[发明专利]基于边缘网络架构的微服务部署与请求路由方法及系统

权利要求书

1.一种基于边缘网络架构的微服务部署与请求路由方法，其特征在于，所述基于边缘网络架构的微服务部署与请求路由方法，包括以下步骤：

基于边缘网络架构确定微服务部署策略和路由请求策略，所述边缘网络架构包括多个基站和多台边缘服务器，任一基站连接多台边缘服务器，多种微服务部署在任一边缘服务器上，

根据所述微服务部署策略和所述路由请求策略确定微服务部署与请求路由方法；

其中，所述基于所述边缘网络架构确定微服务部署策略和路由请求策略的步骤，包括：

基于所述边缘网络架构确定任一边缘服务器上分别部署的微服务实例数目、各微服务实例部署位置、计算资源约束、请求路由约束及服务能力约束；

通过所述计算资源约束、所述请求路由约束及所述服务能力约束对部署决策变量做松弛处理，得到连续线性变量；

根据所述连续线性变量和线性规划问题得到分数服务部署决策和请求路由决策；

根据所述微服务实例数目、各微服务实例部署位置及所述分数服务部署决策生成微服务部署策略；

根据所述分数服务部署决策和所述请求路由决策及所述请求路由约束确定路由请求策略。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述边缘网络架构确定任一边缘服务器上计算资源约束、请求路由约束及服务能力约束的步骤，包括：

基于所述边缘网络架构确定任一边缘服务器对应的核心数量；

根据所述核心数量和所述部署决策变量确定计算资源约束；

所述计算资源约束为：;

式中，为边缘服务器的核心数量，为部署决策变量；

所述请求路由约束为：;

式中，为在边缘服务器完成微服务后路由用户请求流至边缘服务器中微服务的概率；

确定任一核心处理请求能力和任一边缘服务器中微服务实例处的总用户请求达到率；

根据任一核心处理请求能力和所述总用户请求达到率确定服务能力约束；

所述服务能力约束为：;

式中，为边缘服务器中微服务的实例处总用户请求达到率，为任一核心处理请求能力。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述连续线性变量和线性规划问题得到分数服务部署决策和请求路由决策的步骤，包括：

根据所述连续线性变量和混合整数线性规划问题生成线性规划问题；

基于线性规划问题通过线性求解器得到分数服务部署决策和请求路由决策。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述微服务实例数目、各微服务实例部署位置及所述分数服务部署决策生成微服务部署策略的步骤，包括：

基于排队理论的先到先服务和处理器共享原则根据所述微服务实例数目和各微服务实例部署位置建立最小化请求延迟目标函数；

基于所述最小化请求延迟目标函数根据辅助变量对所述分数服务部署决策进行舍入调整，得到微服务部署策略。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于排队理论的先到先服务和处理器共享原则根据所述微服务实例数目和各微服务实例部署位置建立最小化请求延迟目标函数的步骤，包括：

基于排队理论的先到先服务和处理器共享原则根据所述微服务实例数目和各微服务实例部署位置通过预设时间成本公式确定用户请求经过任一边缘服务器上微服务所花费的时间成本；

所述预设时间成本公式为：;

式中，为在边缘服务器中微服务的实例处总用户请求达到率，为微服务在边缘服务器上部署的微服务实例数目，为时间成本，为任一核心处理请求能力；

根据所述用户请求的路由路径、任一边缘服务器之间的传播延迟时间和所述时间成本通过预设路径下传播延迟公式建立最小化请求延迟目标函数；

所述预设路径下传播延迟公式为：;

式中，为第条用户请求的路由路径，为边缘服务器与边缘服务器之间的传播延迟时间；

所述最小化请求延迟目标函数为：

;

式中，为用户请求中包含的微服务集合，为在边缘服务器完成微服务后路由用户请求流至边缘服务器中微服务的概率，为路径中的第个元素，最小化请求延迟目标函数，为用户请求路由路径集合。