[發(fā)明專利]一種動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中基于服務(wù)遷移的適配優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110725710.0
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113452788B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫夢宇;周長兵;施振生
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
• 主分類號: H04L67/1023
• 分類號: H04L67/1023;H04L67/12;G06F9/50
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 王思楠

1.一種動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中基于服務(wù)遷移的適配優(yōu)化方法，其特征在于，包括：

基于動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的工作狀態(tài)構(gòu)建動態(tài)網(wǎng)絡(luò)模型，用以根據(jù)服務(wù)需求進(jìn)行節(jié)點間的服務(wù)遷移和調(diào)度，其中所述服務(wù)需求為多個服務(wù)的集合；

構(gòu)建多目標(biāo)多約束模型，以計算所述服務(wù)需求中各個服務(wù)進(jìn)行節(jié)點間的服務(wù)遷移和調(diào)度過程中的系統(tǒng)開銷；其中所述系統(tǒng)開銷包括延遲消耗和能量消耗；所述延遲消耗包括計算延遲消耗、傳輸延遲消耗、遷移延遲消耗；所述能量消耗包括計算能量消耗、傳輸能量消耗、遷移能量消耗；其中，通過如下步驟計算所述延遲消耗：

基于節(jié)點的計算能力、服務(wù)需要的CPU周期數(shù)確定所述計算延遲消耗；

基于傳輸數(shù)據(jù)量大小、兩個節(jié)點間的傳輸速率確定所述傳輸延遲消耗；

基于服務(wù)存儲大小、兩個節(jié)點間的傳輸速率確定所述遷移延遲消耗；

基于所述計算延遲消耗、傳輸延遲消耗、遷移延遲消耗構(gòu)建第一目標(biāo)函數(shù)以計算所述延遲消耗；

其中，通過如下步驟計算所述能量消耗：

基于服務(wù)需要的CPU周期數(shù)、節(jié)點CPU架構(gòu)系數(shù)、節(jié)點的計算能力確定所述計算能量消耗；

基于發(fā)送節(jié)點的傳輸功率、傳輸數(shù)據(jù)量大小、兩個節(jié)點間的傳輸速率確定所述傳輸能量消耗；

基于發(fā)送節(jié)點的傳輸功率、服務(wù)存儲大小、兩個節(jié)點間的傳輸速率確定所述遷移能量消耗；

基于所述計算能量消耗、傳輸能量消耗、遷移能量消耗構(gòu)建第二目標(biāo)函數(shù)以計算所述能量消耗；

其中，構(gòu)建多目標(biāo)多約束模型包括：

基于所述第一目標(biāo)函數(shù)和第二目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建多目標(biāo)多約束模型，所述目標(biāo)多約束模型計算系統(tǒng)開銷的公式如下：

其中，表示服務(wù)的配置位置，表示所述延遲消耗，表示所述能量消耗，為在對所述延遲消耗、所述能量消耗進(jìn)行求和時分別占的權(quán)重系數(shù)；

以服務(wù)需求中各個服務(wù)的最小延遲消耗和最小能量消耗為目標(biāo)，通過求解所述多目標(biāo)多約束模型確定服務(wù)需求中各個服務(wù)的最優(yōu)分配方式；其中采用基于潛在博弈的分布式服務(wù)調(diào)度算法進(jìn)行求解。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中基于服務(wù)遷移的適配優(yōu)化方法，其特征在于，以服務(wù)需求中各個服務(wù)的最小延遲消耗和最小能量消耗為目標(biāo)，通過求解所述多目標(biāo)多約束模型確定服務(wù)需求中各個服務(wù)的最優(yōu)分配方式；其中采用基于潛在博弈的分布式服務(wù)調(diào)度算法進(jìn)行求解包括：

根據(jù)所述多目標(biāo)多約束模型構(gòu)建博弈模型，所述博弈模型表示為,其中是需要配置的服務(wù)集合，是服務(wù)分配決策的有限集合，表示服務(wù)分配決策的系統(tǒng)開銷，表示服務(wù)的配置位置；

采用基于潛在博弈的分布式服務(wù)調(diào)度算法對所述博弈模型求納什均衡解，以確定服務(wù)需求中各個服務(wù)的最優(yōu)分配方式。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中基于服務(wù)遷移的適配優(yōu)化方法，其特征在于，采用基于潛在博弈的分布式服務(wù)調(diào)度算法對所述博弈模型求納什均衡解，以確定服務(wù)需求中各個服務(wù)的最優(yōu)分配方式包括：

步驟一、針對動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中每個需要完成的服務(wù)，判斷該服務(wù)的當(dāng)前配置決策是否與其當(dāng)前的最優(yōu)配置決策相同；其中在動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)某一服務(wù)的當(dāng)前配置決策改變時，其它服務(wù)當(dāng)前的最優(yōu)配置決策隨之改變；

步驟二、從未獲取最優(yōu)配置決策的多個服務(wù)中隨機選出一個，確定該服務(wù)當(dāng)前的最優(yōu)配置決策，以替換其當(dāng)前配置決策；

步驟三、重復(fù)步驟二直至動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中每個需要完成的服務(wù)獲取相應(yīng)的最優(yōu)配置決策，其中動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中每個需要完成的服務(wù)獲取相應(yīng)的最優(yōu)配置決策為所述納什均衡解。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中基于服務(wù)遷移的適配優(yōu)化方法，其特征在于，針對動態(tài)網(wǎng)絡(luò)中每個需要完成的服務(wù)，判斷該服務(wù)的當(dāng)前配置決策是否與其當(dāng)前的最優(yōu)配置決策相同包括：

從設(shè)備候選集中為每個服務(wù)分配一個初始節(jié)點，作為該服務(wù)的當(dāng)前配置決策；其中所述設(shè)備候選集用以存放所有處于激活狀態(tài)并能夠滿足該服務(wù)執(zhí)行周期的節(jié)點；

計算設(shè)備候選集中每個節(jié)點的系統(tǒng)開銷，以將該設(shè)備候選集對應(yīng)的服務(wù)分配到所述系統(tǒng)開銷為最小值時對應(yīng)的節(jié)點，作為該服務(wù)的最優(yōu)配置決策。