[发明专利]天基云雾计算架构下的资源调度方法、系统和存储介质

说明书

本发明提供一种天基云雾计算架构下的资源调度方法、系统和存储介质。本发明调度方法的调度对象是以容器形式部署的天基服务。所述调度方法的作用节点包括天基边缘云和雾卫星集群中的异构资源节点。本发明调度方法的纵向逻辑为先预选再优选，横向逻辑为先调度雾资源再调度云资源。本发明为所述调度方法设计了两种预选算法和两种优选算法：异构资源预选算法、网络连接预选算法、计算性能优先的优选算法、推荐亲和规则的优选算法。本发明能够实现对天基云异构资源和雾异构资源的两层调度，这种调度可以利用历史调度数据，具有对动态网络的适应性，满足天基时延敏感和大数据应用的需求。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种天基云雾计算架构下的资源调度方法、系统和存储介质。

背景技术

云计算是一种基于虚拟化技术的计算存储资源共享模型，是当今网络中的一种主流计算架构。它通过将用户端复杂的计算卸载到云(即数据中心)中处理，再将结果从云端发送给用户，解决了用户终端设备存储和计算资源受限的问题。雾计算则是思科在2014年发布的概念，和由性能强大的资源集中式数据中心支撑的云计算不同，雾计算由性能较弱、分散、异构的各种计算资源组成。它的位置更接近网络边缘，介于云计算和个人计算之间。雾计算是新一代分布式计算，符合互联网的“去中心化”特征，它可以支持和促进不适合云的应用程序。雾计算的出现不是为了替代云计算，而是为了补充云计算，目前基于云雾计算架构的实际应用部署已成为人们进行学术研究的重要课题。

在天基计算架构研究中，为了解决时延敏感和大数据化的空间应用与星地带宽有限之间的矛盾，在软件定义卫星、虚拟化和空间网络等技术的支持下，已有一种天基云雾计算系统被提出。系统中主要包括：用户终端，用于向天基边缘云提出服务请求，并用于向天基边缘云和/或雾卫星集群传输需要计算处理的数据信息；天基边缘云，通过一调度模块获取资源条件并根据资源条件执行调度算法，以进行服务节点部署，且当服务节点部署在天基边缘云上时，执行对数据信息计算处理；雾卫星集群，用于采集数据信息，且当服务节点部署在雾卫星集群时，执行对数据信息计算处理；该计算系统能够实现对数据信息的边缘计算。

天基计算资源的特殊性表现在：(1)异构性：卫星上的计算资源包括CPU、FPGA、GPU、内存等；(2)分散性：卫星计算资源分散在空间的各个位置；(3)动态性：卫星处于运动状态，空间信息网络的拓扑具有时变性。

设计适应天基云雾计算应用背景的调度算法，保证调度的高效和高可靠性，是值得研究的重点和难点。集中式云雾资源统一分配的调度系统需要实现的主要目标包括：高效利用异构资源、满足天基时延敏感和大数据应用的需求、适应动态网络连接、保证服务流的可靠性、实现系统的负载均衡等。

发明内容

为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出了一种天基云雾计算架构下的资源调度方法、系统和存储介质。

为了实现上述目的，本发明第一方面提出了一种天基云雾计算架构下的资源调度方法，所述资源调度方法包括：

按照预选算法选出符合条件的雾卫星预选节点或边缘云预选节点；

按照优选算法在所述雾卫星预选节点或边缘云预选节点中选出最优节点；

根据所述最优节点，完成资源调度。

本方案中，所述调度方法的调度对象是以容器形式部署的天基服务，所述调度方法的作用节点包括雾卫星和边缘云中的异构资源节点，所述异构资源为CPU、GPU、FPGA中的一种或几种。

本方案中，按照预选算法筛选出符合条件的雾卫星预选节点或边缘云预选节点，包括：

访问网络连接数据库，获取当前所有与用户节点有连接的雾卫星节点的连接时长信息，并将所述雾卫星节点的序号加入待选集合；