[发明专利]一种雾节点间协作的计算迁移方法

说明书

本发明公开一种雾节点间协作的计算迁移方法，边缘计算系统包括一个及以上雾节点和边缘控制器，所述边缘计算系统与云计算中心通过通信网络互连。雾节点接收到来自用户应用程序的一批计算任务，触发所述雾节点的任务分配过程。边缘控制器接收到来自一个及以上雾节点的任务迁移请求，触发所述边缘控制器的协作迁移任务分配过程。雾节点获得每个任务的分配结果后，执行任务调度过程。本发明所提的迁移方法能缩短计算任务的响应延迟，提高边缘计算系统的资源效用，使边缘计算能满足计算任务的服务质量要求。

技术领域

本发明涉及边缘计算领域，更具体地说，它涉及一种雾节点间协作的计算迁移方法。

背景技术

随着物联网终端的爆炸时增长，网络边缘产生了海量的计算任务，这些计算任务往往要求超低的响应延迟，例如，自动驾驶、工业自动化等应用产生的计算任务往往仅容忍10毫秒以内的响应延迟。传统的云计算范式需要将计算任务从网络边缘传输到远程的云计算中心进行处理，然而计算任务从网络边缘传输到云计算中心，往往需要经历几百毫秒的网络传输延迟，无法满足低延迟物联网应用的服务质量要求。因此，近年来，边缘计算的概念被提出。在边缘计算范式中，将在网络边缘部署具有计算能力的雾节点，因此，物联网终端产生的计算任务可以迁移到网络边缘的雾节点进行处理，从而减少网络传输延迟。

现有的面向边缘计算的计算迁移方法大多在雾节点和云计算中心之间进行计算迁移决策，即，任务不是在产生计算任务的第一雾节点处理，就是迁移到云计算中心处理，忽略了同一边缘网络下雾节点间的协作迁移。此外，大多计算迁移方法是对单个任务进行决策。事实上，物联网应用的迸发性、计算需求的多样性往往会使得用户应用程序向雾节点发送一批任务。然而，由于边缘节点的服务能力有限性，当该批任务数量较大时，雾节点并不能同时处理该批任务。如果将这批任务都迁移到边缘计算系统内其他雾节点处理，则可能在边缘网络里很难找到一个能同时处理该批任务的雾节点，如果都迁移到云计算中心处理，则这批任务都经历较长的网络传输延迟。因此，如何处理雾节点产生的批量任务是边缘计算亟待解决的一个问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供提供一种雾节点间协作的计算迁移方法，将雾节点的各批次的任务进行分割，通过分配本地、边缘计算系统内其他雾节点以及云计算中心的任务比例来缩短计算任务的响应延迟，提高边缘计算系统的资源效用，使边缘计算能满足计算任务的服务质量要求。

本发明的目的是解决在边缘计算环境中在多个雾节点和云计算中心之间分配计算任务这个关键问题，提供一种雾节点间协作的计算迁移方法，缩短计算任务的响应延迟，提高边缘计算系统的资源效用，使边缘计算能满足计算任务的服务质量要求。

为了达到上述目的，本发明公开一种雾节点间协作的计算迁移方法，边缘计算系统包括一个及以上雾节点和边缘控制器，所述边缘计算系统与云计算中心通过通信网络互连。雾节点接收到来自用户应用程序的一批计算任务，触发所述雾节点的任务分配过程。边缘控制器接收到来自一个及以上雾节点的任务迁移请求，触发所述边缘控制器的协作迁移任务分配过程。雾节点获得每个任务的分配结果后，执行任务调度过程。在所述雾节点的任务分配过程，所述雾节点判断该批任务的数量是否小于等于所述雾节点当前时刻的服务速率，是，则将所述批次的任务全部设置为本地计算，并将所述雾节点剩余服务速率报告给边缘控制器；否，则将与本地服务速率相同数量的任务设置为本地计算，剩余的任务作为迁移任务，向边缘控制器发送任务迁移请求。在所述的边缘控制器的协作迁移任务分配过程，所述边缘控制器将将接收到的雾节点的剩余服务速率按剩余服务速率的大小降序排列，得到一个服务速率队列，并将接收到的迁移请求按每个雾节点请求的迁移任务数量大小降序排列，得到一个请求队列，然后逐个处理请求队列中的迁移任务请求，直到请求队列为空或者服务速率队列为空，当服务速率队列为空，而请求队列不为空时，将请求队列中的所有任务标记为迁移到云计算中心处理，最后将协作迁移的任务分配结果发送给对应的雾节点。在所述雾节点的任务调度过程，对所述雾节点接收到的所述批次的每一个任务，按任务的分配结果执行任务调度。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：