一种基于分支定界法的边缘计算任务分配方法组成比例

本发明专利技术提出了一种基于分支定界法的边缘计算任务分配方法，属于边缘计算领域。本发明专利技术在考虑任务完成时间以及DAG并行系统可靠性需求等约束的前提下最小化任务分配的总能耗。首先松弛上述优化问题，用内点法求得临时解；然后将临时解中第一个任务的决策变量取离散值并且满足一个任务只能在一个边缘服务器执行的约束,即决策变量只有一个取为1，其他均为0，将上述取值情况从第一个边缘服务器遍历到最后一个边缘服务器，对剩余任务继续采用内点法求解并计算不同解的能耗值，取能耗值最小的解，重复该步骤直至最后一个任务。本发明专利技术具有收敛性好、计算量小等优点。

An edge computing task assignment method based on branch and bound method

【技术实现步骤摘要】
一种基于分支定界法的边缘计算任务分配方法
本专利技术涉及到边缘计算领域，尤其涉及基于分支定界法的边缘计算任务分配方法。
技术介绍
随着消费物联网和工业物联网等新产业需求的进一步旺盛，以云计算模型为核心的集中式数据处理技术已经不能高效处理边缘设备所产生的大量数据。边缘计算是在网络边缘执行计算的一种新型计算模型，而边缘计算的边缘是指从数据源到云计算中心路径之间的任意计算资源和网络资源。比如，智能家居中网关可被视为家庭内电子设备和云计算中心之间的边缘。边缘计算的基本原理是将计算任务迁移到产生源数据的边缘设备上。随着边缘计算在物联网应用中的发展，越来越多的终端设备加入到边缘计算模式中。传统云计算大多采用集中式管理的方法，从网络边缘传输海量数据到云计算中心会造成较长的网络延迟，不满足具有实时需求的应用程序。同时，若数据传输到云计算中心时中间网络受到攻击，会造成网络边缘数据的安全与隐私泄露问题。最后，随着在云计算中心运行的用户应用程序越来越多，未来大规模数据中心对能耗的需求将难以满足。综上，为了满足用户终端的服务质量要求，利用边缘计算平台，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分支定界法的边缘计算任务分配方法，所述方法至少包含以下步骤：/n步骤一、布置边缘计算场景，该场景由一个用户终端、多个边缘服务器构成的网络模型所组成；/n步骤二、用户终端发起的任务用DAG任务图G＝(T,P)描述，其中图的顶点用集合T＝{t

【技术特征摘要】
1.一种基于分支定界法的边缘计算任务分配方法，所述方法至少包含以下步骤：
步骤一、布置边缘计算场景，该场景由一个用户终端、多个边缘服务器构成的网络模型所组成；
步骤二、用户终端发起的任务用DAG任务图G＝(T,P)描述，其中图的顶点用集合T＝{t1,t2,...,tm}表示，代表需要边缘服务器执行的任务，任务图中的任务数为m，任务ti由定义，其中pi、ei和分别表示执行任务所需的CPU周期数、任务的传输功率和任务完成的最大容忍时间；P＝{Pij|ti,tj∈T}表示任务之间通信边的集合，Pij表示从任务ti到任务tj的一条有向边，任务具有优先级，后继任务必须等其所有前驱任务完成才开始进行处理；
步骤三、多个边缘服务器相互连接构成的网络模型由网状网络N＝(A,D)描述，其中网络模型的顶点集A＝{a1,a2,...,an}表示边缘服务器，网络模型中边缘服务器的个数为n，边缘服务器aj由aj(vj,ej,ej,init,hj)定义，其中vj、ej、ej,init和hj分别表示边缘服务器的处理速率、单位时间的能耗、初始容量和单位时间的恒定故障率，边集D＝{dij}表示不同边缘服务器之间的通信距离；
步骤四、将步骤二所述DAG任务图中的任务分配给步骤三所述多个边缘服务器相互连接构成的网络模型，此时任务ti的完成时间其中lij表示从边缘服务器aj传输的用于执行任务ti的数据长度，B表示网络带宽；任务ti在边缘服务器aj上执行的总能耗为DAG任务图的可靠性为了使边缘服务器执行所有任务的能耗最小化，并满足约束条件，通过分支定界法，求得任务分配矩阵Xm×n，矩阵中的每个元素xij表示任务ti是否在边缘服务器aj上执行，如果任务ti在aj上执行，则xij的值为1，否则为0。


2.根据权利要求1中所述的一种基于分支定界法的边缘计算任务分配方法，其特征在于通过遍历DAG任务图中的任务集合，确定任务的执行顺序，如果某个任务是另一个任务的前驱任务，则优先处理该任务，...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴廷睿，李梦瑶，田淑娟，邹娟，曹江莲，关屋大雄，崔荣埈，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43