[发明专利]一种风险感知的边缘计算任务分配方法

权利要求书

1.一种风险感知的边缘计算任务分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对边缘计算任务分配问题进行建模并构建边缘计算任务分配系统；

S2：构建风险感知的边缘计算任务分配策略，根据风险感知的边缘计算任务分配策略得到在中断风险下计算任务平均完成时间的最小值；

S3：以中断风险下计算任务平均完成时间的最小值对应的任务分配方式进行计算任务的分配。

2.根据权利要求1所述的一种风险感知的边缘计算任务分配方法，其特征在于，所述对边缘计算任务分配问题建模包括：构建边缘云、定义边缘服务、定义任务分配决策，

其中边缘云包括：控制器、若干边缘计算节点，所述控制器与若干边缘计算节点均通过网络连接，所述控制器接收用户的任务并分配至合适的边缘计算节点，每个边缘计算节点负责执行任务并返回结果至控制器，其中边缘计算节点集合记为EN，EN＝{en₁，en₂，...，en_J}，EN中有J个边缘计算节点，每个边缘计算节点与控制器的通信带宽表示为tx_j，1≤j≤J，设在每个边缘计算节点内部，维持若干个工作线程用以执行任务，并维持一个等待队列用以缓存未分配执行的任务，将边缘计算节点j，1≤j≤J内部的等待队列长度表示为ql_j，，将每个边缘计算节点内部平均任务执行时间表示为

边缘服务：所述边缘服务由用户发起，每个边缘服务接收一个任务和该任务对应的数据文件，通过执行任务返回结果，在每一轮任务调度中，将任务集记为TK＝{tk₁，tk₂，...，tk_I}，其中I代表任务集中的任务总数，对应任务i，1≤i≤I，将该任务对应的数据文件大小记为s_i，，定义来表示任务i在边缘计算节点j的执行时间，其中1≤i≤I，1≤j≤J；

任务分配决策：对于一个任务集合和一个边缘计算节点集合，任务分配决策定义了为每一个任务选择的边缘计算节点，可使用矩阵表示为X＝{x_1，1，x_1，2，...，x_1，I，...，x_i，j，...，x_I，1，...，x_I，J}，1≤i≤I，1≤j≤J，其中x_i，j＝1表示将任务i分配至边缘计算节点j，x_i，j＝0则无此分配关系。

3.根据权利要求2所述的一种风险感知的边缘计算任务分配方法，其特征在于，所述控制器和边缘计算节点构建了边缘计算任务分配系统，所述控制器包括有：任务提交接口、第一任务管理器、调度器、任务跟踪器、预测器、节点管理器，

所述任务提交接口响应用户的服务请求，并接收任务和其他对应数据文件；

所述第一任务管理器使用等待队列管理新到达的计算任务和需要重新调度的计算任务并在每个计算任务分配周期，将所有等待计算任务提交至调度器；

节点管理器模块用于维持与边缘计算节点的组件的通信连接，并收集每个边缘节点的运行信息；

预测器用于产生计算任务被分配至边缘计算节点的完整时间的预测值和计算任务中断风险下的期望完成时间的预测值，所述预测器包括一个任务单元和一个节点预测单元，每个任务预测单元为一组具有类似软硬件配置的边缘计算节点维护已执行任务的时间分布信息并提供执行时间的预估值，使用机器类型来标记同一组边缘节点；

所述调度器在每个调度周期开始时，从预测器收集各计算任务-边缘计算节点对的完成时间预测值，并作出调度决策；

所述任务跟踪器将各计算任务分配至对应的边缘计算节点，并监控各计算任务的运行情况；

所述边缘计算节点包含心跳线程、第二任务管理器和若干工作线程，所述第二任务管理器接收来自控制器的计算任务，并加入等待队列中；

所述若干工作线程中若有空闲的工作线程，则空闲的工作线程从等待队列中选择一个计算任务并执行；

心跳线程负责定时发送本节点的运行信息至控制器。