一种基于移动节点的自组织计算平台及其任务调度方法技术

一种基于移动节点的自组织计算平台及其任务调度方法。本发明专利技术针对在不便于搭建边缘服务器或需要计算平台具有较高移动性、便携性的计算场景，提出的由多个移动设备形成计算平台来协作完成用户的计算请求。多个移动设备通过无线连接形成自组织网络，以此为基础，再形成计算平台。相比于单个移动节点(计算能力有限)作为计算节点，本发明专利技术设计的计算平台计算能力大幅度提高，可承担一些高强度的计算；而相比于云计算，此平台因和用户直接相连，所以可以很大的缩短数据传输时间，从而使整个计算延时变小，满足用户计算的实时性需求。

A Mobile Node-based Self-Organizing Computing Platform and Its Task Scheduling Method

A self-organizing computing platform based on mobile nodes and its task scheduling method. The invention aims at computing scenarios where it is not convenient to build edge servers or computing platforms need to have high mobility and portability. A computing platform formed by multiple mobile devices is proposed to cooperate to complete user's computing requests. Multiple mobile devices form a self-organizing network through wireless connection, and then form a computing platform based on this. Comparing with a single mobile node (with limited computing power), the computing platform designed by the present invention can greatly improve the computing power and undertake some high-intensity computing. Compared with cloud computing, the platform can greatly shorten the data transmission time because of its direct connection with users, thus reducing the overall computing delay and meeting the real-time requirements of user computing.

【技术实现步骤摘要】
一种基于移动节点的自组织计算平台及其任务调度方法
本专利技术涉及网络通讯
，具体涉及一种基于移动节点的自组织计算平台及其任务调度方法。
技术介绍
目前，云计算正在逐步改善我们的生活，但随着上传数据量的急剧增多，就使得网络负载加重，造成网路堵塞，并产生一定的延时。同时大量出现的物联网应用又要求极短的响应时间，云服务器已经不能满足这些实时性高的服务要求。为解决这些问题，边缘计算应运而生。边缘计算是一种新的计算模式，其基本理念是在用户和云服务器之间再加一层，这一层位于网络边缘，由边缘路由器、边缘服务器等设备组成，为用户提供存储和计算功能，从而减少了“云”和网络的压力，且因边缘设备靠近用户，能够为用户提供更加快速的服务。本申请专利技术人在实施本专利技术的过程中，发现现有技术的方法，至少存在如下技术问题：边缘计算虽然解决了实时性的问题，但在很多应用场景中，无法在现场部署边缘服务器，如作战现场，需要实时的处理现场采集的数据(如图片)，而在现场部署服务器来处理这些数据是不现实的，此外，边缘计算也无法应用于具有较高移动性、便携性的计算场景。由此可知，现有技术的方法存在无法应用于高移动性和便携性的计算场景的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于移动节点的自组织计算平台及其任务调度方法，用以解决或者至少部分解决现有技术的方法存在无法应用于高移动性和便携性的计算场景的技术问题。本专利技术第一方面提供了一种基于移动节点的自组织计算平台，包括：至少两个移动计算节点，移动计算节点通过预设自组织网络路由协议和网络维护协议形成自组织网络，并通过所述自组织网络将采集的状态信息发送至其他移动计算节点，还用于接收其他移动计算节点发送的状态信息，其中，移动计算节点的状态信息包括节点的可用CPU、节点的剩余能力、节点的可用存储以及节点的通信能力。在一种实施方式中，所述平台还包括数据采集节点，用于采集数据信息，并将采集的数据信息和产生的任务发送至接入节点，其中，接入节点由数据采集节点根据接收到的移动计算节点的状态信息选取获得，且数据采集节点接收的移动计算节点的状态信息，由各个移动计算节点向数据采集节点广播后获得。在一种实施方式中，移动计算节点在接收到其他移动计算节点的状态信息后，进行保存并实时更新。基于同样的专利技术构思，本专利技术第二方面提供了一种基于第一方面所述的自组织计算平台的任务调度方法，包括：数据采集节点将采集的数据信息以及产生的任务发送至对应的接入节点；作为接入节点的移动计算节点，根据接收的数据信息以及各个移动计算节点的状态信息，对产生的任务进行调度；接入节点将计算结果发送至数据采集节点，其中，所述计算结果为接入节点进行任务调度后获得的结果。在一种实施方式中，移动计算节点，根据接收的数据信息以及各个移动计算节点的状态信息，对产生的任务进行调度，包括：通过负载均衡调度或机器学习的方法，对产生的任务进行调度。在一种实施方式中，通过负载均衡调度的方法对产生的任务进行调度包括：根据接收的数据信息以及各个移动计算节点的状态信息，判断产生的任务是否需要分割；根据分割判断的结果，选取需要进行任务计算的目标移动计算节点，并通过目标移动计算节点对产生的任务进行计算，获得计算结果。在一种实施方式中，根据接收的数据信息以及各个移动计算节点的状态信息，判断产生的任务是否需要分割，包括：判断自组织计算平台中各个移动计算节点的状态信息是否满足任务调度需要的资源，如果都不满足，则根据预先设置的分割点对产生的任务进行分割。在一种实施方式中，任务调度结果为单一目标移动计算节点处理任务时，通过单一目标移动计算节点执行计算任务。在一种实施方式中，任务调度结果为多目标移动计算节点处理任务时，通过多个目标移动计算节点共同执行计算任务。在一种实施方式中，在通过多个目标移动计算节点共同执行计算任务后，每个目标移动计算节点将执行的计算结果发送至接入节点，由接入节点对各个计算结果进行整合，获得目标计算结果。本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：本专利技术提供了一种基于移动节点的自组织计算平台，包括至少两个移动计算节点，移动计算节点通过预设自组织网络路由协议和网络维护协议形成自组织网络，并通过所述自组织网络将采集的状态信息发送至其他移动计算节点，还用于接收其他移动计算节点发送的状态信息，其中，移动计算节点的状态信息包括节点的可用CPU、节点的剩余能力、节点的可用存储以及节点的通信能力。从而在一些通信条件恶劣的情况下，如，山区，荒漠等，可临时使用移动计算节点搭建计算平台，进行大量数据分析，从而可以解决现有技术的方法存在无法应用于高移动性和便携性的计算场景的技术问题。并且，本专利技术提供的自组织计算平台具有极高的可移动性，搭建时间短，并提供智能决策来进行任务调度，使得计算性能最优化，且在设计时即考虑到了移动计算节点的快速移动，移动计算节点可能实时退出或加入平台，可以极大提高平台的鲁棒性。将数据存储于移动计算节点中，从而确保数据安全。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种实施例中自组织计算平台的框架示意图；图2为本专利技术一种实施例中自组织计算平台的形成过程示意图；图3为本专利技术实施例中自组织计算平台进行任务调度方法的流程图；图4为本专利技术实施例中自组织计算平台进行工作的示意图。具体实施方式本专利技术针对在不便于搭建边缘服务器或需要计算平台具有较高移动性、便携性的计算场景，提出由多个移动设备形成计算平台来协作完成用户的计算请求。多个移动设备通过无线连接形成自组织网络，以自组织网络为基础，再形成计算平台。移动节点通过无线通信相互连接，从而形成了一个自组织计算平台。相比于单个移动节点(计算能力有限)作为计算节点，本专利技术设计的计算平台计算能力大幅度提高，可承担一些高强度的计算；而相比于云计算，此平台因和用户直接相连，所以可以很大的缩短数据传输时间，从而使整个计算延时变小，满足用户计算的实时性需求。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一本专利技术实施例提供了一种基于移动节点的自组织计算平台，包括：至少两个移动计算节点，移动计算节点通过预设自组织网络路由协议和网络维护协议形成自组织网络，并通过所述自组织网络将采集的状态信息发送至其他移动计算节点，还用于接收其他移动计算节点发送的状态信息，其中，移动计算节点的状态信息包括节点的可用CPU、节点的剩余能力、节点的可用存储以及节点的通信能力。具体来说，本专利技术中的自组织计算平台可以利用现有的移动自组织网络技术来保障现有的移动计算节点相互通信。目前，移动自组织网络相应技术相较成熟，已存在多种的路由草案例如动态源路由(DSR)、基于反向路径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于移动节点的自组织计算平台，其特征在于，包括：至少两个移动计算节点，移动计算节点通过预设自组织网络路由协议和网络维护协议形成自组织网络，并通过所述自组织网络将采集的状态信息发送至其他移动计算节点，还用于接收其他移动计算节点发送的状态信息，其中，移动计算节点的状态信息包括节点的可用CPU、节点的剩余能力、节点的可用存储以及节点的通信能力。

【技术特征摘要】
1.一种基于移动节点的自组织计算平台，其特征在于，包括：至少两个移动计算节点，移动计算节点通过预设自组织网络路由协议和网络维护协议形成自组织网络，并通过所述自组织网络将采集的状态信息发送至其他移动计算节点，还用于接收其他移动计算节点发送的状态信息，其中，移动计算节点的状态信息包括节点的可用CPU、节点的剩余能力、节点的可用存储以及节点的通信能力。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平台还包括数据采集节点，用于采集数据信息，并将采集的数据信息和产生的任务发送至接入节点，其中，接入节点由数据采集节点根据接收到的移动计算节点的状态信息选取获得，且数据采集节点接收的移动计算节点的状态信息，由各个移动计算节点向数据采集节点广播后获得。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，移动计算节点在接收到其他移动计算节点的状态信息后，进行保存并实时更新。4.一种基于权利要求2所述的自组织计算平台的任务调度方法，其特征在于，包括：数据采集节点将采集的数据信息以及产生的任务发送至对应的接入节点；作为接入节点的移动计算节点，根据接收的数据信息以及各个移动计算节点的状态信息，对产生的任务进行调度；接入节点将计算结果发送至数据采集节点，其中，所述计算结果为接入节点进行任务调度后获得的结果。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，移动...

【专利技术属性】
技术研发人员：林海，刘威，李俊娥，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42