[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

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，其中，實現多應用細粒度卸載的方法包括：移動設備把要卸載的應用數據上傳到決策控制器上；將上傳的應用數據將存入應用數據池；為應用數據中的每個任務計算概率B?Level；從應用數據池中取出就緒任務，并按設定的排序等級排列在一個隊列中；依次從排序隊列中取出就緒任務并為其做調度規劃；根據調度規劃將任務分配到目標計算服務設備上。本發明通過設定決策控制器給出了云?邊協同網絡計算系統中的可實施方案，本發明將移動應用進行細粒度卸載時，對應用進行解耦合，每次只為就緒狀態的任務指定分配規劃并將其調度分配到目標計算設備上，有效降低云?邊協同網絡下多應用細粒度計算卸載的時延。

技術領域

本發明涉及移動計算和物聯網應用處理技術領域，特別涉及一種用于云-邊協同網絡的多應用細粒度卸載的方法與系統架構。

背景技術

智能移動設備的大量增長促使各種用途的人機交互移動應用蓬勃發展，由于移動設備受自身物理特性約束，其計算能力的發展速度遠跟不上移動應用計算需求的發展。例如像姿態識別、人臉識別、健康監控、增強現實的應用程式，它們由內部依賴約束關聯起來的計算任務構成，并且這類應用通常都具有大量資源消耗要求和很高用戶體驗要求。利用計算卸載技術將資源消耗型的計算任務遷移到遠端云和邊緣計算設備上，以改善應用執行的用戶體驗已成為研究者當前最為關心問題。

中國專利文獻CN112380008A公開了一種面向移動邊緣計算應用的多用戶細粒度任務卸載調度方法，其考慮系統的能耗和延遲把計算卸載看作一個約束多目標優化問題(CMOP)，然后通過改進的NSGA-Ⅱ算法來解決CMOP。該文獻僅針對移動邊緣計算場景設計了任務卸載機制，并沒有給出如何在云-邊異構的網絡計算系統中協同控制。實際上，大量現有的研究工作都是把移動云計算和移動邊緣計算看成兩個分離的體系，并基于該觀點，分別針對移動云和移動邊緣計算的不同場景設計任務卸載機制。因此該類研究工作并沒有充分利用移動云計算和移動邊緣計算各自的特點來改善移動應用的執行性能。

此外，現有針對云-邊協同的網絡計算系統中細粒度任務卸載的研究大多僅僅只考慮為一個應用設計細粒度任務卸載的方案，并沒考慮大量移動設備會同時發出計算卸載請求的情形。雖然也有一些最新的工作提出使用集中化的機制控制多移動應用的計算卸載，并優化應用的平均執行跨度，但該類工作并沒有給出如何在云-邊異構的網絡計算系統中協同控制的可實施性方案。因此有必要針對多應用細粒度的計算卸載方法和系統架構作更深入的研究。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種用于云-邊異構網絡的多應用細粒度卸載的方法，通過該方法有效協調云-邊異構的計算處理設備為多應用細粒度的計算卸載分配計算資源，降低應用的平均處理時間。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種用于云-邊協同網絡的多應用細粒度卸載的方法，其是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；

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；

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。