[发明专利]一种雾计算负载均衡方法及系统

权利要求书

1.一种雾计算负载均衡方法，其特征在于，包括：

在终端用户层和雾层之间加入负载均衡层，负载均衡层接收终端用户发送的服务请求；

根据接收到的服务请求的任务量以及雾层中雾节点剩余资源和处理能力集中进行任务分配，若雾节点无法为服务请求提供服务时，则绕过雾层，直接上传到云层处理；

其中，负载均衡层由负载均衡集群组成；

所述根据接收到的服务请求的任务量以及雾层中雾节点剩余资源和处理能力集中进行任务分配，若雾节点无法为服务请求提供服务时，则绕过雾层，直接上传到云层处理包括：

负载均衡集群利用资源剩余能力分类评估算法，对服务请求进行评估，确定完成服务请求的任务所需要的资源，并进行任务分类，得到服务请求的任务类别；其中，任务类别包括：数据获取任务和计算任务；

若雾节点能为服务请求提供服务时根据确定的完成任务所需要的资源、任务类别以及雾节点剩余资源集中进行任务分配，其中，若雾节点无法为服务请求提供服务时，则绕过雾层，直接上传到云层处理；

其中，所述资源包括：CPU、内存、硬盘存储空间和网络带宽利用率；

其中，所述若雾节点能为服务请求提供服务时根据确定的完成任务所需要的资源、任务类别以及雾节点剩余资源集中进行任务分配，其中，若雾节点无法为服务请求提供服务时，则绕过雾层，直接上传到云层处理包括：

若服务请求的任务类别 是数据获取任务，则负载均衡集群利用与雾节点的实时通信，判断区域内的雾节点上是否有相应数据的缓存；

若有相应数据的缓存，则利用资源剩余能力分类评估算法，判断有相应数据缓存的雾节点是否有足够的剩余资源；

若有足够的剩余资源，则采用最短路径算法得到其中网络路径最短的雾节点，并将数据获取任务分配到具有最短网络路径的雾节点上，由该雾节点响应用户请求，接收雾节点响应转发给终端用户；

其中，所述若雾节点能为服务请求提供服务时根据确定的完成任务所需要的资源、任务类别以及雾节点剩余资源集中进行任务分配，其中，若雾节点无法为服务请求提供服务时，则绕过雾层，直接上传到云层处理还包括：

若雾节点上没有相应数据的缓存或相应雾节点没有足够的剩余资源，则负载均衡集群直接将数据获取任务分配到云层，并接收云层响应转发给终端用户；

其中，所述若雾节点能为服务请求提供服务时根据确定的完成任务所需要的资源、任务类别以及雾节点剩余资源集中进行任务分配，其中，若雾节点无法为服务请求提供服务时，则绕过雾层，直接上传到云层处理包括：

若服务请求的任务类别 是计算任务，则负载均衡集群利用资源剩余能力分类评估算法，判断雾节点是否有足够的剩余资源；

若有足够的剩余资源，则利用任务分配优化模型确定最优的任务分配策略进行任务分配；其中，所述任务分配优化模型以接收任务的所有雾节点上的任务量总和要等于服务请求的总任务量作为约束条件一，以处理雾节点上任务的所需资源量不能超过该雾节点的剩余资源量作为约束条件二，同时使雾节点处理时延和能耗之和最小为目标函数；

雾节点完成计算任务后，接收雾节点计算结果转发给终端用户；

其中，任务分配优化模型为：

其中，i表示接收任务的雾节点；N表示接收任务的雾节点的集合；x_i代表迁移到雾节点i的任务量；δ_i为雾节点i的权重；v_i为雾节点i的服务率；a_i、b_i、c_i都表示系数参数；X为服务请求的总任务量；j表示资源种类，分别是CPU、内存、硬盘存储空间、网络带宽利用率；S_ij代表迁移到雾节点i上的资源j的需求量；L_ij为雾节点i上的资源j的剩余量；

其中，所述若雾节点能为服务请求提供服务时根据确定的完成任务所需要的资源、任务类别以及雾节点剩余资源集中进行任务分配，其中，若雾节点无法为服务请求提供服务时，则绕过雾层，直接上传到云层处理还包括：

若没有足够的剩余资源，则负载均衡集群将计算任务分配到云层，并接收云层计算结果转发给终端用户；

其中，在根据接收到的服务请求的任务量以及雾层中雾节点剩余资源和处理能力集中进行任务分配，若雾节点无法为服务请求提供服务时，则绕过雾层，直接上传到云层处理之前，所述方法还包括：

将接收到的服务请求输入到负载均衡层中的排队系统。