[发明专利]一种软件定义车联网计算任务迁移和调度方法

说明书

本发明公开了一种软件定义车联网计算任务迁移和调度方法，该方法对于车辆行驶过程中产生的计算任务无法及时在本地完成时，任务迁移请求车辆与该车一跳范围内所有车辆通信，按照是否满足计算资源和是否愿意执行任务筛选出任务迁移执行车辆；请求车辆将所有任务执行车辆的ID发送至控制器；控制器建立和维护各执行车辆与请求车辆的流表，直到请求车辆收到各执行车辆的计算结果。该计算任务迁移和调度方法，还考虑了软件定义车联网中车辆与软件定义网络控制器的鲁棒计算和通信问题，当控制器因信息过载无法对部分车辆流表中的流表项更改时，由基站中软件定义网络控制器的代理模块代替控制器执行。

技术领域

本发明涉及软件定义网络、车联网技术领域，具体涉及一种软件定义车联网计算任务迁移和调度方法。

背景技术

随着智能车辆的发展，汽车电子产品不断增多，车内电控系统规模和复杂性日益增加，驾乘者对智能汽车(含信息娱乐和通信)期待越来越高，越来越多的计算机应用在车辆环境中实现，而车辆资源有限，无法处理车载或路边传感器采集到的海量交通数据，由此引出新的挑战，即如何满足这些车载应用的计算需求。升级车载计算机是一种选择，但是成本高昂。云计算是另一种方法，使用远程网路服务器来满足计算需求，但是传统的集中式云计算在车辆环境中存在延时大，连接不稳定的特点。一方面，将车载客户端的工作负载卸载到远程云服务中心会造成较长的网络传输时延，并且难以实现实时数据传播。另一方面，处理移动车辆产生的大量数据会带来巨大的开销，并降低当地云资源的利用率。

随着智能化技术的发展，道路中的车辆开始安装各种各样的电子通信设备，并且这些通信设备还能提供一定量的计算资源。这使得车辆与车辆之间能够在临时组建的快速变化的车载自组织网络中进行通信和计算资源共享。车辆相对于固定的基础设施具有较高的速度，因此它们的链路持续时间较短，但两个车辆在同一道路上行驶在同一方向上的速度差要小的多，因此车辆之间链路的持续时间就较长。因此，由其它车辆协助完成任务计算是可行的方法。

随着软件定义网络的迅猛发展，这个新兴技术有望推动城市交通的进步，将软件定义网络引入到车联网络中，新的基于软件定义网络的车联网络将提供具有灵活性和可编程性的通信业务。软件定义网络代表了一种新兴的网络模式，它具有加入蜂窝网络和移动网络的潜力。首先，软件定义网络能够独立部署、控制、流量转发，即控制层从数据层分离出来，与基于硬件的移动网络相比具有很多优势。其次，逻辑集中控制提高了资源的服务效率。再者，可编程性使网络更加灵活，因此应用程序可以选择合适的无线接入接口来传送数据。因此，研究一种软件定义车联网络中计算任务迁移和调度方法有着重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种软件定义车联网计算任务迁移和调度方法，用以对软件定义车联网中计算任务的迁移和调度。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种软件定义车联网计算任务迁移和调度方法，包括以下步骤：

步骤1，建立软件定义车联网

所述的软件定义车联网包括：

数据层，包括路边单元、基站、以及车辆；

控制层，包括SDN控制器；

应用层，包括各种不同的业务或应用程序；

其中，控制层的SDN控制器与数据层的SDN交换机交互信息，与应用层进行通信；

所述的软件定义车联网中的通信方式有：车车通信，车辆与SDN控制器通信，路边单元、基站与SDN控制器通信，以及车辆与基站、路边单元通信；

所述的车辆的处理器中建立车辆的任务管理框架，包括管理模块、应用模块和后端模块，其中：应用模块用于使用户选择并下载业务，或选择并下载安装应用程序，后端模块用于对计算任务进行虚拟化、管理剩余资源以及对任务处理时间的估计；管理模块负责收集信息以及迁移计算任务；