[发明专利]一种基于容器技术的边缘计算任务卸载方法

权利要求书

1.一种基于容器技术的边缘计算任务卸载方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、计算终端执行任务的时延和能耗，并上报其计算结果和计算任务相关参数到边缘容器平台；计算边缘容器执行任务的时延和能耗，并根据终端上报信息，通过时延和能耗比较模型比较终端和边缘容器执行任务的时延和能耗结果，得到可卸载计算任务的边缘容器集合；如果可卸载计算任务的边缘容器集合为空，计算任务在终端执行；

时延和能耗比较模型包括：

ψ＝z_r,t*T_r,s+z_r,e*E_r,s

其中，T_r,s表示计算任务在容器执行节约的时间，T_r,w表示任务在容器执行的时延，T_r,loc表示终端执行计算任务的时延，E_r,s表示计算任务在容器执行节约的能耗，E_r,w表示任务在容器执行的能耗，E_r,loc表示终端执行计算任务的能耗；ψ表示容器执行计算任务的时延能耗收益，z_r,t表示时延占比权重，z_r,e表示能耗占比权重，并且z_r,t+z_r,e＝1；

S2、判断可卸载计算任务的边缘容器集合是否为空，如果可卸载计算任务的边缘容器集合为空，计算任务在终端执行；如果可卸载计算任务容器集合不为空，边缘容器构建基于容器位置信息和容器特征的成本效益模型，并计算步骤S1中可卸载容器集合中各容器的成本效益值，选择成本效益最高的边缘容器进行任务卸载；

S21、分别针对计算任务和边缘容器的类型进行分类，采用二进制对各种边缘容器的容器类型进行统一编码，根据S1得到可卸载计算任务的边缘容器集合，获取边缘容器集合中每个边缘容器的类型编码(边缘容器集合中，边缘容器的类型包括：计算密集型、I/O密集型、网络密集型)，计算任务类型和容器类型的匹配度，定义计算任务类型和容器类型的匹配度如下：

M_r,w＝D_rD_w       (8)

其中，M_r,w表示任务r和容器w的匹配度，D_w表示容器w的容器类型，D_r表示计算任务r的任务类型，并计算各边缘容器和计算任务的匹配度值；

成本效益模型的表达式如下：

max＝v_c*C_w,loc+v_m*M_r,w

其中，max表示成本效益，C_w，loc表示容器w和终端设备的路由跳数，M_r，w表示计算任务类型和容器类型的匹配度，v_c表示容器和终端位置距离的权重，v_m表示容器和计算任务匹配度的权重，且v_c+v_m＝1。

2.根据权利要求1所述的一种基于容器技术的边缘计算任务卸载方法，其特征在于，计算终端执行任务的时延和能耗包括：根据计算任务需要的时钟周期和终端的时钟频率计算终端执行任务的时延，根据终端单位时钟周期能耗和计算任务需要的时钟周期计算终端执行任务的能耗。

3.根据权利要求1所述的一种基于容器技术的边缘计算任务卸载方法，其特征在于，计算边缘容器执行任务的时延和能耗包括：根据容器的时钟频率、计算任务需要的时钟周期、计算任务的大小、任务上传网络带宽计算容器执行任务的时延，根据终端单位时间能耗、终端上传任务的时间、容器单位时钟周期能耗和计算任务需要的时钟周期计算容器执行任务的能耗。