[發(fā)明專利]一種移動邊緣運算的負載平衡和調(diào)度方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110676139.8 | 申請日： | 2021-06-18 |
| 公開（公告）號： | CN113132497B | 公開（公告）日： | 2021-09-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 傅志愿;張康崇;聶世元;葉穎哲;鮑其煒 | 申請（專利權(quán)）人： | 杭州天艦信息技術(shù)股份有限公司 |
| 主分類號： | H04L29/08 | 分類號： | H04L29/08;H04W28/02;H04W28/08;G06K9/62;G06F9/50 |
| 代理公司： | 杭州中港知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33353 | 代理人： | 施建勇 |
| 地址： | 310000 浙江省杭州市濱*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 移動 邊緣 運算 負載 平衡 調(diào)度 方法 | ||
1.一種移動邊緣運算的負載平衡和調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟S1，使用K-means算法，對用戶設(shè)備進行分群，得到用戶設(shè)備的初步團簇部署信息；
步驟S1a，用戶設(shè)備選擇一個邊緣節(jié)點為主節(jié)點，其余的所有邊緣節(jié)點為從節(jié)點，并將上述選擇信息發(fā)送給主節(jié)點；
步驟S1b，主節(jié)點將所有邊緣節(jié)點的經(jīng)緯度坐標設(shè)定為團簇的初始中心點；主節(jié)點告知其余邊緣節(jié)點為從節(jié)點，并收集所有邊緣節(jié)點的經(jīng)緯度坐標信息；
步驟S1c，從節(jié)點計算與其通信連接的用戶設(shè)備到與該用戶設(shè)備最近的團簇的初始中心點的距離，將距離同一團簇的初始中心點最近的用戶設(shè)備歸屬于一個團簇，然后將距離信息和團簇信息回傳至主節(jié)點；
步驟S1d，主節(jié)點接收到所有從節(jié)點回傳的距離信息和團簇信息后，重新計算各團簇的新中心點；選定團簇的簇數(shù)為邊緣節(jié)點的個數(shù)k，然后判斷是否達到收斂條件；
若未達到收斂條件，則返回到步驟S1b重新設(shè)置團簇中心點：根據(jù)每個團簇中的用戶設(shè)備，計算這些用戶設(shè)備的中心點，當(dāng)做該團簇的新的中心點；重復(fù)步驟S1b至步驟S1d繼續(xù)迭代運算直到計算結(jié)果，達到收斂條件為止；
若達到收斂條件，主節(jié)點將最后的團簇中心點對應(yīng)到離它最近的實際邊緣節(jié)點上；
步驟S1e，輸出團簇集，得到用戶設(shè)備的初步團簇部署信息，并將上述信息發(fā)送至云端；每個用戶設(shè)備都只唯一歸屬于一個團簇；
步驟S2，云端驗證用戶設(shè)備的初步團簇部署信息是否滿足負載均衡；
步驟S2a，針對邊緣節(jié)點的集合E中的每個邊緣節(jié)點，依次檢查是否有超過負載的情形發(fā)生；其中，邊緣節(jié)點的集合E={E1,E2…Ek}，k為邊緣節(jié)點的個數(shù)；
若IiLi，則表示第i個邊緣節(jié)點Ei超過負載，觸發(fā)負載平衡機制，轉(zhuǎn)入步驟S2b；其中，Ii表示第i個邊緣節(jié)點Ei目前所分配到的用戶設(shè)備個數(shù)；Li表示第i個邊緣節(jié)點Ei所能承受最大的用戶設(shè)備數(shù)量；
否則，轉(zhuǎn)入步驟S3；
步驟S2b，將超負載的邊緣節(jié)點Ei當(dāng)前所分配到的用戶設(shè)備個數(shù)Ii減去該邊緣節(jié)點所能承受最大的用戶設(shè)備數(shù)量Li，得到該邊緣節(jié)點超過負載的用戶設(shè)備數(shù)Oi；
步驟S2c，根據(jù)用戶設(shè)備的初步團簇部署信息和邊緣節(jié)點的部署信息，將未超過負載的邊緣節(jié)點根據(jù)其與Ei的間距從小到大進行排序，并挑選最近的邊緣節(jié)點Et來分擔(dān)Ei的過多用戶設(shè)備數(shù)；
步驟S2d，將Et所能承受最大的用戶設(shè)備數(shù)量Lt減去Et目前所分配到的用戶設(shè)備個數(shù)It，取得Et可承受的用戶設(shè)備數(shù)Rt；
步驟S2e，若OiRt則表示Et無法全部接受Ei超過負載的用戶設(shè)備，最多只能接受Rt個用戶設(shè)備，并開始調(diào)整Et的用戶設(shè)備部署數(shù)量，將Et接受的Rt個用戶設(shè)備與Et通信連接；調(diào)整完畢后，重新計算尚未分配完畢的該邊緣節(jié)點超過負載的用戶設(shè)備數(shù)，然后返回步驟S2c，繼續(xù)迭代運算尋找下一個可接受超載用戶設(shè)備的邊緣節(jié)點；
若OiRt則表示Et能夠全部接受Ei所有超過負載的用戶設(shè)備，并開始調(diào)整Et的用戶設(shè)備部署數(shù)量，將Et接受的Oi個用戶設(shè)備與Et通信連接；調(diào)整完畢后，結(jié)束迭代運算，完成Ei負載的調(diào)整；
步驟S2f，依序繼續(xù)檢查E集合中每個邊緣節(jié)點，并重復(fù)步驟S2b至步驟S2e，直到所有邊緣節(jié)點都沒有超過負載；
步驟S2g，云端發(fā)送信息告知邊緣節(jié)點進行服務(wù)轉(zhuǎn)移的流程，邊緣節(jié)點發(fā)送信息告知與其連接的用戶設(shè)備改變連線，將屬于同一團簇的用戶設(shè)備移動到與該團簇中心點所對應(yīng)的邊緣節(jié)點上；
步驟S3，單個用戶設(shè)備位移時，觸發(fā)負載調(diào)度機制。
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