[发明专利]云雾环境中基于资源共享的时间有效性的任务调度方法

说明书

本发明涉及一种云雾环境中基于资源共享的时间有效性的任务调度方法，在特定时间片下通过密封竞标双边拍卖建立基于合约的资源共享机制，根据资源共享机制进行资源分配，具体包括以下步骤：步骤S1：雾簇以一个租进资源价格和租出资源价格参与资源拍卖；步骤S2：根据其他雾簇的资源及租进、租出价格确定最优竞价策略；步骤S3：根据最优竞价策略参与拍卖，并根据拍卖结果与对应的雾簇建立合约，形成资源共享机制；步骤S4：在资源共享机制下，选取雾关键节点；步骤S5：雾关键节点通过谱聚类方法，完成雾功能域的划分，在不同的雾功能域之间进行任务调度。与现有技术相比，本发明具有充分利用雾层资源、减少云端工作负载、降低任务的响应时间等优点。

技术领域

本发明涉及计算机边缘计算领域，尤其是涉及一种云雾环境中基于资源共享的时间有效性的任务调度方法。

背景技术

边缘计算(雾计算)是随着万物互联的飞速发展及广泛应用，数据规模的不断扩大以及数据处理计算需求的不断增加的情况下产生的。边缘计算让万物更智能，支持构建健硕的边缘应用生态。边缘计算是对云计算的补充和延伸，为移动计算、物联网等提供更好的计算平台。边缘计算需要云计算中心的强大计算能力和海量存储的支持，云计算也同样需要边缘计算中边缘设备对于海量数据及隐私数据的处理，从而满足实时性、隐私保护和降低能耗需求。

基于云计算离用户更远，而雾/边缘计算离用户更近的特点，现有的技术很多是关于如何将物联网层的应用请求迁移到雾或云上去执行，以此最小化应用任务的时间或者是使得应用请求在执行时的能耗尽可能最小，或者是同时考虑对该两个指标的优化。也有部分技术是关于用户的移动性(地理位置的切换)对应用请求完成的影响，如用户请求下载视频资源，若用户是在不断的移动的，则会对视频下载的性能产生很大影响。但现在的技术都是针对某一个区域/范围的雾层资源的调度，没有考虑不同区域的雾层资源(一个小区或城市的雾层资源可称为一个雾簇)之间的共享的情况。虽然雾计算以物理距离以及网络距离更近的优势，可以确保更快的任务响应时间，但是其资源相对而言也是有限的。因此，如何充分利用雾层的资源，同时降低任务的响应时间是一个关键的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的雾层资源利用不充分、任务响应时间较长的缺陷而提供一种云雾环境中基于资源共享的时间有效性的任务调度方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种云雾环境中基于资源共享的时间有效性的任务调度方法，在特定时间片下通过密封竞标双边拍卖的方式建立雾簇间基于合约的资源共享机制，并根据所述资源共享机制进行基于功能域构建的资源分配，具体包括以下步骤：

步骤S1：雾簇根据自身的本地资源以一个租进资源价格和租出资源价格参与雾簇资源拍卖；

步骤S2：所述雾簇根据其他雾簇的资源及所述租进资源价格和租出资源价格确定最优竞价策略；

步骤S3：所述雾簇根据所述最优竞价策略参与拍卖，并根据拍卖结果与对应的其他雾簇建立合约，形成所述资源共享机制；

步骤S4：在步骤S3形成的所述资源共享机制下，选取雾关键节点；

步骤S5：所述雾关键节点通过谱聚类方法，动态周期性的对剩余的雾节点进行聚类，完成雾功能域的划分，在不同的所述雾功能域之间进行任务调度。

雾簇在本地资源不足时，通过在所述合约中租赁的资源上执行任务所获得的收益具体为：

其中，Res为根据负载估计其对应的资源使用量的函数，为合约的最终租进资源价格，τ为时间片，k为资源类型，i为雾簇，ρi为使用单位资源的价格，λ_i(τ)为时间片τ中雾簇i的工作负载，C_i(τ)为雾簇i在时间片τ中的资源量，V_k为雾簇i在时间片τ中所包含的k类型资源量。