一种基于多边缘计算的缓存任务调度方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于多边缘计算的缓存任务调度方法及装置，该方法包括：接收用户发送的订单任务，根据卸载决策和卸载约束条件构建任务调度模型；基于任务编排策略对若干订单任务进行任务编排，得到任务队列；基于任务调度模型，采用多边缘计算实体对任务队列进行动态任务卸载计算，得到任务队列中每一任务的处理时延；以每一任务的处理时延对任务队列中的所有任务进行调度。本发明专利技术实施例基于任务编排策略对订单任务进行任务编排得到唯一的任务队列，能够有效降低任务卸载的计算负担；本发明专利技术实施例采用多边缘计算实体对唯一任务队列进行任务卸载计算，有效减少因资源抢占导致计算延时较大的问题，从而能够有效提高缓存任务调度的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多边缘计算的缓存任务调度方法及装置
本专利技术涉及物联网
，尤其是涉及一种基于多边缘计算的缓存任务调度方法及装置。
技术介绍
近年来，随着“中国制造2025”的提出以及工业4.0时代的到来，迭代更新的智能工业设备让工业制造变得更加群智化，让生产技术越发成熟，使得IIoT的应用不断强大。而据互联网数据中心(InternetDataCenter,IDC)统计，截至2020年，全球的设备运行量将高达500亿台。同时，我国在工业互联网领域的规模也日趋壮大，据统计，目前我国工业互联网平台服务的企业近40万家，重点平台连接设备超过3000万台套。在这样的发展趋势之下，工业互联网的柔性化生产、个性化定制、网络协同化等新式应用对于IIoT计算领域提出了新的需求。工业物联网新的计算需求呈现出如下特点：工业计算任务的并发性、订单级数据流的动态性、工业应用时延敏感性等等。现有的缓存任务调度方法通常为利用软件定义网络与边缘计算相结合，根据任务卸载与资源分配的互相关性，构建一个最小化任务完成时间的混合整数非线性优化问题，最终完成任务计算总时间的优化目标。但是现有的缓存任务调度方法仅针对单一边缘服务器进行任务调度，容易出现资源抢占情况，导致缓存任务调度的效率较差。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于多边缘计算的缓存任务调度方法及装置，以解决现有的缓存任务调度方法仅针对单一边缘服务器进行任务调度，容易出现资源抢占情况，导致难以缓存任务调度的效率较差的技术问题。本专利技术的第一实施例提供了一种基于多边缘计算的缓存任务调度方法，包括：接收用户发送的订单任务，根据卸载决策和卸载约束条件构建任务调度模型；基于任务编排策略对若干所述订单任务进行任务编排，得到任务队列；基于所述任务调度模型，采用多边缘计算实体对所述任务队列进行动态任务卸载计算，得到所述任务队列中每一任务的处理时延；以所述每一任务的处理时延对所述任务队列中的所有任务进行调度。进一步的，该方法还包括：定义卸载策略集合中的决策元素为为在t时刻任务i是否能够卸载至编号为j的多边缘计算实体上，当所述多边缘计算实体空闲且满足任务存储容量限制时，则判断t时刻任务i满足卸载条件；所述卸载决策的参数为：进一步的，所述卸载约束条件包括：任务之间具备先后执行约束顺序，后续任务开始时间不得早于先序任务的结束时间；当进行任务卸载时，子通道资源分配不得超过带宽资源限制；进入所述多边缘计算实体的任务数与任务数据量不得超过存储限制。进一步的，所述基于任务编排策略对若干所述订单任务进行任务编排，得到任务队列，具体为：采用基于订单任务计算价值映射下的任务计算先后顺序以及任务计算价值度的联合编排策略，对若干所述订单任务进行任务编排，得到任务队列。进一步的，所述采用基于订单任务计算价值映射下的任务计算先后顺序以及任务计算价值度的联合编排策略，对若干所述订单任务进行任务编排，得到任务队列，具体为：根据所述订单任务初始化优先约束矩阵，其中所述优先约束矩阵中的“0”表示任务之间不存在先后顺序约束，“1”则表示行任务优先于列任务；根据所述优先约束矩阵得到所述订单任务的多种任务序列；根据所述订单任务的总任务价值以及所述订单任务中的任务数据总量，计算得到所述订单任务的单位价值量；根据所述订单任务的单位价值量计算得到每一任务的任务价值量，并根据所述任务价值量计算得到每一任务的固有优先级；根据所述固有优先级对所述订单任务进行任务编排，在所述多种任务序列中确定唯一任务队列。进一步的，基于所述任务调度模型，采用多边缘计算实体对所述任务队列进行动态任务卸载计算，得到所述任务队列中每一任务的处理时延，具体为：基于所述任务调度模型，判断所述任务队列是否满足所述卸载约束条件和所述卸载策略，若是，则采用多边缘计算实体对所述任务队列进行动态任务卸载计算，得到所述任务队列中每一任务的处理时延。进一步的，所述采用多边缘计算实体对所述任务队列进行动态任务卸载计算，还包括：采用时间轮询方法在所述多边缘计算实体中存储边缘网关卸载区的串行队列任务，其中，所述边缘网关与所述多边缘计算实体连接。进一步的，每一所述多边缘计算实体的计算能力不完全相同，且每一所述多边缘计算实体的计算能耗与计算能力呈非递减关系。本专利技术的第二实施例提供了一种基于多边缘计算的缓存任务调度装置，包括：模型构建模块，用于接收用户发送的订单任务，根据卸载决策和卸载约束条件构建任务调度模型；任务编排模块，用于基于任务编排策略对若干所述订单任务进行任务编排，得到任务队列；卸载计算模块，用于基于所述任务调度模型，采用多边缘计算实体对所述任务队列进行动态任务卸载计算，得到所述任务队列中每一任务的处理时延；任务调度模块，用于以所述每一任务的处理时延对所述任务队列中的所有任务进行调度。本专利技术的第三实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述的基于多边缘计算的缓存任务调度方法。本专利技术实施例在接收到用户发送的订单任务后，根据卸载策略和卸载约束条件构建任务调度模型，并基于任务编排策略对若干订单任务进行任务编排，得到唯一的任务队列，能够有效降低任务卸载的计算负担，从而有利于较少计算时延；本专利技术实施例采用多边缘计算实体对唯一任务队列进行动态任务卸载计算，为数据处理提供多计算资源来源，能够有效减少因资源抢占导致计算延时较大的问题，从而能够有效提高缓存任务调度的效率。附图说明图1是本专利技术实施例提供的基于多边缘计算的缓存任务调度方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的工业簇域化场景示意图；图3是本专利技术实施例提供的ECC平台模型示意图；图4是本专利技术实施例提供的任务调度的流程设示意图；图5是本专利技术实施例提供的任务编排分配示意图；图6是本专利技术实施例提供的任务约束树示意图；图7是本专利技术实施例提供的多订单任务编排示意图；图8是本专利技术实施例提供第1-2阶段固有价值比对示意图；图9是本专利技术实施例提供第3-4阶段固有价值比对示意图；图10是本专利技术实施例提供的不同任务数的计算完成时间比较图；图11是本专利技术实施例提供的设备能耗值比较图；图12是本专利技术实施例提供的基于多边缘计算的缓存任务调度装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多边缘计算的缓存任务调度方法，其特征在于，包括：/n接收用户发送的订单任务，根据卸载决策和卸载约束条件构建任务调度模型；/n基于任务编排策略对若干所述订单任务进行任务编排，得到任务队列；/n基于所述任务调度模型，采用多边缘计算实体对所述任务队列进行动态任务卸载计算，得到所述任务队列中每一任务的处理时延；/n以所述每一任务的处理时延对所述任务队列中的所有任务进行调度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多边缘计算的缓存任务调度方法，其特征在于，包括：
接收用户发送的订单任务，根据卸载决策和卸载约束条件构建任务调度模型；
基于任务编排策略对若干所述订单任务进行任务编排，得到任务队列；
基于所述任务调度模型，采用多边缘计算实体对所述任务队列进行动态任务卸载计算，得到所述任务队列中每一任务的处理时延；
以所述每一任务的处理时延对所述任务队列中的所有任务进行调度。


2.如权利要求1所述的基于多边缘计算的缓存任务调度方法，其特征在于，还包括：
定义卸载策略集合中的决策元素为为在t时刻任务i是否能够卸载至编号为j的多边缘计算实体上，当所述多边缘计算实体空闲且满足任务存储容量限制时，则判断t时刻任务i满足卸载条件；
所述卸载决策的参数为：





3.如权利要求1所述的基于多边缘计算的缓存任务调度方法，其特征在于，所述卸载约束条件包括：
任务之间具备先后执行约束顺序，后续任务开始时间不得早于先序任务的结束时间；
当进行任务卸载时，子通道资源分配不得超过带宽资源限制；
进入所述多边缘计算实体的任务数与任务数据量不得超过存储限制。


4.如权利要求1所述的基于多边缘计算的缓存任务调度方法，其特征在于，所述基于任务编排策略对若干所述订单任务进行任务编排，得到任务队列，具体为：
采用基于订单任务计算价值映射下的任务计算先后顺序以及任务计算价值度的联合编排策略，对若干所述订单任务进行任务编排，得到任务队列。


5.如权利要求1所述的基于多边缘计算的缓存任务调度方法，其特征在于，所述采用基于订单任务计算价值映射下的任务计算先后顺序以及任务计算价值度的联合编排策略，对若干所述订单任务进行任务编排，得到任务队列，具体为：
根据所述订单任务初始化优先约束矩阵，其中所述优先约束矩阵中的“0”表示任务之间不存在先后顺序约束，“1”则表示行任务优先于列任务；
根据所述优先约束矩阵得到所述订单任务的多种任务序列；
根据所述订单任务的总任务价值以及所述订单任务中的任务数据总量...

【专利技术属性】
技术研发人员：资双飞，林梓帆，肖金超，林炜岚，
申请(专利权)人：广州中国科学院沈阳自动化研究所分所，中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44