边缘计算任务分配方法、装置、计算机设备及相关介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了边缘计算任务分配方法、装置、计算机设备及存储介质，该方法包括：监控并获取网络信息；对所述网络信息提取上下文信息；其中，所述上下文信息包括设备上下文、资源上下文和应用程序上下文；基于所述上下文信息对存储于各边缘服务器上的数据副本进行分布策略优化；以及基于所述上下文信息对各物联网设备的任务调度策略优化；将优化后的数据副本分布策略和任务调度策略下发至边缘服务器和物联网设备，以使边缘服务器和物联网设备执行相应的操作。本发明专利技术基于上下文感知，对数据和任务分配过程进行解耦，如此可以优化对于不同边缘服务器的任务分配策略，以及优化任务执行延迟和数据管理开销之间的权衡。延迟和数据管理开销之间的权衡。延迟和数据管理开销之间的权衡。

【技术实现步骤摘要】
边缘计算任务分配方法、装置、计算机设备及相关介质


[0001]本专利技术涉及边缘计算
，特别涉及边缘计算任务分配方法、装置、计算机设备及相关介质。

技术介绍

[0002]当前，物联网应用程序的计算密集型任务可以卸载到边缘服务器上运行，从而减少能源消耗并提高性能。然而，使用人脸识别、机器学习或图像渲染等应用程序都会依赖于大量的数据，而这些数据的传输则会导致高的延迟，这与许多应用程序所需的快速响应相矛盾。在这种情况下，现有技术采用一种新的可应用的解决方案，即将任务和数据分离，在实际任务执行之前将数据放置在远程设备上，这一技术在网格计算中得到了有效的利用。然而，将这一技术引入边缘计算面临着更多的挑战，例如边缘多样化边缘设备导致的网络异构性，以及动态化环境下的设备波动行为等，并且边缘网络的特性还会增加数据任务分布调度策略的复杂性。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供了一种边缘计算任务分配方法、装置、计算机设备及存储介质，旨在优化对于不同边缘服务器的任务分配策略，以及优化任务执行延迟和数据管理开销之间的权衡。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供了一种边缘计算任务分配方法，包括：
[0005]监控并获取网络信息；其中，所述网络信息包括边缘服务器和/或物联网设备发送的请求信息，以及计算通信资源信息；
[0006]对所述网络信息提取上下文信息；其中，所述上下文信息包括设备上下文、资源上下文和应用程序上下文；
[0007]基于所述上下文信息对存储于各边缘服务器上的数据副本进行分布策略优化；
[0008]以及基于所述上下文信息对各物联网设备的任务调度策略优化；
[0009]将优化后的数据副本分布策略和任务调度策略下发至边缘服务器和物联网设备，以使边缘服务器和物联网设备执行相应的操作。
[0010]第二方面，本专利技术实施例提供了一种边缘计算任务分配装置，包括：
[0011]信息监控单元，用于监控并获取网络信息；其中，所述网络信息包括边缘服务器和/或物联网设备发送的请求信息，以及计算通信资源信息；
[0012]信息提取单元，用于对所述网络信息提取上下文信息；其中，所述上下文信息包括设备上下文、资源上下文和应用程序上下文；
[0013]第一优化单元，用于基于所述上下文信息对存储于各边缘服务器上的数据副本进行分布策略优化；
[0014]第二优化单元，用于以及基于所述上下文信息对各物联网设备的任务调度策略优化；
[0015]策略下发单元，用于将优化后的数据副本分布策略和任务调度策略下发至边缘服务器和物联网设备，以使边缘服务器和物联网设备执行相应的操作。
[0016]第三方面，本专利技术实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的边缘计算任务分配方法。
[0017]第四方面，本专利技术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上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的边缘计算任务分配方法。
[0018]本专利技术实施例提供了一种边缘计算任务分配方法、装置、计算机设备及存储介质，该方法包括：监控并获取网络信息；其中，所述网络信息包括边缘服务器和/或物联网设备发送的请求信息，以及计算通信资源信息；对所述网络信息提取上下文信息；其中，所述上下文信息包括设备上下文、资源上下文和应用程序上下文；基于所述上下文信息对存储于各边缘服务器上的数据副本进行分布策略优化；以及基于所述上下文信息对各物联网设备的任务调度策略优化；将优化后的数据副本分布策略和任务调度策略下发至边缘服务器和物联网设备，以使边缘服务器和物联网设备执行相应的操作。本专利技术实施例基于上下文感知，对数据和任务分配过程进行解耦，并考虑多个上下文维度，在任务运行前将数据放置在相应的边缘服务器上，如此可以优化对于不同边缘服务器的任务分配策略，以及优化任务执行延迟和数据管理开销之间的权衡。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例提供的一种边缘计算任务分配方法的流程示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例提供的一种边缘计算任务分配方法的网络架构图；
[0022]图3为本专利技术实施例提供的一种边缘计算任务分配装置的示意性框图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0025]还应当理解，在此本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0026]还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是
指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0027]下面请参见图1，图1为本专利技术实施例提供的一种边缘计算任务分配方法的流程示意图，具体包括：步骤S101～S105。
[0028]S101、监控并获取网络信息；其中，所述网络信息包括边缘服务器和/或物联网设备发送的请求信息，以及计算通信资源信息；
[0029]S102、对所述网络信息提取上下文信息；其中，所述上下文信息包括设备上下文、资源上下文和应用程序上下文；
[0030]S103、基于所述上下文信息对存储于各边缘服务器上的数据副本进行分布策略优化；
[0031]S104、以及基于所述上下文信息对各物联网设备的任务调度策略优化；
[0032]S105、将优化后的数据副本分布策略和任务调度策略下发至边缘服务器和物联网设备，以使边缘服务器和物联网设备执行相应的操作。
[0033]本实施例中，对于获取的网络信息，提取包括设备上下文、资源上下文和应用程序上下文等上下文信息，从而根据所述上下文信息对存储于各边缘服务器上的数据副本的分布策略进行优化，以及对各物联网设备的任务调度策略进行优化，然后将数据副本的分布策略和任务调度策略下发至边缘服务器和物联网设备，使二者根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种边缘计算任务分配方法，其特征在于，包括：监控并获取网络信息；其中，所述网络信息包括边缘服务器和/或物联网设备发送的请求信息，以及计算通信资源信息；对所述网络信息提取上下文信息；其中，所述上下文信息包括设备上下文、资源上下文和应用程序上下文；基于所述上下文信息对存储于各边缘服务器上的数据副本进行分布策略优化；以及基于所述上下文信息对各物联网设备的任务调度策略优化；将优化后的数据副本分布策略和任务调度策略下发至边缘服务器和物联网设备，以使边缘服务器和物联网设备执行相应的操作。2.根据权利要求1所述的边缘计算任务分配方法，其特征在于，所述设备上下文包括边缘服务器稳定性上下文、数据副本队列大小上下文和物联网设备的数据积压量上下文；所述资源上下文包括计算资源上下文、存储资源上下文和通信资源上下文；所述应用程序上下文包括任务数据量上下文和程序并行任务参数上下文。3.根据权利要求2所述的边缘计算任务分配方法，其特征在于，所述对所述网络信息提取上下文信息，包括：通过边缘服务器在线时间的平均数和方差以及边缘服务器当前已停留时间刻画所述边缘稳定性上下文和数据副本队列大小上下文；按照下式计算所述物联网设备的数据积压量上下文：Q
k
(t+1)＝max{Q
k
(t)
‑
U
k
(t),0}+γ
k
A
k
(t)式中，Q
k
(t)为时隙t的数据积压量，Q
k
(t+1)为时隙t+1的数据积压量，U
k
(t)表示时隙t流出数据副本队列的任务大小，A
k
(t)表示物联网设备m
k
需要执行的任务，γ
k
表示需要执行的任务大小；通过边缘服务器的计算能力和物联网设备的计算能力刻画所述计算资源上下文；通过边缘服务器的剩余存储容量系数和存储负载刻画所述存储资源上下文；以及通过信道带宽、数据传输功率、信道增益和背景噪声刻画所述存储资源上下文；其中，所述剩余存储容量系数C
cap
按照下式计算：式中，表示所有边缘服务器的剩余存储大小，表示所有边缘服务器的总存储大小；按照下式计算所述任务数据量上下文：式中，s
d
表示应用程序所需数据大小，s
max
表示应用程序中所允许的最大数据大小；按照下式计算所述程序并行任务参数上下文：
式中，f
ava
表示平均的应用程序的数据可用因子，f
par
表示应用程序的并行因子。4.根据权利要去3所述的边缘计算任务分配方法，其特征在于，所述基于所述上下文信息对存储于各边缘服务器上的数据副本进行分布策略优化，包括：按照下式计算数据副本数量n：式中，C
data
表示任务数据量上下文，C
cap
表示边缘服务器的剩余存储容量系数，C
app
表示应用程序并行任务参数上下文，l表示当前可用的边缘服务器数量，l0表示初始边缘服务器数量，α1，α2，α3分别表示权重参数；按照下式计算各边缘服务器的数据副本存储性能U
e
：式中，μ
e
表示边缘服务器在线时间的平均数，表示边缘服务器在线时间的方差，t
e
表示边缘服务器当前已停留时间，c
e
表示边缘服务器存储负载，q
e
表示边缘服务器上的数据副本队列大小，β1、β2、β3和β4分别表示权重参数；基于数据副本数量和各边缘服务器的数据副本存储性能确定数据副本的分布策略。5.根据权利要求1所述的边缘计算任务分配方法，其特征在于，所述基于所述上下文信息对各物联网设备的任务调度策略优化，包括：按照下式计算任务上传至边缘服务器或者物联网设备的数据上传速率R
k,j,t
：式中，B
j
为信道带宽，P为数据传输功率，H
k,j,t
为信道增益，δ2为背景噪声，j＝1,2,
…
,n表示任务上传到边缘服务器上执行，j＝0表示任务在物联网设备本地执行；按照下式，根据数据上传速率计算时隙t流出任务队...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，夏修理，杨术，王倜，
申请(专利权)人：华润数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：