[发明专利]一种适合边缘计算环境的实时动态调度方法、系统和介质

说明书

本发明公开了一种适合边缘计算环境的实时动态调度方法、系统和介质，涉及边缘计算技术领域，本发明包括如下步骤：根据任务的资源需求，选择一组调度任务，构造消耗矩阵，求得最优解，对求得的最优解进行检查，直到找到一个完全的可行调度集T或出现调度失败的情况，其中，构造任务分配在边缘计算设备或节点psubgt;i/subgt;上运行的目标函数本发明能够根据边缘计算节点的计算能力、资源处理能力以及待处理任务的时限要求，合理地将请求任务分配到各个边缘计算设备或节点，从而使系统资源的消耗最小，同时系统性能最优。

技术领域

本发明涉及边缘计算技术领域，具体涉及一种适合边缘计算环境的实时动态调度方法、系统和介质。

背景技术

随着边缘计算概念的提出和相关应用的不断深入，边缘计算技术正受到日益广泛的关注。与云计算模式相比，边缘计算所采用的架构更呈分布式，更接近网络边缘，更具去中心化的特点，极大降低了云计算中心的计算负载，大幅减缓了网络带宽的压力，大大提升了数据的处理效率。应用边缘计算技术可以将现有智能电网集中式决策转变为分散式决策，从而极大减少通讯、存储及计算的资源，使决策的可靠性和实时性得到大幅提升。

在边缘计算环境中，云计算中心通常需要综合考虑系统中各边缘计算节点的处理能力和资源情况，通过合理的调度和分配任务到不同的边缘计算节点，以满足不同请求任务的处理时限和资源需求。然而，现有的许多经典算法如轮循算法、带权重的轮循算法、随机选择算法、权重随机算法以及基于响应时间的选择算法等大都难以基于任务的时限和资源需求，将请求任务合理分配到适合的边缘计算设备或处理节点上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合边缘计算环境的实时动态调度方法、系统和介质，该方法基于系统中边缘计算设备或节点的处理能力和资源情况，通过合理调度和分配不同的请求任务到合适的边缘计算设备或节点，在满足请求任务的时间约束和资源需求的同时，使系统资源的消耗最小，系统性能最优。

本发明通过下述技术方案实现：

一种适合边缘计算环境的实时动态调度方法，包括以下步骤：

S1：根据任务的资源需求，选择一组调度任务：

基于边缘计算设备或节点集P、任务集T、资源集R的情况，从T中选取一个任务子集T^*；

其中，边缘计算设备或节点集P包括多个边缘计算设备或节点，一个任务子集T^*包括多项任务，边缘计算设备或节点集P中的边缘计算设备或节点总数为m，任务子集中的任务总数为l；

S2：构造消耗矩阵：

建立消耗矩阵，所述消耗矩阵中，当m≤l时，第i个边缘计算设备或节点运行第j项任务的消耗，i＝1,…,m j＝1…,l，当l≤m时，第i项任务在第j个边缘计算设备或节点上运行的消耗，i＝1,…,l,j＝1,…,m；

S3：求得最优解：

求得最优解，随着序号i或j的规律变化求得的最优解表示任务子集组T^*的所有任务都分配了一个边缘计算设备或节点；

S4：对求得的最优解进行检查：

当m≤l时求得的最优解中，若对存在边缘计算设备或节点i，最优解趋近于无穷，则表示调度失败，终止算法，将T-T^*与T^*中未进行分配的任务合并同时覆盖记为T；

当l≤m时求得的最优解中，若对存在边缘计算设备或节点j，最优解的消耗矩阵中对应的值趋近于无穷，则表示调度失败，终止算法，否则将T-T^*中未进行分配的任务覆盖记为T；

S5：重复S3、S4过程，直到找到一个完全的可行调度集T或出现调度失败的情况。

进一步地，详细步骤为：