)已難以高效地處理網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)。

因此，需要探求一種基于邊緣計(jì)算環(huán)境的資源均衡調(diào)度方法，能夠動(dòng)態(tài)的將海量數(shù)據(jù)調(diào)度至合適的計(jì)算服務(wù)提供者，使得系統(tǒng)整體性能達(dá)到最優(yōu)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于邊緣計(jì)算環(huán)境的資源均衡調(diào)度方法，能夠動(dòng)態(tài)的將海量數(shù)據(jù)調(diào)度至合適的計(jì)算服務(wù)提供者，使得系統(tǒng)資源空閑率最高，系統(tǒng)整體性能達(dá)到最優(yōu)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于邊緣計(jì)算環(huán)境的資源均衡調(diào)度方法，其步驟包括：

S1：對(duì)每臺(tái)邊緣節(jié)點(diǎn)服務(wù)器進(jìn)行編號(hào)1-N；

S2：實(shí)時(shí)獲取每臺(tái)邊緣節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的內(nèi)存空閑率、CPU空閑率以及網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率；

S3：根據(jù)邊緣節(jié)點(diǎn)的處理能力設(shè)定邊緣節(jié)點(diǎn)的性能權(quán)值；

S4：根據(jù)任務(wù)類型的復(fù)雜度設(shè)定任務(wù)權(quán)值；

S5：對(duì)于每臺(tái)邊緣節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，調(diào)度器計(jì)算出各邊緣節(jié)點(diǎn)上所有任務(wù)權(quán)值之和與各邊緣節(jié)點(diǎn)上的所有性能權(quán)值之和的比值，得到比值最小的邊緣節(jié)點(diǎn)服務(wù)器；

S6：云計(jì)算中心接收到新的請(qǐng)求任務(wù)時(shí)，將新的請(qǐng)求任務(wù)分配到步驟S5中計(jì)算出的比值最小的邊緣節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上。

作為上述方案進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟S5中，各邊緣節(jié)點(diǎn)上的所有性能權(quán)值之和的計(jì)算方法如下：

設(shè)全體邊緣節(jié)點(diǎn)的集合為U＝{U₁,…,U_n}，

第i個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)U_i的內(nèi)存容量用M(U_i)表示，

內(nèi)存空閑率用Vm(U_i)表示，

CPU處理速率用C(U_i)表示，

CPU空閑率用Vc(U_i)表示，