[发明专利]基于边缘计算的影视资源部署和调度方法及系统

权利要求书

1.一种基于边缘计算的影视资源部署和调度方法，应用于影视资源分发系统，该系统包括远程内容中心、多个基站以及多个边缘服务器，所述远程内容中心为云服务器，用于存储多种影视资源；所述多个基站用于接收用户请求，其中每个基站连接一个边缘服务器；所述多个边缘服务器负责流行影视资源的存储和基站用户需求的感知及计算；各个基站下进行缓存影视资源共享的边缘服务器组成协同缓存域；

所述基于边缘计算的影视资源部署和调度方法包括以下步骤：

(1)在协同缓存域内各个边缘服务器中部署缓存影视资源，具体包括以下子步骤：

(1-1)、将影视资源网站中的预定数量的评分靠前的影视资源，确定为初始缓存影视资源集，定义影视资源i在协同缓存域内的缓存价值为其中C_i为影视资源网站中用户对影视资源i的平均评分，C为影视资源网站中影视资源的满分评分，N_i为协同缓存域内用户对影视资源i的观看次数，N_t为协同缓存域内用户对所有所看影视资源的观看次数；将初始缓存影视资源集中影视资源按照缓存价值进行降序排序，得到缓存影视资源集为：A＝{(f₁，V₁)，(f₂，V₂)...(f_N，V_N)}，初始化上述A中每个影视的副本数为1；

(1-2)、选择缓存价值最高和最低的影视f₁和f_N，如果V₁＞2V_N，则f₁的副本数d₁增加1，用f₁的副本代替f_N，并将f_N从缓存影视资源集A中删除；

(1-3)、更新f₁的潜在缓存价值为f₁＝f₁/d₁；将A中影视按缓存价值重新排序，重复子步骤(1-2)，直到不满足(1-2)中继续执行条件，完成缓存影视资源集的确定；

(1-4)、从子步骤(1-3)中确定的缓存影视资源集中选择潜在缓存价值最高的影视j，将其试放在每个边缘服务器中，计算该影视j放置在每个边缘服务器产生的协同缓存域的域内存储和传输能耗，选取产生总能耗最小的边缘服务器m作为该影视j的存放位置；

(1-5)、将影视j放置到边缘服务器m的缓存集中，并更新边缘服务器m的内存容量，并将影视j的副本从缓存影视资源集中减1；

(1-6)、重复执行子步骤(1-4)和(1-5)中的步骤，直至缓存影视资源集中的影视全部放完或各边缘服务器缓存空间不能容纳任意一个影视；其中缓存到各个边缘服务器中的影视为对应影视的最高码率版本；

(2)根据用户请求进行影视资源调度，具体包括以下子步骤：

(2-1)、用户通过基站向与该基站连接的本地边缘服务器发送影视资源的获取请求，请求中携带影视名n及对应的码率版本p，将请求影视记为np；将请求影视n的更高的码率版本p⁺对应的影视记为np⁺；

(22)、在协同缓存域内运行调度策略：在本地边缘服务器上搜索影视np，若搜索命中np，则将影视np直接返回给该用户；

若本地边缘服务器未命中np，则在本地边缘服务器搜索影视np⁺，若命中np⁺，则检查本地边缘服务器计算能力是否满足将影视np⁺转换为影视np，如果计算能力足够，则本地边缘服务器进行影视转码，并将转码后影视np缓存后发送给用户；如果本地边缘服务器计算能力不够或本地边缘服务器未命中影视np⁺，则跳转到子步骤(2-3)；

(2-3)、在协同缓存域内其他边缘服务器中搜索影视np，若其他边缘服务器命中，则通过其他边缘服务器将影视np传递给本地边缘服务器，并由本地边缘服务器缓存影视np并返回给该用户；如果协同缓存域内任一边缘服务器均不存在影视np，则在协同缓存域内搜索影视np⁺，若某一其他边缘服务器s命中np⁺，则检查边缘服务器s计算能力是否满足将影视np⁺转换为影视np，若计算能力足够，则边缘服务器s进行影视转码，并将转码后影视np发送至本地边缘服务器缓存，由本地边缘服务器将影视np发送给用户；

(2-4)、如果通过以上(2-2)以及(2-3)都不能满足用户请求，则向远程内容中心请求影视np，本地边缘服务器接收远程内容中心发送的影视np并将其发送给用户，同时用影视np更新本地边缘服务器的缓存影视资源。