任务部署约束下移动边缘计算共享资源公平分配方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111611076A(43)申请公布日2020.09.01(21)申请号202010429115.8(22)申请日2020.05.20(71)申请人云南大学地址650091云南省昆明市翠湖北路2号(72)发明人李伟东李杰张学杰张骥先(74)专利代理机构成都行之专利代理事务所(普通合伙)51220代理人温利平(51)Int.Cl.G06F9/50(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图2页(54)发明名称任务部署约束下移动边缘计算共享资源公平分配方法(57)摘要本发明公开了一种任务部署约束下移动边缘计算共享资源公平分配方法，首先确定边缘计算服务器集合以及可用资源容量，获取用户的资源需求向量、任务部署约束向量，计算用户垄断资源情况下所能执行的最大任务数并设置用户的权重，在进行资源分配时，设置活跃用户集合，基于任务份额最大最小分配原则对活跃用户进行分配，其余非活跃用户的任务份额保持不变，每轮分配完成后对活跃用户进行筛选，将在下一轮资源分配中任务份额无法继续增加的用户转为非活跃用户，直到所有用户均为非活跃用户，则资源分配完成。本发明在边缘计算环境任务部署约束条件下充分保证用户的个体利益，提高资源分配的效率和公平性。CN111611076ACN111611076A权利要求书1/3页1.一种任务部署约束下移动边缘计算共享资源公平分配方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取边缘计算服务器集合S＝{1,2，...,M}，M表示边缘计算服务器数量，以及用户集合U＝{1,2，...,N}，N表示用户数量，记用户i贡献的服务器集合为且i≠j，i,j＝1,2,…,N；S2：获取各个边缘计算服务器的可用资源容量Cm＝(cm1,cm2,…,cmR)，cmr表示边缘计算服务器m中第r种资源占所有服务器中第r种资源总量的比值，m＝1,2,…,M，r＝1,2,…,R，R表示资源类型数量；TS3：获取用户i执行单个任务的资源需求向量Di＝(di1,di2,…,diR,diBW)，其中dir表示用户i的单个任务对第r种边缘计算服务器资源的需求量占系统中第r种资源总量的比值，r＝1,2,...,R，diBW为用户i的单个任务对带宽资源的需求量占带宽资源总量的比值；S4：根据实际情况设置每个用户i的任务部署约束向量Pi＝(pi1,pi2,...,piM)，其中pim＝1表示用户i的任务可以在边缘计算服务器m上执行，pim＝0表示用户i的任务不可以在边缘计算服务器m上执行；S5：分别计算出每个用户i在垄断所有边缘计算服务器资源和通信链路带宽资源并且不考虑任务部署约束情形下所能执行的最大任务数hi，计算公式如下：S6：根据实际情况设置每个用户i的权重值ωi，权重值越大说明用户优先级越高；0S7：初始化各用户所分配的任务份额fi＝0，各用户在边缘计算服务器m上分得的任务数令活跃用户集合S8：令迭代次数t＝1；S9：利用线性规划计算本次迭代中令活跃用户集合中所有用户i′所能获得的任务份额最大最小分配，得到本次迭代所得到的活跃用户集合中各用户i′的任务份额ft，以及每个用户i在各台边缘计算服务器m上分配的任务数2CN111611076A权利要求书2/3页计算得到此轮分配后用户集合中各用户i在边缘计算服务器上分配的任务数S10：逐一选取活跃用户集合中的每个用户i′，将活跃用户集合中除了用户i′之外的其他用户暂时设置为不活跃用户，利用如下线性规划计算此种情况下第t+1次资源分配用户i′的任务份额判断是否用户i′的任务份额如果是，不作任何操作，否则将用户i′剔除出活跃用户集合，即令在对活跃用户集合中每个用户进行活跃用户判定完毕后，记所得到的活跃用户集合为S11：判断活跃用户集合是否为空，如果是，分配结束，否则进入步骤S12；S12：令迭代次数t＝t+1，返回步骤S9。2.根据权利要求1所述的任务部署约束下移动边缘计算共享资源公平分配方法，其特征在于，所述步骤S6中权重值ωi的计算公式如下：其中，ki为用户考虑任务部署限制条件下，用户i在其所贡献的边缘计算服务器上能够执行的任务数，其计算公式如下：其中为用户i不考虑带宽资源时在其所贡献的边缘计算服务器上能够执行的任务3CN111611076A权利要求书3/3页数，其计算公式如下：4CN111611076A说明书1/11页任务部署约束下移动边缘计算共享资源公平分配方法技术领域[0001]本发明属于云计算技术领域，更为具体地讲，涉及一种任务部署约束下移动边缘计算共享资源公平分配方法。背景技术[0002]移动边缘计算，作为一种新的计算模式，由于其计算下沉的特点，相比较传统云计算而言，更加便于服务大量边缘侧对网络延迟和计算时延敏感的业务。伴随着物联网和5G网