[發明專利]一種移動邊緣運算的負載平衡和調度方法

有效

• 申請號: 202110676139.8
• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113132497B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 傅志愿;張康崇;聶世元;葉穎哲;鮑其煒
• 申請（專利權）人: 杭州天艦信息技術股份有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W28/02;H04W28/08;G06K9/62;G06F9/50
• 代理公司: 杭州中港知識產權代理有限公司 33353
• 代理人: 施建勇

一種移動邊緣運算的負載平衡和調度方法，屬于流量控制技術領域，包括以下步驟：步驟S1，使用K?means算法，對用戶設備進行分群，得到用戶設備的初步團簇部署信息；步驟S2，云端驗證用戶設備的初步團簇部署信息是否滿足負載均衡；步驟S3，單個用戶設備位移時，觸發負載調度機制。本方案使用K?means算法，對用戶設備進行分群，然后將用戶設備的服務副本部署到最接近分群中心的邊緣服務器上，以降低用戶設備與邊緣節點的距離，從而降低服務的響應時間。

技術領域

本發明屬于流量控制技術領域，特別涉及一種移動邊緣運算的負載平衡和調度方法。

背景技術

移動邊緣運算（Mobileedgecomputing，MEC），是一個網絡架構的概念，在移動網絡的邊緣提供云端運算的能力，以及IT服務的環境。相比于傳統的網絡架構和模式，MEC具有很多明顯的優勢，能改善傳統網絡架構和模式下時延高、效率低等諸多問題，也正是這些優勢，使得MEC成為5G的關鍵技術。

MEC將計算和存儲能力“下沉”到網絡邊緣，由于距離用戶更近，用戶請求不再需要經過漫長的傳輸網絡到達遙遠的核心網被處理，而是由部署在本地的MEC服務器將一部分流量進行卸載，直接處理并響應用戶，因此通信時延將會大大降低。以視頻傳輸為例，在不使用MEC的傳統方式下，每個用戶終端在發起視頻內容調用請求時，首先需要經過基站接入，然后通過核心網連接目標內容，再逐層進行回傳，最終完成終端和該目標內容間的交互，這樣的連接和逐層獲取的方式是非常耗時的。引入MEC解決方案后，在靠近使用者的基站側部署MEC服務器，利用MEC提供的存儲資源將內容緩存在MEC服務器上，用戶可以直接從MEC服務器獲取內容，不再需要通過漫長的回程鏈路從相對遙遠的核心網獲取內容數據。這樣可以極大地節省用戶發出請求到被響應之間的等待時間，從而提升用戶服務質量體驗。

然而，MEC服務器的計算資源有限，若過多使用者向同一臺邊緣服務器要求服務，將造成頻寬下降。另外，若服務部署不均衡，會使得某些邊緣服務器長時間閑置，從而造成資源的浪費。

公開號為CN112601256A的中國專利公開了一種超密集網絡中基于MEC-SBS簇化的負載調度方法，如圖1所示，該方案通過使用分區算法，將系統中MEC-SBS劃分到多個非重疊的計算協作簇中，從而實現將大規模MEC-SBS計算協作問題轉化成計算協作簇中的小規模MEC-SBS計算協作問題。但是，其具有以下不足：

1，該方案采用k-means分簇算法構建初始協作簇，但是未考慮邊緣服務器的狀態以及服務人數。如果服務人數過多，會導致頻寬下降，網絡通信質量變差。

2，移動用戶設備是動態的，初始的分簇不一定適合后續移動后的用戶設備，因此，移動用戶設備需要轉換與其連接的邊緣服務器。針對該轉換方式，CN112601256A的中國專利公開了步驟二，卸載計算任務；移動用戶設備選擇與之信道增益最好的MEC-SBS進行關聯，然后向與之關聯的MEC-SBS卸載其產生的計算任務。但是，該步驟中，僅僅是針對初始化后的調整，并非是針對單個用戶設備的因為位置移動的調整，缺少單個用戶設備的轉換機制。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足之處，本發明的目的在于提供一種移動邊緣運算的負載平衡和調度方法。

為了達到上述目的，本發明采取了以下的技術方案。

一種移動邊緣運算的負載平衡和調度方法，包括以下步驟：

步驟S1，使用K-means算法，對用戶設備進行分群，得到用戶設備的初步團簇部署信息；

步驟S1a，用戶設備選擇一個邊緣節點為主節點，其余的所有邊緣節點為從節點，并將上述選擇信息發送給主節點；

步驟S1b，主節點將所有邊緣節點的經緯度坐標設定為團簇的初始中心點；主節點告知其余邊緣節點為從節點，并收集所有邊緣節點的經緯度坐標信息；