基于图最短路径变体的移动边缘计算微服务放置算法制造技术

本发明专利技术属于移动边缘计算微服务放置技术领域，具体为一种基于图最短路径变体的移动边缘计算微服务放置算法。本发明专利技术首先对移动边缘计算环境下微服务放置问题进行系统性的建模，优化目标为最小化所有用户的总时延，包括启动延迟和通信延迟，同时考虑对资源的约束。随后将该问题转化为求图最短路径问题的变体，通过引入偏序关系和最优偏序对集合的概念，创新性地提出同时基于延迟和资源消耗量的求解方法，并证明其算法最优性。测试结果表明，相比于其他微服务放置算法，本发明专利技术算法可以找出满足资源约束条件的使得延迟最小的微服务放置策略。源约束条件的使得延迟最小的微服务放置策略。源约束条件的使得延迟最小的微服务放置策略。

【技术实现步骤摘要】
基于图最短路径变体的移动边缘计算微服务放置算法


[0001]本专利技术属于移动边缘计算
，具体涉及基于图最短路径变体的移动边缘计算微服务放置算法。

技术介绍

[0002]容器技术是一种新兴的虚拟化技术，相比于传统的虚拟机，容器技术具有轻量级，易部署，隔离度高等优点[1]。依托于容器技术的微服务架构将单体架构提供的服务切分为各个模块进行单独开发，实现了更高的灵活性和可扩展性[2]。Google、Facebook等知名公司均使用微服务架构代替传统的单体架构。
[0003]随着智能终端和设备的数量不断增加，传统的云计算已无法处理由此产生的海量数据，移动边缘计算作为一种新兴的网络范式，将云服务下沉到网络边缘，直接在靠近用户端的边缘节点进行处理，从而达到低延迟高可靠性的效果。依托于容器技术的微服务，由于其轻量级的特点，也更适合部署在资源受限的边缘计算的环境下，两者的融合使得移动用户可以更好的享受云服务供应商提供的服务。
[0004]微服务放置问题是移动边缘计算中为自动驾驶等移动用户提供有效服务的重要问题。依托于容器技术的微服务多以分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图最短路径变体的移动边缘计算微服务放置算法，其特征在于，首先，对移动边缘计算环境下微服务放置问题进行系统性建模，优化目标为最小化所有用户的总时延，包括启动时延T
s
(t)和通信时延T
c
(t)；同时考虑边缘节点资源受限的特点，专门添加对于边缘节点资源的约束；然后将该优化问题转化为求图最短路径问题的变体，通过引入偏序关系和最优偏序对集合的概念，同时对基于延迟和资源消耗量的优化问题进行求解。2.根据权利要求1所述的基于图最短路径变体的移动边缘计算微服务放置算法，其特征在于，具体步骤为：(一)所述对移动边缘计算环境下微服务放置问题进行系统性建模移动边缘计算(MEC)指将云服务下沉到网络边缘，使得移动用户可通过无线网络将计算任务卸载到距离用户更近的边缘节点去执行，从而降低延迟；边缘节点指相比于云计算中心而言，距离用户更近的计算设备；设MEC边缘节点集合为移动用户集合为系统运行在离散的时间片{0，1，2，...}；在每个时间段的起始时刻，移动用户提交对不同微服务的请求信息；设I代表所有的微服务集合，代表组成微服务的所有层的集合，为二进制变量，取值为1代表微服务i包括第l层，取值为0代表不包括；类似地，二进制变量取值为1表示在第t个时间段的边缘节点m存储了层l，取值为0则代表未存储；S
l
表示层l的大小，即层l占据的存储空间；所述启动时延T
s
(t)指从边缘节点收到移动用户请求到边缘节点成功部署相应的微服务之间的时间段；如果选择执行某用户请求的边缘节点缺少组成该微服务的相关层，则从临近的边缘节点进行下载；如果所有的边缘节点都没有该层，则从远端云进行下载；假设从远端云下载层引起的延迟比从其他临近的边缘节点下载层带来的延迟大；因此，边缘节点尽可能从临近的边缘节点下载需要的层；若边缘节点已经存储有需要的层，则下载延迟为：其中，B
w
代表边缘节点之间的数据传输速率，t
r
是由网络设备转发引起的延迟，H
m，des(m)
是从被选择执行用户请求的节点m到能够下载到相关缺失层的最近节点des(m)的最短路径，即为最小跳数；若所有的边缘节点都没有用户需要的层，则该层去云端下载；令云端下载的延迟固定为T
s，c
，初始化一个微服务带来的延迟为T
s，i
，则启动延迟统一表示为：其中，为二进制变量，取值为1表示节点m有层l,同理，G
l
(t)取值为1代表在所有的边缘节点中有层l；所述通信时延T
c
(t)，移动用户首先通过无线链路将通信数据上传到距离最近的边缘节点，如果用户的目标节点不是该节点，则用户的通信数据路由到相应的目标节点；其中，目标节点指调度算法指定的用于处理该用户请求的节点；此时，通信时延则为无线通信时延和...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐跃东，郑莹，戴连贵，邢万勇，张云霞，徐广宁，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：