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专利号: 2020108127345
申请人: 河北工程大学
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:

1.一种多接入虚拟边缘计算中基于双边匹配的虚拟机布设方法,其特征在于包含以下步骤:

步骤一:构建集合N,M,F,S,其中,虚拟机集合为N={1,2,…,N},物理机集合为M={1,

2,…,M},M个物理机的偏好列表集合为F={F1,F2,…,Fm,…,FM},N个虚拟机的偏好列表集合为S={S1,S2,…,Sn,…,SN},Fm为第m个物理机的偏好列表,Sn为第n个虚拟机的偏好列表;

(1)所述M个物理机的偏好列表集合的获得过程为:对于第m个物理机,可以提供的可用资源向量为 其中,αm表示第m个物理机可用的CPU核数,βm表示第m个物理机可用的内存大小;同时,采用 表示第m个物理机维持自身运行所需要的资源,其中,um表示第m个物理机需要的CPU核数,vm表示第m个物理机需要的内存大小;

对于第n个虚拟机所需要的资源向量表示为 其中,cn表示第n个虚拟机需要的CPU核数,sn表示第n个虚拟机需要的内存大小;

采用αn,m和βn,m分别表示第n个虚拟机布设到第m个物理机上的CPU核数和内存大小,设置一个二进制变量bn,m表示第n个虚拟机与第m个物理机之间的布设关系,其中,bn,m=1表示第n个虚拟机布设到第m个物理机上,否则,bn,m=0;

采用Rn,m表示第m个物理机对第n个虚拟机的CPU核数的偏好,具体量化为:其中,α(n‑1),(m‑1)表示第n‑1个虚拟机布设到第m‑1个物理机的CPU核数,b(n‑1),(m‑1)表示第n‑1个虚拟机是否布设到第m‑1个物理机上;

注:当n=1,m=1时, 即当第一个虚拟机开始布设时,第一个物理机剩余可用的CPU核数就是其本身可用的CPU核数;

采用Qn,m表示第m个物理机对第n个虚拟机内存大小的偏好,具体量化为:其中,β(n‑1),(m‑1)表示第n‑1个虚拟机布设到第m‑1个物理机的内存大小,b(n‑1),(m‑1)表示第n‑1个虚拟机是否布设到第m‑1个物理机上;

注:当n=1,m=1时, 即当第一个虚拟机开始布设时,第一个物理机剩余可用的内存大小就是其本身可用的内存大小;

第m个物理机对N个虚拟机的偏好矩阵表示为:设q1与q2分别为CPU核数和内存的权重值,其关系为q1+q2=1,且0≤q1≤1,0≤q2≤1;

第m个物理机对N个虚拟机的偏好向量表示为:其中,ωn,m表示第m个物理机对第n个虚拟机的偏好值,可知ωn,m值越小越匹配,ωn,m值为负说明不匹配;

设Fm为第m个物理机对N个虚拟机的偏好列表,ωn,m按从小到大的顺序排列,便可得到Fm,则:

Wm={ω1,m,ω2,m,…,ωn,m,…,ωN,m|m∈M},Fm∈WmM个物理机的偏好列表为:

F={F1,F2,…,Fm,…,FM};

(2)所述N个虚拟机的偏好列表集合获取过程为:设M个物理机的CPU计算能力用集合表示为:P={ρ1,ρ2,…,ρm,…,ρM}虚拟机对物理机的偏好列表根据物理机CPU的计算能力,虚拟机对物理机的偏好列表表示为Sn,则把CPU的计算能力从强到弱排列即为Sn,Sn∈P,N个虚拟机的偏好列表用集合表示为:

S={S1,S2,…,Sn,…,SN};

步骤二:定义一个匹配集合G,若G为空,则M个物理机都为空,即都没有布设虚拟机;

步骤三:初始化第m个物理机为空,且第m个物理机有一个不为空的偏好列表Fm;

步骤四:对于第m个物理机(m∈M),根据第m个物理机的偏好列表Fm,第m个物理机匹配到第n个虚拟机,即在此次匹配中,第n个虚拟机被选择,把第n个虚拟机从Fm中移除;

步骤五:把匹配到的结果(m,n)添加到匹配集合G,即G=G∪(m,n);

步骤六:对于第n个虚拟机(n∈N),如果第n个虚拟机已经匹配到了物理机,则无法再匹配其他的物理机,根据第n个虚拟机对物理机的偏好列表Sn,找到匹配度最低的那对(nworst,mworst),把(nworst,mworst)从匹配集合G中移除,即G=G/(nworst,mworst);

步骤七:重复步骤三至步骤六,直到将集合M和N全部循环并匹配;

步骤八:输出匹配集合G,根据集合G完成物理机和虚拟机之间的双边多对多匹配。

2.按照权利要求1所述的多接入虚拟边缘计算中基于双边匹配的虚拟机布设方法,其特征在于:所述步骤一中,在多接入虚拟边缘计算系统中,K个边缘用户设备可以购买N个虚拟机,构成虚拟机集合N={1,2,…,N}。

3.按照权利要求2所述的多接入虚拟边缘计算中基于双边匹配的虚拟机布设方法,其特征在于:所述N个虚拟机在多接入虚拟边缘计算数据中心布设到M个物理机上以执行计算任务,构成物理机集合M={1,2,…,M}。