[發明專利]用于云-邊協同網絡的多應用細粒度卸載的方法與系統架構

在審

• 申請號: 202110608544.6
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113190342A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 柳佳剛;賀令亞
• 申請（專利權）人: 湖南工學院
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50;G06F9/445
• 代理公司: 衡陽雁城專利代理事務所(普通合伙) 43231
• 代理人: 龍騰

1.用于云-邊協同網絡的多應用細粒度卸載的方法，其特征在于：

由彼此互相通訊并與遠端云連接的所有邊緣服務設備上駐留的決策控制器實現整個云-邊協同網絡的協同控制工作，每個邊緣計算服務設備上的決策控制器接收自身無線服務區域內的移動設備發來的計算卸載請求和上傳的應用數據，并通過以下步驟實現多應用細粒度卸載：

S1、將移動設備上傳的應用數據存入應用數據池；

S2、為已收到的應用數據計算每個任務的概率B-Level；其中，任務的概率B-level按以下式(1)計算：

式(1)中，和分別表示所有計算設備的平均處理能力和所有設備間的平均數據傳輸率，是給應用k增加的出口偽節點，是應用k中的第i個任務，是的直接后繼任務，是任務要傳輸給的數據傳輸量，是任務的計算負載量，是一個表示當計算任務的概率等級為時，任務傳輸到任務的數據是否當成0計算的一個二進制指示變量，表示為：

式(2)中，f_rand()是一個在[0,1)之間均勻分布的隨機變量，是任務的計算通信比，即的計算時間與數據傳輸量的傳輸時間的比值，計算通信比表示為ρ是一個比1大的常量；

S3、從當前應用數據池中取出處于就緒狀態的任務，并按照應用截止期限遞增的排序方式將其排在一個隊列中，再將屬于相同應用的任務按照概率B-Level遞減排序；

S4、依次取出隊列中的任務，并為每個具體的任務做調度規劃；首先，按下式(3)和式(4)計算任務在當前云-邊協同網絡環境中不同計算設備上可能的開始時間：

式(3)中，H(s_a)表示一個計算設備s_a能夠執行任務的預計就緒時間，表示任務在分配到的計算設備上的完成時間，是的直接前驅任務，是將任務和之間的數據傳輸量從所在的計算設備傳輸到要分配到的計算設備時所需要的數據傳輸時間，和表示任務和的調度決策，和是一個長度為M的一維向量，M表示云-邊協同網絡中的計算服務設備總數,H(s_a)表示為：

式(4)中，M表示云-邊協同網絡中的計算服務設備總數,在云-邊協同網絡中，遠端云看成一個整體可提供給定數量虛擬機的計算服務設備，其它的邊緣計算設備都看成一個獨立的計算服務設備，表示計算設備s_a的計算隊列Q^a中排在任務前面的任務集合，表示任務的預計完成時間，是已經調度到計算設備s_a上的一個任務，當h＝k時，其屬于應用k中的任務，否則其屬于另一個應用h；

之后，按以下式(5)估算任務的預計完成時間：

式(5)中，是任務的計算負載量，p_a表示計算設備s_a的處理能力；

S5、根據任務在不同計算設備上的預計完成時間以完成時間最小作為選擇目標計算設備的考察指標；

S6、將任務分配到目標計算設備上執行；

S7、當收集到有任務在一個設備上執行完成時，再次執行步驟S3-S6，直至應用數據池中所有任務都分配和執行完畢。

2.根據權利要求1所述的用于云-邊協同網絡的多應用細粒度卸載的方法，其特征在于：為了統一變量表達，將式(3)中的轉變為在這里表示由任務向任務傳輸數據的傳輸時間，是的直接前驅任務，通過下式(6)計算得到：

式(6)中，s_a'是本地邊緣設備，表示s_a經過s_a'連接到s_b，當和分配到相同的計算設備上時，s_a＝s_b，當和分配到不同的計算設備上時，s_a≠s_b，若s_a經本地邊緣設備s_a'連接到sb，則若s_a直接連到sb，則