一种基于远期合同的边缘网络计算卸载方法技术

本发明专利技术公开了一种基于远期合同的边缘网络计算卸载方法，本发明专利技术属于边缘网络计算卸载领域，包括：构建边缘计算网络，所述边缘计算网络包括：服务提供商和边缘计算节点；基于所述边缘计算网络，设定所述边缘计算节点的计算任务，基于所述计算任务，构建计算卸载模型；基于所述计算卸载模型，得到所述边缘计算节点的风险忍受程度；基于所述风险忍受程度的取值分布，所述服务提供商与所述边缘计算节点签订远期合同；基于所述远期合同，得到所述边缘计算节点的计算卸载方案。本发明专利技术考虑了计算资源的不确定性，设计了计算卸载模型；同时考虑了计算资源的不确定性所导致的风险，并设计了基于远程合同的计算卸载方案。远程合同的计算卸载方案。远程合同的计算卸载方案。

【技术实现步骤摘要】
一种基于远期合同的边缘网络计算卸载方法


[0001]本专利技术属于边缘网络计算卸载
，尤其涉及一种基于远期合同的边缘网络计算卸载方法。

技术介绍

[0002]边缘计算场景中，在信息不对称的情况下设计基于合同的计算卸载方案，可以减小服务提供商(Service Provider，SP)成本。但是由于合同往往在实际交易发生前制定，在未来某个时间才能被真正履行，因此此类合同(称为远期合同)在设计时难以准确确定合同执行时交易双方的状态，这种不确定性使得边缘计算节点(Edge ComputationNodes，ECNs)临履约风险。另一方面，对SP而言，一旦ECNs不能按时完成计算任务，SP需要考虑将剩余的任务卸载到云端。由于云端的收费一般比较昂贵，此时SP也会面临高成本风险。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出了一种基于远期合同的边缘网络计算卸载方法，由于不同的ECNs对风险偏好不同，他们在选择合同时不仅仅考虑收益，还会考虑自身可能面临的风险大小。因此，为了降低高成本风险，SP设计基于远期合同的卸载方案时，需要将ECNs面临的风险纳入考虑，以解决上述现有技术中存在的技术问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于远期合同的边缘网络计算卸载方法，包括：
[0005]构建边缘计算网络，所述边缘计算网络包括：服务提供商和边缘计算节点；
[0006]基于所述边缘计算网络，设定所述边缘计算节点的计算任务，基于所述计算任务，构建计算卸载模型；
[0007]基于所述计算卸载模型，得到所述边缘计算节点的风险忍受程度；基于所述风险忍受程度的取值分布，所述服务提供商与所述边缘计算节点签订远期合同；
[0008]基于所述远期合同，得到所述边缘计算节点的计算卸载方案。
[0009]优选地，所述计算任务包括：计算资源和最大时延。
[0010]优选地，构建计算卸载模型的过程包括：
[0011]获取边缘计算节点的计算时延，其中所述计算时延应不大于所述最大时延，基于所述计算时延，得到计算能耗，获取边缘计算节点的时间成本，基于所述计算能耗和所述时间成本，得到卸载成本，基于所述卸载成本，构建计算卸载模型。
[0012]优选地，计算能耗的公式为：
[0013]e(x)＝κgxf2[0014]其中κ是由芯片结构决定的开关电容效率，其取值大小由ECNs的CPU硬件决定，g表示处理1byte数据平均需要的CPU运转cycle数，x是完成该计算任务所耗费的计算资源，边缘计算节点处理服务提供商卸载任务的空闲资源；
[0015]卸载成本的公式为：
[0016]c(x)＝μ
t
t(x)+μ
e
e(x)
[0017]其中，μ
t
是占用计算设备的时间成本因子，t(x)为完成计算任务需要的时间，μ
e
是能耗的成本因子。
[0018]优选地，得到所述边缘计算节点的风险忍受程度的过程包括：
[0019]基于所述计算卸载模型，得到边缘计算节点的动态变化，基于所述动态变化对应的随机变量，得到事件发生概率，将所述事件发生概率作为所述边缘计算节点的风险忍受程度。
[0020]优选地，事件发生概率表示为：其中，t
max
为最大时延，f为边缘计算节点的空闲计算资源，g表示处理1byte数据平均需要的CPU运转cycle数，x是完成该计算任务所耗费的计算资源。
[0021]优选地，所述远期合同包括：卸载的计算任务量、报酬和最大时延，所述远期合同满足个人理性约束和激励相容约束。
[0022]优选地，得到所述边缘计算节点的计算卸载方案的过程包括：
[0023]设定所述风险忍受程度的取值分布为均匀分布，基于所述远期合同和均匀分布的风险忍受程度，计算得到总期望收益，基于所述总期望收益的最大值，得到所述边缘计算节点的计算卸载方案。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
[0025]本专利技术公开了一种基于远期合同的边缘网络计算卸载方法，首先，构建边缘计算网络，所述边缘计算网络包括：服务提供商和边缘计算节点；其次，基于所述边缘计算网络，设定所述边缘计算节点的计算任务，基于所述计算任务，构建计算卸载模型；然后，基于所述计算卸载模型，得到所述边缘计算节点的风险忍受程度；基于所述风险忍受程度的取值分布，所述服务提供商与所述边缘计算节点签订远期合同；最后，基于所述远期合同，得到所述边缘计算节点的计算卸载方案。本专利技术考虑了计算资源的不确定性，设计了计算卸载模型；同时考虑了计算资源的不确定性所导致的风险，并设计了基于远程合同的计算卸载方案。
附图说明
[0026]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0027]图1为本专利技术实施例的边缘计算网络示意图；
[0028]图2为本专利技术实施例的不同类型ECN实际收益的分析图；
[0029]图3为本专利技术实施例的不同机制下SP的期望收益图。
具体实施方式
[0030]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0031]需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不
同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0032]实施例一
[0033]本实施例中提供一种基于远期合同的边缘网络计算卸载方法，包括：
[0034]构建边缘计算网络，所述边缘计算网络包括：服务提供商和边缘计算节点；
[0035]基于所述边缘计算网络，设定所述边缘计算节点的计算任务，基于所述计算任务，构建计算卸载模型；
[0036]基于所述计算卸载模型，得到所述边缘计算节点的风险忍受程度；基于所述风险忍受程度的取值分布，所述服务提供商与所述边缘计算节点签订远期合同；
[0037]基于所述远期合同，得到所述边缘计算节点的计算卸载方案。
[0038]本实施例中，具体方案如下：
[0039]1.场景描述
[0040]如图1所示，在边缘计算网络中，由于计算服务用户需求的不断变化，计算高峰时段SP会面临计算能力不足的问题，此时，考虑将有空闲计算资源的设备用作ECNs来完成计算任务。为了避免临时寻找不到合适的节点，SP会提前与ECNs签订远期合同。当SP有计算卸载需求时，ECNs需要接收来自SP的规定数量的计算任务，并需要在规定最大时延约束内完成。当ECNs顺利完成计算任务后，可以获得合同规定报酬。否则，ECNs还需要面临一定的罚款作为对SP的补偿。由于未来资源空闲状态的不确定性，ECNs在签订合同会面临罚款的风险，而不同的节点对这种风险的敏感程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于远期合同的边缘网络计算卸载方法，其特征在于，包括以下步骤：构建边缘计算网络，所述边缘计算网络包括：服务提供商和边缘计算节点；基于所述边缘计算网络，设定所述边缘计算节点的计算任务，基于所述计算任务，构建计算卸载模型；基于所述计算卸载模型，得到所述边缘计算节点的风险忍受程度；基于所述风险忍受程度的取值分布，所述服务提供商与所述边缘计算节点签订远期合同；基于所述远期合同，得到所述边缘计算节点的计算卸载方案。2.根据权利要求1所述的基于远期合同的边缘网络计算卸载方法，其特征在于，所述计算任务包括：计算资源和最大时延。3.根据权利要求2所述的基于远期合同的边缘网络计算卸载方法，其特征在于，构建计算卸载模型的过程包括：获取边缘计算节点的计算时延，其中所述计算时延应不大于所述最大时延，基于所述计算时延，得到计算能耗，获取边缘计算节点的时间成本，基于所述计算能耗和所述时间成本，得到卸载成本，基于所述卸载成本，构建计算卸载模型。4.根据权利要求3所述的基于远期合同的边缘网络计算卸载方法，其特征在于，计算能耗的公式为：e(x)＝κgxf2其中κ是由芯片结构决定的开关电容效率，其取值大小由ECNs的CPU硬件决定，g表示处理1byte数据平均需要的CPU运转cycle数，x是完成该计算任务所耗费的计算资源，边缘计算节点处理服务提供商卸载任务的空闲资源；卸载成本的公式为：c(x)＝μ
t
t(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张碧玲，焦正阳，刘家华，赵国安，郭彩丽，刘勇，于翠波，董跃武，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：