[发明专利]边缘计算网络中基于有向无环图的分布式任务调度方法

权利要求书

1.边缘计算网络中基于有向无环图的分布式任务调度方法，其特征在于所述方法至少包括以下步骤：

步骤1、布置边缘计算网络场景，网络中各边缘服务节点处理器由P＝{p₁,p₂,...,p_t,...,p_m}表示，P₁表示本地终端处理器，处理器p_t的数据处理速度用C_t表示，终端与节点处理器之间的信道带宽为W_vp，对C_t按从大到小排序形成队列Y；

步骤2、输入终端待处理任务的有向无环图(DAG)，G＝{V,E},其中节点集合V＝{v₁,v₂,...,v_i,...,v_n}表示待边缘计算网络处理的任务，边集合E表示任务间的依赖关系，后序任务必须等待前序任务完成以后才能开始处理；

步骤3、遍历图G中的节点，找出入度为0的节点即没有前置任务的任务v_i，将这些任务依据其数据规模S_i从大到小进行排序，组成一个任务序列Q_j，Q_j中的任务间不再具有先后依赖关系，其中j表示该任务序列层号，j越小表示该序列内的任务优先级越高，j的初始值为1，K_j表示该任务序列中的任务数目；

步骤4、在图G中删除Q_j中任务所对应的节点，更新剩余节点入度，生成新的图G，j＝j+1；

步骤5、重复步骤3，直至图G中不存在节点为止；

步骤6、以优化任务调度时间为目标，使用基于负载均衡的任务调度方法将上述步骤得到的任务序列集合中的任务分配到边缘计算网络中节点处理器上，调度成功则用a_i,t＝1表示，否则a_i,t＝0。

2.根据权利要求1中所述的边缘计算网络中基于有向无环图的分布式任务调度方法，其特征在于通过寻找节点入度为0的节点将DAG中的任务分割成层内没有先后依赖关系的任务序列集合，如果任务序列层号x＜y,则Q_y内的任务必须等待Q_x内的任务全部处理完毕以后才能处理。

3.根据权利要求1中所述的边缘计算网络中基于有向无环图的分布式任务调度方法，其特征在于为了减少单层任务序列的调度时间，使用负载均衡方法将任务分配到不同节点处理器上并行处理，从而优化每层任务的最迟完成时间。

4.根据权利要求1中所述的边缘计算网络中基于有向无环图的分布式任务调度方法，其特征在于负载均衡的任务调度方法至少包含如下步骤：

1)设置层号j初始值j＝1；

2)比较Q_j中的任务数目与处理器总数，如果Q_j中的待处理任务数目K_j小于等于处理器总数m，则选取队列Y中前K_j个节点处理器执行4)，否则执行3)；

3)按照处理器总数m取Q_j前m个任务处理；

4)计算当前层待处理任务传输到不同节点处理器的传输时间r_i,t表示信道传输速率，r_i,t＝W_vplog₂(1+H_i,tg_i,t/σ²)；H_i,t表示传输功率，g_i,t表示信道增益，σ²表示噪声功率，W_vp表示信道带宽；

5)计算当前层待处理任务在不同节点处理器上的处理时间

6)计算当前层待处理任务排队时等待的平均时间，X_i＝S_i/λ，λ表示子信道平均速率；

7)得到当前层待处理任务与当前可用节点处理器关于调度总时间的矩阵B，

8)从矩阵第1行开始，选取该行调度总时间最小的列，把该列所对应的处理器作为该行任务的执行处理器，如果某行任务选取的处理器已被上行任务所选取，则选取未被选取的处理器作为该行任务的执行处理器，选取完毕以后，跳转下一行并重复这个步骤，直至矩阵内所有行所对应的任务都完成了执行处理器的选取；

9)在任务处理过程中，如果Q_j中还存在未被处理的任务，则当有空闲处理器出现时，依次将Q_j中的未处理任务分配到空闲处理器上运行；

10)如果Q_j不再存在未被处理的任务，则j＝j+1，跳转步骤2进行下一层的任务分配过程，直至Q中所有任务都被处理完毕为止。