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专利号: 2019108035092
申请人: 嘉兴学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种海上边缘计算可信协同任务迁移方法,其特征在于,采用网络心跳信息捎带技术,融合近邻节点间的相似信任关系,基于边缘计算服务节点的行为、实时状态特征,推荐边缘计算服务节点实施任务迁移,包括如下步骤:

1)假设海上边缘计算网络存在n个节点,其邻接关系矩阵为Nij=(aij)n×n,aij∈{0,1},aij=1表示节点i与节点j为邻居,边缘计算服务关系矩阵为Mkl=(bkl)n×n,bkl∈{0,1},bik=

1表示节点i可向节点k请求边缘计算服务,每隔t时段,节点发送包含自身的特征信息的心跳数据包至周边节点以维持连接信息,当收到来自邻居节点的心跳信息时,海上节点q将执行如下操作:构建或更新其邻接关系向量Nij|i=q={aq1,aq2,…,aqn},构建或更新其边缘计算服务关系向量Mik|i=q={bq1,bq2,…,bqn},构建或更新其邻居节点信任关系向量

构建或更新边缘计算服务节点服务能力评价向量Gij|i=q={gq1,gq2,…,gqm},其中,τqj满足如下公式(1):

上述公式(1)中,ts表示节点第s次收到心跳数据包,Rtt(i,j)表示节点i与节点j通信延迟,Jac(i,j)是边缘节点i与边缘节点j的jaccard系数,Atj表示节点j的平均在线时长,tsucc表示形成有效推荐次数,tall表示总推荐次数,e是自然底数,节点服务能力评价gqk满足公式(2):wk、hk、Rmk分别表示边缘计算服务节点k的带宽、CPU频率和内存大小;

2)当有邻居节点完成边缘计算服务时,邻居节点将做出服务质量评价,并附加在心跳数据包中以通知其他节点,节点q收到来自邻居节点的服务质量评价后,将构建或更新服务质量评价矩阵Sjk=(sjk)n×n,sjk∈[0,1];

3)节点q根据边缘计算服务节点的服务能力、邻居节点的服务质量评价和信任关系,构建或更新优先级队列L;

4)当节点q需要边缘计算服务时,将从优先级队列中选择适宜的边缘计算服务节点发起任务迁移请求,为减少搜索开销,优先级队列L采用随机哈希搜索或轮寻搜索;

5)当节点q收到任务迁移请求响应后,将任务迁移至边缘计算服务节点,边缘计算服务节点根据任务需求,聚合服务资源,执行计算任务,并将结果返回至节点q;

6)节点q对本次边缘计算服务做出评价sqk,根据sqk对所有推荐边缘计算服务节点k的邻居,通过公式(1)更新邻居信任关系 同时,节点q将本次任务迁移服务的评价信息捎带在心跳数据包中以通知邻居节点,邻居节点接收到节点q的反馈后将更新服务质量评价矩阵Sjk。

2.根据权利要求1所述的一种海上边缘计算可信协同任务迁移方法,其特征在于,步骤

3),具体包括如下步骤:

3‑1)节点q根据邻居节点的信任关系,对任一邻居节点对边缘计算服务节点的服务质量评分sjk∈Sjk进行修正,修正后的评分uq,jk如公式(3):uq,jk=bqkτqjsjk                              (3)

3‑2)针对每一个边缘计算服务节点k,将bqk≠0的修正服务质量评分uq,jk采用四分位法过滤过高或过低的评分;

3‑3)过滤完成后,节点q计算边缘计算服务节点k的优先级ηk,如公式(4):上述公式(4)中,Q(k)为边缘计算服务节点k的负载评价函数,pk为内存占用率,ρk为CPU使用率,dk为带宽占用率,p、ρ、d分别为内存负载阈值、计算负载阈值、带宽负载阈值,节点q根据边缘计算服务节点k的优先级ηk,将ηk>α的边缘计算服务节点列入第一优先队列L1,将β<ηk<α的边缘计算服务节点列入第二优先队列L2,将ηk<β的边缘计算服务节点列入第三队列L3,α、β为分辨阈值,p、ρ、d、α、β∈[0,1],β<α,L1、L2、L3均为循环队列,当边缘计算服务节点加入队列前,将搜索队列中是否有离线节点(bqx=0),如果有,则替换该节点,否则加入队尾。

3.根据权利要求2所述的一种海上边缘计算可信协同任务迁移方法,其特征在于,步骤

3‑2),具体包括如下步骤:

3‑2‑1)根据每一个邻居对边缘计算服务节点k的修正评分uq,jk进行从小到大排列,评分总个数为O,取第 个修正评分uq,jk记为下界c1,取第 个修正评分uq,jk记为上界c2,其中, 表示不大于x的最大整数;

3‑2‑2)剔除 的评分项,计算uq,jk∈[c1,c2]的平均值

4.根据权利要求1所述的一种海上边缘计算可信协同任务迁移方法,其特征在于,步骤

4),具体包括如下步骤:

4‑1)若L1队列不为空,则采用随机哈希函数选择边缘计算服务节点发起请求,如果收到响应,则表明边缘计算服务节点接收了任务迁移请求,请求完成,若响应超时,则标记该节点,并依次选择该节点所在L1队列的前驱节点或后继节点,发起请求,如果仍响应超时,则标记这两个节点,并重新生成哈希地址H重复上述步骤,若重新生成哈希地址H的次数>L1队列的长度,则放弃从L1队列中选择节点发起请求;

4‑2)若L2队列不为空,节点q将L2队列的边缘计算服务节点按优先级从大到小排序顺序依次发起任务迁移请求;若收到响应,则表明边缘计算服务节点接收了任务迁移请求,请求完成;若响应超时,则继续轮寻;若轮寻次数>3,仍没有节点响应请求,则放弃在L2队列中选择边缘计算服务节点发起请求;

4‑3)节点q在L3队列随机哈希选择边缘计算服务节点发起请求,与L1队列的搜索过程类似,若重新生成哈希地址H的次数>L3队列的长度,则放弃此次任务迁移请求。