[发明专利]一种基于软件定义的边缘计算调度方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于软件定义的边缘计算调度方法及系统。本发明方法为：1)本地计算单元收集本地的计算任务i^th并上传至分布式控制器；2)分布式控制器根据二元组(v_L[t],v_C[t])的取值确定i^th在本地计算或卸载到边缘计算服务节点执行；其中，v_L[t]＝1表示第t时隙将i^th在本地执行，v_C[t]＝1表示第t时隙将i^th卸载到边缘计算服务节点执行；引入用于确定二元组(v_L[t],v_C[t])的取值；其中S＝{0,1,…,Q}×{0,1,…,M}×{0,1,…,N‑1}，Q表示任务队列缓冲区的最大容量，M表示i^th包含的数据包个数，N表示i^th在本地计算所需的时隙数。

技术领域

本发明属于计算机网络的边缘计算领域，具体为一种基于软件定义的边缘计算调度方法及系统。

背景技术

21世纪以来，信息网络技术的不断发展、演进，为基础通信、金融经济、传统制造等各行各业各领域都带了新的机遇和发展，极大地促进了跨行业间交叉融合。随着物联网的快速发展和无线网络的普及，万物互联的时代已经到来，网络边缘设备数量的迅速增加，使得该类设备所产生的数据已达到泽字节(ZB)级别。以云计算模型为核心的集中式大数据处理时代，其关键技术已经不能高效处理边缘设备所产生的数据，主要表现在：1)线性增长的集中式云计算能力无法匹配爆炸式增长的海量边缘数据；2)从网络边缘设备传输海量数据到云中心致使网络传输带宽的负载量急剧增加，造成较长的网络延迟；3)网络边缘数据涉及个人隐私，使得隐私安全问题变得尤为突出；4)有限电能的网络边缘设备传输数据到云中心消耗较大电能。现有网络设备支持的协议体系庞大，导致高度复杂，不仅限制了IP网络的技术发展，更无法满足当前云计算、大数据和服务器虚拟化等应用趋势，用户对流量的需求不断扩大，各种新型服务不断出现，增加了网络运维成本。

本发明基于软件定义网络(Software Defined Network,SDN)和边缘计算(EdgeComputing,EC)的出现，提供了有效的解决方案。SDN具有网络全局拓扑视野，并通过控制器管理数据流转发，能够实现设备和数据流的集中管理；简化数据平面传输，统一的南北向接口在提升架构扩展性的同时，还实现了网络的可编程化。边缘计算作为新兴计算模型，通过将计算资源以分布式计算节点的方式部署在靠近数据源的一端，能够提供云计算无法实现的稳定、时效性服务，主要应用于时延和数据安全要求高的场景。

发明内容

为了克服传统的网络有限的原始数据存储和计算能力的挑战，本发明提出一种基于软件定义的边缘计算调度方法及系统。该系统结合了分层云和边缘计算以及内容感知缓存技术，在SDN架构下，考虑不同场景和服务需求，设计了边缘计算卸载方案。该发明充分利用了SDN对网络的集中控制能力，对不同的调度卸载方案进行全局最优选择，以获得最佳性能。

本发明的技术方案为：

一种基于软件定义的边缘计算调度方法，其步骤包括：

1)本地计算单元收集本地的计算任务i^th并生成计算任务请求，将其上传至分布式控制器；