CN113010321A - 一种时延确定性任务卸载方法及装置、计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种时延确定性任务卸载方法，包括向各个服务节点发布服务价格；接收各服务节点根据自身状态和服务价格制定的服务能力信息；根据任务信息和服务节点反馈的服务能力信息选择满足时延确定性条件的服务节点，形成服务节点集合，并判断服务节点集合的大小是否为1，若是，则选取相应服务节点进行任务卸载，否则，则调整服务价格，并重复执行上述步骤。本发明还揭示了一种实现上述方法的时延确定性任务卸载装置及计算机存储介质。本发明能够为终端节点提供最佳性价比的卸载服务，适用于服务节点能够动态反馈服务能力的自主性边缘计算网络。

Description

一种时延确定性任务卸载方法及装置、计算机存储介质

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其是涉及一种时延确定性任务卸载方法及实现该时延确定性任务卸载方法的装置。

背景技术

随着移动互联技术的不断发展，产生了大量的新型网络应用，同时网络服务的质量要求也不断提升。受限于单一终端处理能力的限制，本地任务可以采用划分和卸载的方式转移到临近节点进行处理，从而提升整个任务处理的效率和服务质量。新型雾计算或边缘技术的产生，使得卸载服务可以基于大量分布式边缘节点进行，提升了服务灵活度和服务效率。然而，由于边缘计算节点往往具有自主自治特征，即根据自身资源利用状态、终端任务特性、服务回报等，决定对于终端服务的参与程度。因此，在自主性雾计算网络中构建时延确定性服务时，不仅要考虑资源和优化调度，还要考虑如何以较低的成本激发自主节点参与到终端任务的执行过程中，从而获得高性价比的服务。对于具有时延阈值要求的卸载服务，终端节点需要付出与时延阈值要求相当的服务回报，来获得足以满足时延确定性的自主节点能力反馈。然而，现有追求性价比的计算任务卸载策略未考虑服务节点的自主特性，无法适应动态反馈服务能力的自主性边缘计算网络，也就无法为终端节点提供性价比的卸载服务。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种时延确定性任务卸载方法，能够适应服务节点动态反馈服务能力的自主性边缘计算网络，为终端节点提供最佳性价比的卸载服务，同时还提供一种实现时延确定性任务卸载方法的时延确定性任务卸载装置、计算机存储介质。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种时延确定性任务卸载方法，所述方法包括如下步骤：

S100，向各个服务节点发布服务价格；

S200，接收各服务节点根据自身状态和服务价格制定的服务能力信息；

S300，根据任务信息和服务节点反馈的服务能力信息选择满足时延确定性条件的服务节点，形成服务节点集合，进一步判断服务节点集合的大小是否为1，若是，则选取相应服务节点进行任务卸载，若否，则调整服务价格，并执行步骤S100～S300。

优选地，服务价格通过如下步骤调整：

判断服务节点集合的大小是否为0，并在是时增加服务价格；

判断服务节点集合的大小是否大于1，并在是时减小服务价格。

优选地，终端节点向各个服务节点发布服务价格并接收各服务节点根据自身状态和服务价格制定的服务能力信息，进一步根据任务信息和服务节点反馈的服务能力信息选择满足时延确定性条件的服务节点，形成服务节点集合，并判断服务节点集合的大小是否为1，若是，则选取相应服务节点进行任务卸载，否则，则调整服务价格。

优选地，调度器向各个服务节点发布服务价格并接收各服务节点根据自身状态和服务价格制定的服务能力信，进一步根据任务信息和服务节点反馈的服务能力信息选择满足时延确定性条件的服务节点，形成服务节点集合，并判断服务节点集合的大小是否为1，若是，则选取相应服务节点进行任务卸载，否则，则调整服务价格。

优选地，服务节点根据如下公式制定服务能力信息：

c_i＝τ×c_total,i，其中，τ为反馈能力比例，其为服务节点根据映射规则f自主制定，且τ＝f(π)，π为终端节点向服务节点发布的服务价格，c_total,i为服务节点的总服务能力。

优选地，通过如下步骤判断服务节点是否满足时延确定性条件：

判断服务节点反馈的服务能力信息是否满足如下公式：

其中，l为终端任务大小，d_max为终端任务处理时延阈值，c_T为终端节点本地处理能力，c_i为服务节点反馈的服务能力信息，R_i为终端节点向服务节点i卸载任务的传输链路速率；

如果满足上述公式，则该服务节点在当前服务价格下反馈的服务能力满足时延确定性条件。

本发明还揭示了一种时延确定性任务卸载装置，包括

发布模块，用于向服务节点发布服务价格；

接收模块，用于接收各服务节点根据自身状态和服务价格制定的服务能力信息；

判断模块，用于根据任务信息和服务节点反馈的服务能力信息选择满足时延确定性条件的服务节点，形成服务节点集合，并判断服务节点集合的大小是否为1；

任务卸载模块，用于在判断模块判断服务节点集合的大小为1时选择相应服务节点进行任务卸载；

调价模块，用于在判断模块判断服务节点集合的大小不为1时调整服务价格。

优选地，所述服务价格调整模块判断服务节点集合的大小是否为0，并在是时增加服务价格；判断服务节点集合的大小是否大于1，并在是时减小服务价格。

优选地，所述时延确定性任务卸载装置设于终端节点或者调度器中。

本发明还揭示了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行上述所述的方法。

本发明的有益效果是：

本发明通过发布和调整服务价格，以获取服务节点的服务能力信息，依据服务能力信息选择唯一一个满足时延确定性条件的服务节点为终端节点提供卸载服务，使得终端节点可以以最佳性价比获取满足时延确定性条件的服务节点为其提供卸载服务，适用于服务节点能够动态反馈服务能力的自主性边缘计算网络。

附图说明

图1是本发明的方法流程图示意图；

图2是本发明中服务能力反馈比例与服务价格的关系示意图；

图3是本发明的网络架构示意图；

图4是本发明的时延确定性任务卸载装置的结构框图示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

本发明所揭示的一种时延确定性任务卸载方法，能够为终端节点提供最佳性价比的卸载服务，适用于服务节点能够动态反馈服务能力的自主性边缘计算网络。

结合图1～图3所示，为本发明所揭示的一种时延确定性任务卸载方法，包括如下步骤：

S100，向各个服务节点发布服务价格；

具体地，结合图3所示，自主性边缘计算网路包括终端节点、服务节点和调度器(图未示出)，其中，终端节点与服务节点建立通信连接，调度器与终端节点和服务节点均建立通信连接，服务节点用于为终端节点提供数据卸载服务，这里的服务节点为可自主反馈服务能力的服务节点。当终端节点与服务节点建立通信后，终端节点向各个服务节点发布服务价格，以获取服务节点反馈的服务能力信息。这里终端节点、服务节点和调度器的数量及相互间连接关系，可根据实际需求进行设置。

S200，接收各服务节点根据自身状态和服务价格制定的服务能力信息。

具体地，结合图2和图3所示，当各个服务节点接收到服务价格后，每个服务节点根据自身状态以及接收到的服务价格制定出服务能力信息，这里的自身状态包括但不限于自身资源利用状态。进一步地，服务节点通过如下步骤制定出服务能力信息：服务节点根据如下公式制定服务能力信息：

c_i＝τ×c_total,i，其中，τ为反馈能力比例，其为服务节点根据映射规则f自主制定，且τ＝f(π)，π为终端节点向服务节点发布的服务价格，c_total,i为服务节点的总服务能力，i用于标识服务节点的编号。实施时，终端节点通过广播方式向各个服务节点发布服务价格π，而每个服务节点具有自主制定反馈能力比例τ的映射规则f，映射规则f根据每个服务节点自身特性的不同而不同，并且映射规则f可自主调整，本实施例中，映射规则体现服务价格对服务能力反馈的影响。当确定映射规则f后，各个服务节点在接收到服务价格后，可向终端节点反馈服务能力信息，也即c_i＝τ×c_total,i，τ＝f(π)，τ为反馈能力比例，反馈能力比例为实际反馈服务能力占服务节点总服务能力的比例，其与服务价格π呈线性关系，如图2所示。当每个服务节点制定出相应的服务能力信息后，将服务能力信息反馈至终端节点中。

S300，根据任务信息和服务节点反馈的服务能力信息选择满足时延确定性条件的服务节点，形成服务节点集合，并判断服务节点集合的大小是否为1，若是，则选取相应服务节点进行任务卸载，否则，则调整服务价格，并执行步骤S100～S300；

具体地，终端节点接收到每个服务节点反馈的服务能力信息后，根据当前任务信息和服务节点信息判断当前服务节点是否满足时延确定性条件，并将满足时延确定性条件的服务节点进行记录，以获取服务节点集合，服务节点集合用于集中记录满足时延确定性条件的服务节点。实施时，通过如下步骤判断服务节点是否满足时延确定性条件：

判断服务节点反馈的服务能力信息是否满足如下公式：

其中，l为终端任务大小，d_max为终端任务处理时延阈值，c_T为终端节点本地处理能力，c_i为服务节点反馈的服务能力信息，R_i为终端节点向服务节点i卸载任务的传输链路速率；

如果满足上述公式，则该服务节点在当前服务价格下反馈的服务能力满足时延确定性条件。

当获取服务节点集合后，进一步判断服务节点集合的大小是否为1，若为1，则选取相应服务节点为终端节点提供卸载服务，当服务节点集合的大小不为1时，终端节点调整服务价格并向各个服务节点发布服务价格。

本实施例中，终端节点以当前服务价格获取的满足时延确定性条件的服务节点仅有一个时，终端节点便以最佳性价比获取满足时延确定性条件的服务节点为其提供卸载服务。

进一步地，终端节点在调整服务价格时，也即当服务节点集合的大小不为1时，终端节点判断服务节点集合的大小是否为0，若为0，则表示在当前服务价格的情况下，没有满足时延确定性条件的服务节点可提供卸载服务，需要增大服务价格，因而在此种情况下，终端节点将增大服务价格并向各个服务节点发布；若服务节点集合的大小不为0，则进一步判断服务节点集合的大小是否大于1，若是，则表示在当前服务价格的情况下，有多个满足时延确定性条件的服务节点可提供卸载服务，需要减小服务价格，因此在此种情况下，终端节点将减小服务价格并向各个服务节点发布。上述判断条件可同时进行，也可分别按照上述顺序进行，可根据实际需求进行选择。

如图3所示，边缘计算网路中可存在N个可以自主反馈服务能力信息的服务节点，N为正整数，实施时，终端节点向N个服务节点均发布服务价格π，每个服务节点接收到服务价格π后根据自身状态和服务价格制定出服务能力信息，并将服务能力信息反馈至终端节点中，终端节点接收各服务节点的服务能力信息C_i＝f_i(π)，i＝1，2，……，N，进一步选择满足时延确定性条件的服务节点，形成服务节点集合N'。当获取到服务节点集合N'后，终端节点进一步判断服务节点集合N'的大小是否为1，若为1，则选择相应的服务节点提供卸载服务，否则，判断服务节点集合N'的大小是否为0，若为0，则终端节点增大服务价格并发布至所有服务节点，进一步重复上述步骤；终端节点还判断服务节点集合N'的大小是否大于1，若是，则减小服务价格并发布至所有服务节点，进一步重复上述步骤。终端节点在调整服务价格后重复执行上述步骤，直至服务节点集合N'的大小等于1。

本实施例中，终端节点实现步骤S100～S300，也即终端节点向各个服务节点发布服务价格并接收各服务节点根据自身状态和服务价格制定的服务能力信息，进一步根据任务信息和服务节点反馈的服务能力信息选择满足时延确定性条件的服务节点，形成服务节点集合，并判断服务节点集合的大小是否为1，若是，则选取相应服务节点进行任务卸载，否则，则调整服务价格，当然，在其他实例中，也可通过调度器实现步骤S100～S300，也即调度器向各个服务节点发布服务价格并接收各服务节点根据自身状态和服务价格制定的服务能力信，进一步根据任务信息和服务节点反馈的服务能力信息选择满足时延确定性条件的服务节点，形成服务节点集合，并判断服务节点集合的大小是否为1，若是，则选取相应服务节点进行任务卸载，否则，则调整服务价格。当终端节点实现上述方法时，本发明适用于分布式边缘卸载服务；当调度器实现上述方法时，本发明适用于集中式式边缘卸载服务。

如图4所示，本发明还揭示了一种时延确定性任务卸载装置，可实现上述时延确定性任务卸载方法，装置包括发布模块、接收模块、判断模块、任务卸载模块和调节模块，其中，发布模块用于向各个服务节点发送服务价格；接收模块用于接收各服务节点根据自身状态和服务价格制定的服务能力信息；判断模块用于根据任务信息和服务节点反馈的服务能力信息选择满足时延确定性条件的服务节点，形成服务节点集合，并判断服务节点集合的大小是否为1；任务卸载模块，用于在判断模块判断服务节点集合的大小为1时选择相应服务节点进行任务卸载；调价模块，用于在判断模块判断服务节点集合的大小不为1时调整服务价格。

具体地，终端节点通过发布模块向各个服务节点发布服务价格，各个服务节点收到服务价格后，每个服务节点根据自身状态以及接收到的服务价格制定出服务能力信息，并将服务能力信息发送至接收模块中，这里服务能力信息的制定详见上述，在此不再一一赘述；终端节点进一步通过接收模块获取各个服务节点的服务能力信息，并通过判断模块根据任务信息和服务节点反馈的服务能力信息选择满足时延确定性条件的服务节点，形成服务节点集合，进一步判断服务节点集合的大小是否为1，若服务节点集合的大小为1，则终端节点通过任务卸载模块选择相应服务节点进行卸载服务，若服务节点集合的大小不为1，则终端节点通过调价模块调整服务价格并通过发布模块向各个服务节点发布。

本实施例中，时延确定性任务卸载装置可选择在终端节点中设置，也可选择在调度器中设置，可根据实际需求进行选择。当时延确定性任务卸载装置在终端节点中设置时，本发明适用于分布式边缘卸载服务；当时延确定性任务卸载装置在调度器中设置时，本发明适用于集中式边缘卸载服务。

本发明进一步还揭示了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行上述所述的方法。

本发明通过发布和调整服务价格，以获取服务节点的服务能力信息，依据服务能力信息选择唯一一个满足时延确定性条件的服务节点为终端节点提供卸载服务，使得终端节点可以以最佳性价比获取满足时延确定性条件的服务节点为其提供卸载服务，适用于服务节点能够动态反馈服务能力的自主性边缘计算网络。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种时延确定性任务卸载方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S100，向各个服务节点发布服务价格；

S200，接收各服务节点根据自身状态和服务价格制定的服务能力信息；

S300，根据任务信息和服务节点反馈的服务能力信息选择满足时延确定性条件的服务节点，形成服务节点集合，进一步判断服务节点集合的大小是否为1，若是，则选取相应服务节点进行任务卸载，若否，则调整服务价格，并执行步骤S100～S300。

2.根据权利要求1所述的时延确定性任务卸载方法，其特征在于，服务价格通过如下步骤调整：

判断服务节点集合的大小是否为0，并在是时增加服务价格；

判断服务节点集合的大小是否大于1，并在是时减小服务价格。

3.根据权利要求1所述的时延确定性任务卸载方法，其特征在于，终端节点向各个服务节点发布服务价格并接收各服务节点根据自身状态和服务价格制定的服务能力信，进一步根据任务信息和服务节点反馈的服务能力信息选择满足时延确定性条件的服务节点，形成服务节点集合，并判断服务节点集合的大小是否为1，若是，则选取相应服务节点进行任务卸载，否则，则调整服务价格。

4.根据权利要求1所述的时延确定性任务卸载方法，其特征在于，调度器向各个服务节点发布服务价格并接收各服务节点根据自身状态和服务价格制定的服务能力信息，进一步根据任务信息和服务节点反馈的服务能力信息选择满足时延确定性条件的服务节点，形成服务节点集合，并判断服务节点集合的大小是否为1，若是，则选取相应服务节点进行任务卸载，否则，则调整服务价格。

5.根据权利要求1所述的时延确定性任务卸载方法，其特征在于，所述服务能力信息通过如下步骤获得：

服务节点根据如下公式制定服务能力信息：

c_i＝τ×c_total,i，其中，τ为反馈能力比例，其为服务节点根据映射规则f自主制定，且τ＝f(π)，π为终端节点向服务节点发布的服务价格，c_total,i为服务节点的总服务能力。

6.根据权利要求1所述的时延确定性任务卸载方法，其特征在于，通过如下步骤判断服务节点是否满足时延确定性条件：

判断服务节点反馈的服务能力信息是否满足如下公式：

其中，l为终端任务大小，d_max为终端任务处理时延阈值，c_T为终端节点本地处理能力，c_i为服务节点反馈的服务能力信息，R_i为终端节点向服务节点i卸载任务的传输链路速率；

如果满足上述公式，则该服务节点在当前服务价格下反馈的服务能力满足时延确定性条件。

7.一种实现权利要求1～6任意一项所述的时延确定性任务卸载方法的时延确定性任务卸载装置，其特征在于，包括

发布模块，用于向各个服务节点发布服务价格；

接收模块，用于接收各服务节点根据自身状态和服务价格制定的服务能力信息；

判断模块，用于根据任务信息和服务节点反馈的服务能力信息选择满足时延确定性条件的服务节点，形成服务节点集合，并判断服务节点集合的大小是否为1；

任务卸载模块，用于在判断模块判断服务节点集合的大小为1时选择相应服务节点进行任务卸载；

调价模块，用于在判断模块判断服务节点集合的大小不为1时调整服务价格。

8.根据权利要求7所述的时延确定性任务卸载装置，其特征在于，所述服务价格调整模块判断服务节点集合的大小是否为0，并在是时增加服务价格；判断服务节点集合的大小是否大于1，并在是时减小服务价格。

9.根据权利要求7所述的时延确定性任务卸载装置，其特征在于，所述时延确定性任务卸载装置设于终端节点或者调度器中。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1～6任一项所述的方法。

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