移动边缘计算的服务调度方法、系统、终端以及存储介质技术方案

本申请涉及一种移动边缘计算的服务调度方法、系统、终端以及存储介质。包括：接收移动用户发送的边缘服务请求以及服务延迟要求；分别计算边缘服务器候选列表中各个边缘服务器的服务时延，判断所述边缘服务器的服务时延是否满足所述移动用户的服务时延要求，并对所述满足服务时延要求的边缘服务器执行伯努利试验，将试验成功的边缘服务器加入候选队列；所述边缘服务器候选列表用于储存所有可用于部署边缘服务的边缘服务器；从所述候选列表中选择一个迁移代价最低的边缘服务器，将所述移动用户的边缘服务部署在所述边缘服务器上。本申请实施例减少了服务时延，并通过实时的动态服务调度保证了服务质量。

【技术实现步骤摘要】
移动边缘计算的服务调度方法、系统、终端以及存储介质
本申请属于移动边缘计算
，特别涉及一种移动边缘计算的服务调度方法、系统、终端以及存储介质。
技术介绍
在5G技术的蓬勃发展下，移动边缘计算(MobileEdgeComputing，MEC)作为关键技术在近年来迅速发展。移动边缘计算旨在降低服务高时延的问题，以提升移动用户的服务体验，同时也缓解了核心网的处理压力。与传统的云数据中心不同，移动边缘计算可以被视为云计算在用户端的延伸，它搭建边缘服务器，将计算资源移动至更接近移动用户的位置。这就允许移动用户运用计算卸载技术将任务卸载至边缘服务器执行，通过合理的资源协调来保证实时性强、极低时延的服务交付。因为具备这些优良特性，移动边缘计算技术在近年也不断推动物联网(IoT)、增强现实(AR)、车联网等延迟敏感应用的发展。然而，由于移动用户具备强移动性，用户与边缘服务器之间的距离实时变化，这可能会导致服务时延的大幅度波动，进而影响了服务质量。服务提供商为了保证服务时延，便需要进行服务迁移，也就引入了服务调度算法。现有的服务调度算法主要包括以下两种：(1)面向时延优化的服务分配算法：该算法通过已知的移动用户任务信息与边缘服务器配置信息，将移动服务合理地分配到不同的边缘服务器上。然而，该算法重点关注用户任务的需求、服务器的负载情况，并没有考虑用户地理位置的变化。部分方法则关注服务的初始分配，不具有动态调整的功能。(2)用户移动感知的服务调度算法：该算法会感知服务交付过程中移动用户位置的变化，进行实时的服务迁移。由于此方法考虑了用户的强移动性，在服务调度中可以为需要迁移的服务选择更近的边缘服务器，从而保证了较低的服务时延。但是，该算法通常采用时间复杂度较高的算法，增加了算法执行者的负载，同时可能影响实时性。
技术实现思路
本申请提供了一种移动边缘计算的服务调度方法、系统、终端以及存储介质，旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为了解决上述问题，本申请提供了如下技术方案：一种移动边缘计算的服务调度方法，包括：接收移动用户发送的边缘服务请求以及服务延迟要求；分别计算边缘服务器候选列表中各个边缘服务器的服务时延，判断所述边缘服务器的服务时延是否满足所述移动用户的服务时延要求，并对所述满足服务时延要求的边缘服务器执行伯努利试验，将试验成功的边缘服务器加入候选队列；所述边缘服务器候选列表用于储存所有可用于部署边缘服务的边缘服务器；从所述候选列表中选择一个迁移代价最低的边缘服务器，将所述移动用户的边缘服务部署在所述边缘服务器上。本申请实施例采取的技术方案还包括：所述分别计算边缘服务器候选列表中各个边缘服务器的服务时延还包括：获取所述边缘服务器候选列表中各个边缘服务器之间的通讯延迟以及各个边缘服务器的负载情况。本申请实施例采取的技术方案还包括：所述服务时延包括通讯时间、任务处理时间和停机时间；所述通讯时间Tcm包括所述移动用户与最近基站之间的通讯时间，以及所述最近基站与部署了边缘服务的边缘服务器所在的基站之间的通讯时间；所述通讯时间为：上式中，ui为移动用户，Ej和Es分别为边缘服务器，ci为边缘服务的任务大小，tr为无线信道的最大传输速率，D(BSc,BSs)为所述最近基站BSc与所述部署了边缘服务的边缘服务器所在的基站BSs之间的通讯时间；所述任务处理时间Tcp为边缘服务的任务执行时间，所述任务处理时间Tcp的计算公式为：上式中，wj为边缘服务器Ej分配给任务的计算强度。所述停机时间Tm为在服务迁移期间的服务暂停时间；所述停机时间Tm为：上式中，BSc和BSm分别表示迁移前和迁移后所述移动用户连接的基站，Mc为迁移时间。本申请实施例采取的技术方案还包括：所述伯努利试验的成功几率等于“服务分配函数”的值：上式中，x表示边缘服务器中某一种资源的cpu利用率，T表示所述资源的cpu利用率上阈值，p是形状参数，Mp是正则化参数，用于将f值调整至最大值为1的范围内。本申请实施例采取的技术方案还包括：所述将所述移动用户的边缘服务部署在所述边缘服务器上之后还包括：在所述边缘服务运行期间，通过边缘服务器计算所述边缘服务的时延，并判断所述时延是否满足对应的服务时延要求；如果不满足服务时延要求，利用服务分配算法从所述边缘服务器候选列表中重新搜索满足所述服务时延要求的新的边缘服务器，将所述边缘服务调度到新的边缘服务器中。本申请实施例采取的技术方案还包括：所述将所述移动用户的边缘服务部署在所述边缘服务器上之后还包括：对所述边缘服务器的运行状态进行监测，判断所述边缘服务器是否处于过载状态；如果处于过载状态，利用“服务迁移函数”对所述边缘服务器进行伯努利试验，并判断伯努利试验是否成功；如果试验成功，将所述边缘服务器上运行的所有边缘服务按照cpu利用率进行降序排序，并根据排序结果依次移除所述边缘服务，直到所述边缘服务器的cpu利用率不再处于过载状态；对所述移除的边缘服务，利用服务分配算法从所述边缘服务器候选列表中重新搜索出满足所述服务时延要求的新的边缘服务器，将所述边缘服务调度到新的边缘服务器中。本申请实施例采取的技术方案还包括：所述“服务迁移函数”为：上式中，x是边缘服务器的cpu利用率，Th是cpu利用率的上阈值，β是形状参数。本申请实施例采取的另一技术方案为：一种移动边缘计算的服务调度系统，包括：数据接收模块：用于接收移动用户发送的边缘服务请求以及服务延迟要求；服务时延计算模块：用于分别计算边缘服务器候选列表中各个边缘服务器的服务时延，判断所述边缘服务器的服务时延是否满足所述移动用户的服务时延要求，所述边缘服务器候选列表用于储存所有可用于部署边缘服务的边缘服务器；伯努利试验模块：用于对所述满足服务时延要求的边缘服务器执行伯努利试验，将试验成功的边缘服务器加入候选队列；服务部署模块：用于从所述候选列表中选择一个迁移代价最低的边缘服务器，将所述移动用户的边缘服务部署在所述边缘服务器上。本申请实施例采取的又一技术方案为：一种终端，所述终端包括处理器、与所述处理器耦接的存储器，其中，所述存储器存储有用于实现所述移动边缘计算的服务调度方法的程序指令；所述处理器用于执行所述存储器存储的所述程序指令以控制移动边缘计算的服务调度。本申请实施例采取的又一技术方案为：一种存储介质，存储有处理器可运行的程序指令，所述程序指令用于执行所述移动边缘计算的服务调度方法。相对于现有技术，本申请实施例产生的有益效果在于：本申请实施例的移动边缘计算的服务调度方法通过将调度决策留给边缘服务器，边缘服务器根据自身的资源利用情况来决定是否能承载新的边缘服务，并执行移动用户的服务分配，从而尽量避免了云端的参与，减少了服务时延。另外，在服务运行期间，通过对服务时延本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动边缘计算的服务调度方法，其特征在于，包括：/n接收移动用户发送的边缘服务请求以及服务延迟要求；/n分别计算边缘服务器候选列表中各个边缘服务器的服务时延，判断所述边缘服务器的服务时延是否满足所述移动用户的服务时延要求，并对所述满足服务时延要求的边缘服务器执行伯努利试验，将试验成功的边缘服务器加入候选队列；所述边缘服务器候选列表用于储存所有可用于部署边缘服务的边缘服务器；/n从所述候选列表中选择一个迁移代价最低的边缘服务器，将所述移动用户的边缘服务部署在所述边缘服务器上。/n

【技术特征摘要】
1.一种移动边缘计算的服务调度方法，其特征在于，包括：
接收移动用户发送的边缘服务请求以及服务延迟要求；
分别计算边缘服务器候选列表中各个边缘服务器的服务时延，判断所述边缘服务器的服务时延是否满足所述移动用户的服务时延要求，并对所述满足服务时延要求的边缘服务器执行伯努利试验，将试验成功的边缘服务器加入候选队列；所述边缘服务器候选列表用于储存所有可用于部署边缘服务的边缘服务器；
从所述候选列表中选择一个迁移代价最低的边缘服务器，将所述移动用户的边缘服务部署在所述边缘服务器上。


2.根据权利要求1所述的移动边缘计算的服务调度方法，其特征在于，所述分别计算边缘服务器候选列表中各个边缘服务器的服务时延还包括：
获取所述边缘服务器候选列表中各个边缘服务器之间的通讯延迟以及各个边缘服务器的负载情况。


3.根据权利要求2所述的移动边缘计算的服务调度方法，其特征在于，所述服务时延包括通讯时间、任务处理时间和停机时间；
所述通讯时间Tcm包括所述移动用户与最近基站之间的通讯时间，以及所述最近基站与部署了边缘服务的边缘服务器所在的基站之间的通讯时间；所述通讯时间为：



上式中，ui为移动用户，Ej和Es分别为边缘服务器，ci为边缘服务的任务大小，tr为无线信道的最大传输速率，D(BSc，BSs)为所述最近基站BSc与所述部署了边缘服务的边缘服务器所在的基站BSs之间的通讯时间；
所述任务处理时间Tcp为边缘服务的任务执行时间，所述任务处理时间Tcp的计算公式为：



上式中，wj为边缘服务器Ej分配给任务的计算强度；
所述停机时间Tm为在服务迁移期间的服务暂停时间；所述停机时间Tm为：



上式中，BSc和BSm分别表示迁移前和迁移后所述移动用户连接的基站，Mc为迁移时间。


4.根据权利要求1所述的移动边缘计算的服务调度方法，其特征在于，所述伯努利试验的成功几率等于“服务分配函数”的值：



上式中，x表示边缘服务器中某一种资源的cpu利用率，T表示所述资源的cpu利用率上阈值，p是形状参数，Mp是正则化参数，用于将f值调整至最大值为1的范围内。


5.根据权利要求1至4任一项所述的移动边缘计算的服务调度方法，其特征在于，所述将所述移动用户的边缘服务部署在所述边缘服务器上之后还包括：
在所述边缘服务运行期间，通过边缘服...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐敏贤，周启恒，高程希，叶可江，须成忠，张锦霞，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44