一种能耗约束下的雾计算工作流调度方法技术

本发明专利技术属于雾计算领域，具体涉及一种能耗约束下的雾计算工作流调度方法，包括获取用户所提交的任务工作流，并构建出雾节点在计算时的能耗模型；获取用户设定的能耗约束大小；计算每个任务在不同雾节点间执行将产生的能耗大小，获得整个工作流的最小能耗和最大能耗；计算每个任务的优先级得分，并根据得分将任务排序；遍历工作流中的任务，根据任务在不同雾节点上的平均能耗占整个工作流在雾节点上平均能耗的比例大小，计算出任务的能耗约束大小；在不超过能耗约束的前提下，通过计算任务在不同雾节点的得分并选择得分最小的雾节点放置任务；本发明专利技术方法能过够有效降低雾计算中的能耗成本，使得在不超过能耗约束的前提下尽可能减少工作流完成时间。可能减少工作流完成时间。可能减少工作流完成时间。

【技术实现步骤摘要】
一种能耗约束下的雾计算工作流调度方法


[0001]本专利技术涉及雾计算领域，具体涉及一种能耗约束下的雾计算工作流调度方法。

技术介绍

[0002]2011年思科公司提出了一种新的计算模式——雾计算。该模式将云端的一些核心功能迁移至网络边缘，克服云计算在位置感知、移动性支持、实时交互等方面的缺陷。雾计算是一种在终端设备和传统云服务器之间提供计算、存储和网络服务的高度虚拟化平台，由大量异构的、分散的设备在网络边缘彼此合作、同执行任务的计算模式。雾计算将轻量级的云状设施放在用户附近,使云和移动设备之间的内容交付和实时数据处理能够顺利融合。雾计算自从提出以来就受到人们的极大关注,它给传统的计算方式和数据存储方式增添了新的维度。
[0003]雾计算的体系架构从网络中央到网络边缘分为三层：云层、雾层和终端层。其中，终端层负责将感知数据传输到雾层或云层进行处理和存储；雾层负责定期向云层发送数据，并处理时延敏感的任务请求；云层从各个雾节点接收数据汇总，并对雾节点提交的数据和其它来源的数据进行全局分析。雾计算通过引入位于终端设备和云之间的雾层，将云服务扩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能耗约束下的雾计算工作流调度方法，其特征在于，调度方法具体包括以下步骤：S1：获取用户所提交的任务工作流，将任务工作流表示为一个有向无环图，并获得任务在不同节点上的执行时间和不同雾节点间任务的传递时延；S2：根据步骤S1中收集到的信息，构建出雾节点在计算时的能耗模型；S3：获取用户设定的能耗约束大小；S4：计算每个任务在不同雾节点间执行将产生的能耗大小，获得整个工作流的最小能耗和最大能耗；S5：计算每个任务的优先级得分，并根据得分将任务排序；S6：遍历工作流中的任务，根据任务在不同雾节点上的平均能耗占整个工作流在雾节点上平均能耗的比例大小，计算出任务的能耗约束大小；S7：在任务不超过能耗约束的前提下，通过计算任务在不同雾节点的得分并选择得分最小的雾节点放置任务，重复步骤S5～S6直至整个工作流调度完成。2.根据权利要求1所述的一种能耗约束下的雾计算工作流调度方法，其特征在于，利用雾节点在计算时的能耗模型计算雾节点u
k
在执行任务时产生的功耗，表示为：E(n
i
,u
k,
f
k,h
)＝P(f
k,h
)*ω
i,k
*f
k,h
；其中，E(n
i
,u
k,
f
k,h
)表示雾节点u
k
以CPU使用率f
k,h
在执行任务n
i
时产生的功耗；P(f
k,h
)表示雾节点u
k
在CPU使用率为f
k,h
时的功率大小；ω
i,k
表示任务n
i
在雾节点u
k
的执行时长，f
k,h
表示雾节点u
k
的CPU使用率大小。3.根据权利要求2所述的一种能耗约束下的雾计算工作流调度方法，其特征在于，雾节点u
k
在CPU使用率为f
k,h
时的功率大小P(f
k,h
)表示为：P(f
k,h
)＝d
·
P
max
+(1
‑
d)
·
P
max
·
f
k,h
其中，P
max
表示雾节点以全负荷执行时的最大功率，d表示雾节点空闲资源所消耗的功率占比。4.根据权利要求1所述的一种能耗约束下的雾计算工作流调度方法，其特征在于，计算每个任务在不同雾节点间执行将产生的能耗大小，获得整个工作流的最小能耗和最大能耗的过程包括：获取任务n
i
在雾集群的最大和最小能耗，表示为：在雾集群的最大和最小能耗，表示为：工作流G所的能耗大小即为所有任务的能耗总和，工作流G的最大与最小能耗表示为：
其中，E(n
i
,u
k
,f
k,min
)表示雾节点u
k
以最小CPU使用率f
x,min
在执行任务n
i
时产生的功耗，E(n
i
,u
k
,f
k,max
)表示雾节点u
k
以最大CPU使用率f
x,max
在执行任务n
i
时产生的功耗；U表示异构雾节点集合；|N|表示任务数量。5.根据权利要求1所述的一种能耗约束下的雾计算工作流调度方法，其特征在于，计算每个任务的成本优化优先级得分的过程包括：其中，rank
oct
(n
i
)表示任务n
i
的成本优化优先级得分；U表示异构雾节点集合，|U|表示异构雾节点集合中异构雾节点数量；OCT(n
i
,u
k
)表示任务n
i
在雾节点u
k
上的成本优化得分。6.根据权利要求5所述的一种能耗约束下的雾计算工作流调度方法，其特征在于，任务n
j
在雾节点u
k
上的成本优化得分OCT(n
i
,u
k
)表示为：)表示为：其中，succ(n
i
)表示工作流DAG中与任务n
i
有直接依赖关系的任务集合；ω
j,ω
表示任务n
j
在雾节点u
ω
上的执行时间，表示任务n
j
与雾节点u
ω
间的通讯时长。7.根据权利要求1所述的一种能耗约束下的雾计算工作流调度方法，其特征在于，任务n
i
的能耗约束大小表示为：其中，E
given
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鸿健，许晨，熊安萍，蒋溢，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：