[发明专利]一种基于无线自组网的分布式计算方法

说明书

本发明公开了一种基于无线自组网的分布式计算方法，在无线自组网应用的一些特定环境中，一些计算任务无法通过获取高性能计算设备来完成。本发明针对这种情况，提出一种基于无线自组网的分布式计算方法和系统，通过将计算任务分解，分发给无线自组网中的通信节点进行分布式计算。本发明方案充分利用通信节点的计算能力实现计算任务的分布式计算，提高了计算效率。

技术领域

本发明涉及无线通信、分布式计算技术领域，具体涉及一种基于无线自组网的分布式计算方法。

背景技术

分布式计算系统由多个相互连接在一起的计算节点（计算机或服务器）组成，并且其中的任何一个点都可以通过通信链路与另一个节点通信。在这种系统中，不存在一个处理和控制中心，网络中任一节点都至少和另外两个节点相连接，信息从一个节点到达另一节点时，可能有多条路径。同时，网络中各个节点均以平等地位相互协调工作和交换信息，并可共同完成一个大型任务。在整个系统执行一个任务时，需要进行大量计算的项目数据通常分割成小块，由多台计算机分别计算，再上传运算结果后统一合并得出数据结论。分布式计算系统如图1所示。

在无线通信领域，无线自组网是一种与传统无线蜂窝网络完全不同的新型无线网络架构，网络中的节点之间都是对等的，每个节点都可以发送和接收信号。相比传统蜂窝网络，无线自组网具有组网灵活简便、网络可靠性高以及覆盖范围大等优点。无线自组网架构示意图如图2所示。

无线自组网是由空间分布的通信节点以及节点之间的无线通信链路组成。为了处理高速业务数据，通信节点通常配备高性能DSP或/和FPGA硬件处理器，以及高性能存储设备等，从性能角度可以视为一个高性能计算节点。而对于通信链路，随着宽带通信技术和MIMO技术的应用，无线链路的通信速率能够达到几十兆，甚至上百兆，足以支撑节点之间进行稳定、可靠、高速通信。即使两个节点之间无法直接通信，也可以通过多跳传输进行通信。因此，从形式上来讲，无线自组网络可以视为一个分布式计算系统。

与传统的分布式计算系统不同的是，无线自组网的通信节点的软硬件架构与计算机不同，且其主要功能是进行无线通信。但对于不参与通信的节点，或者计算能力有富余的节点，可以用来参与计算任务。另一方面，无线自组网的通信节点依靠无线链路进行通信，其性能无法与传统的分布式计算系统的有线通信链路相媲美。由于无线链路性能可能无法满足数据传输需求，两个节点之间的传输路径会受到限制，但对于一些数据包较小或对时延不敏感的计算任务，无线链路性能不会对整个任务的完成产生较大的影响。

在一些领域和垂直行业，例如军队、能源行业等，无线自组网通常在一些封闭环境或野外环境中应用。在这种环境下，通常不会存在数据中心或者网络等基础设施，如果存在诸如数据分析等计算任务，将无法获取高性能的计算设备完成任务。因此，本发明提出一种基于无线自组网的分布式计算方法和系统，用于满足一些特定使用场景下的计算需求。

发明内容

针对上述存在的技术不足，在无线自组网应用的一些特定环境中，一些计算任务无法通过获取高性能计算设备来完成。本发明针对这种情况，提出一种基于无线自组网的分布式计算方法和系统，通过将计算任务分解，分发给无线自组网中的通信节点进行分布式计算。本发明方案充分利用通信节点的计算能力实现计算任务的分布式计算，提高了计算效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种基于无线自组网的分布式计算方法，包括如下步骤：步骤一：确定接入节点和汇聚节点

网络任何通信节点均可作为网络对外的接入节点，在计算任务开始前用于接收外部设备提交的计算任务的通信节点为接入节点，在计算任务完成后接入节点作为汇聚节点收集和合并计算结果，并传输给提交计算任务的设备；

步骤二：接入节点进行计算任务分解

在进行计算任务数据包分解前，接入节点获取网络中其他通信节点的信息来确定参与计算任务的计算节点集合、分解后的计算任务数据包的数目和每个数据包的大小；