基于区块链的算力网络的控制方法、系统和存储介质技术方案

本申请涉及一种基于区块链的算力网络的控制方法、系统和计算机可读存储介质。所述基于区块链的算力网络的控制方法将算力网络中各算力提供方之间的交互关系建模为以将资源利用率作为参数的收益函数为优化目标、以运营成本和任务等待分配时间为约束条件的最优化问题，对该最优化问题进行优化求解以得到需求任务与算力资源之间的最优匹配，从而实现算力网络中算力资源利用率的最大化目标。网络中算力资源利用率的最大化目标。网络中算力资源利用率的最大化目标。

【技术实现步骤摘要】
基于区块链的算力网络的控制方法、系统和存储介质


[0001]本申请涉及基于区块链的算力网络
，更具体地说，涉及一种基于区块链的算力网络的控制方法、系统和计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]算力网络作为一种新型网络架构，如图1所示，其核心思想是通过多算力提供方和多算力需求方共同参与，用网络连接分布式算力，整合网络中泛在且动态分布的计算、网络、存储等算力资源，并将其进行智能化调度与最优化分配。算力网络目前主要包括云边端协同和算网融合两种模式。随着服务、数据、内容逐渐由集中式向协调分布式转变，算网一体的泛在计算也对算网融合技术发展提出了新需求。因此，为了打破算力资源孤岛的现状，平衡算力资源分布，发挥分布式算力资源池化优势，研究算力网络架构下多算力提供方之间的算力资源调度成为基础性和前沿性的关键科学问题。
[0003]算力网络中分布式算力资源的共享分配，本质上是分布式节点之间的协商合作，然而多个算力提供方之间的无信任阻碍了资源的共享。区块链作为一种多方共建、共享和共管的技术，其共识机制用于保证节点在分布式系统中对数据和信息的有效性和一致性达成共识，因而已被广泛运用于算力网络。在达成信任共识的算力网络中，通过对算力资源进行优化调度和精准分配，可以减少共享算力资源的竞争和提高算力网络的整体效能。因此，如何实现算力网络中多需求任务和多算力资源的双边匹配，对实现算力资源的分布式共识以及提高算力网络整体算力资源利用率具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本申请要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能实现需求任务
‑
算力资源双边匹配以最大化算力资源利用率的基于区块链的算力网络的控制方法、系统和计算机可读存储介质。
[0005]本申请为解决其技术问题在第一方面提出一种基于区块链的算力网络的控制方法，所述方法包括：将算力网络中各算力提供方之间的交互关系建模为以将资源利用率作为参数的收益函数为优化目标、以运营成本和任务等待分配时间为约束条件的最优化问题，对该最优化问题进行优化求解以得到需求任务与算力资源之间的最优匹配，其中，所述算力网络中各算力提供方的整体收益函数表示为：
[0006][0007]所述约束条件为：
[0008]Subject to Time
i
≥time
i
,i∈(1,n)，
[0009][0010]其中，Reward
j
为算力提供方Service
j
,j∈{1,2,3,
…
}的总收益，QoE为算力需求方
的满意程度衡量指标，为运营成本涉及的电费，为运营成本涉及的环境处理费，Cost
j
为常数，指算力提供方Service
j
,j∈{1,2,3,
…
}的成本预算，n为算力需求方的待分配任务个数，Time
i
为算力需求方能接受的最长等待被分配时间，time
i
为算力需求方的实际等待时间。
[0011]根据本申请第一方面所述的方法的一个实施例中，所述算力需求方的满意程度衡量指标QoE通过下式计算得到：
[0012][0013]其中，s表示算力需求方得到算力提供服务的个数。
[0014]根据本申请第一方面所述的基于区块链的算力网络的控制方法的一个实施例中，所述算力提供方Service
j
,j∈{1,2,3,
…
}的总收益Reward
j
被表示为：
[0015][0016]其中，Rev
i
为算力需求方所需要的算力资源，TR
j
为算力提供方Service
j
,j∈{1,2,3,
…
}的资源总和，Com
i
＝{1,0}表示任务的完成情况。
[0017]根据本申请第一方面所述的基于区块链的算力网络的控制方法的一个实施例中，所述方法还包括：基于参与共识过程的各算力提供方在共识过程中的贡献值给各算力提供方分配相应权重的收益，其中，一个算力提供方Service
j
,j∈{1,2,3,
…
}对于一个任务i的贡献值为：
[0018][0019]其中，Rev
i
为算力需求方所需要的算力资源，Resource
j
为算力提供方Service
j
,j∈{1,2,3,
…
}当前合作成员的可用资源。
[0020]根据本申请第一方面所述的基于区块链的算力网络的控制方法的一个实施例中，所述方法还包括：按一定的周期T对算力提供方Service
j
,j∈{1,2,3,
…
}的任务平均贡献值进行计算，并将所述任务平均贡献值作为动态更新算力提供方的信用值的依据，其中，任务平均贡献值计算如下：
[0021][0022]根据本申请第一方面所述的基于区块链的算力网络的控制方法的一个实施例中，所述方法还包括：根据算力网络中各算力提供方参与共识过程动态更新各算力提供方的实时信用值，基于信用值的高低将各算力提供方分为主控层、协调层和外围层并从主控层选取新的主节点，其中，主控层由可信的高性能计算节点组成，协调层由主控层基于信用值动态选取并标记的节点组成，外围层由除了主控层和协调层之外的节点组成。
[0023]根据本申请第一方面所述的基于区块链的算力网络的控制方法的一个实施例中，定义节点l(l≥1)在第k(k≥1)轮共识过程中的信用值为Reputation
l,k
，则信用值Reputation
l,k
的多项加权公式为：
[0024]Reputation
l,k
＝αA
l,k
+βB
l,k
+γC
l,k
+ηD
l,k
+μE
l,k
+Reputation
l,0
,
[0025]其中A
l
代表计算能力，B
l
代表内存能力，C
l
代表带宽水平，D
l
代表在线稳定性，E
l
代表交互评分信任度，Reputation
l,0
代表初始信用值，α,β,γ,η,μ分别代表这五个维度的权重。
[0026]本申请为解决其技术问题在第二方面提出一种基于区块链的算力网络的控制系统，所述系统包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于区块链的算力网络的控制方法。
[0027]本申请为解决其技术问题在第三方面提出一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的基于区块链的算力网络的控制方法。
[0028]实施本申请的基于区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链的算力网络的控制方法，其特征在于，所述方法包括：将算力网络中各算力提供方之间的交互关系建模为以将资源利用率作为参数的收益函数为优化目标、以运营成本和任务等待分配时间为约束条件的最优化问题，对该最优化问题进行优化求解以得到需求任务与算力资源之间的最优匹配，其中，所述算力网络中各算力提供方的整体收益函数表示为：所述约束条件为：Subject to Tim e
i
≥tim e
i
,i∈(1,n)，其中，Reward
j
为算力提供方Service
j
,j∈{1,2,3,
…
}的总收益，QoE为算力需求方的满意程度衡量指标，为运营成本涉及的电费，为运营成本涉及的环境处理费，Cost
j
为常数，指算力提供方Service
j
,j∈{1,2,3,
…
}的成本预算，n为算力需求方的待分配任务个数，Time
i
为算力需求方能接受的最长等待被分配时间，tim e
i
为算力需求方的实际等待时间。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述算力需求方的满意程度衡量指标QoE通过下式计算得到：其中，s表示算力需求方得到算力提供服务的个数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述算力提供方Service
j
,j∈{1,2,3,
…
}的总收益Reward
j
被表示为：其中，Rev
i
为算力需求方所需要的算力资源，TR
j
为算力提供方Service
j
,j∈{1,2,3,
…
}的资源总和，Com
i
＝{1,0}表示任务的完成情况。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于参与共识过程的各算力提供方在共识过程中的贡献值给各算力提供方分配相应权重的收益，其中，一个算力提供方Service
j
,j∈{1,2,3,
…
}对于一个任务i的贡献值为：其中，Rev
i
为算力需求方所需要的算力资源，Resource
j
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭利，黄典，冯圣中，
申请(专利权)人：国家超级计算深圳中心深圳云计算中心，
类型：发明
国别省市：