[发明专利]一种边缘环境下低时间成本的用户分配方法

说明书

本发明公开一种边缘环境下低时间成本的用户分配方法，获取用户的资源请求和边缘服务器的剩余资源，对用户进行排序分段；对每一段的用户迭代，初始化迭代参数；设置初始用户分配策略；产生新分配策略；计算新分配策略的时间成本并与当前分配策略的时间成本比较，如果新分配策略时间成本更小则用新的策略替代当前的策略，否则，按照一定的概率替代当前的策略；更新参数，判断终止循环的条件；判断每一段用户迭代产生的策略优劣；循环之前的步骤，进行下一段用户的迭代；迭代完成得到最优的分配策略。本发明蒙戈魮降低用户在边缘计算环境中的时间成本，满足用户边缘侧执行任务低时间成本的需求。

技术领域

本发明属于用户分配优化技术领域，具体涉及一种边缘环境下低时间成本的用户分配方法。

背景技术

近年来，云和移动网络连接终端设备(包括手机、可穿戴设备、传感器和广泛的物联网设备)的数量激增，由于移动和物联网设备的计算能力和电池功率有限，它们的计算任务往往是卸载到云应用供应商的服务器上。然而，随着移动和物联网设备数量的指数级增长，云计算处理巨大的工作负载和网络拥堵变得越来越困难。这使得向终端用户提供低延迟和可靠的连接变得困难，特别是那些希望从应用程序获得实时响应的用户。

为了解决这一问题，边缘计算作为一种新的分布式计算范式被提出，边缘计算，通常被称为移动边缘计算、MEC或多访问边缘计算，为应用程序提供执行资源(计算和存储)，网络靠近最终用户，通常在运营商网络内部或在边界。

边缘基础设施可由通信服务提供商或其他类型的服务提供商管理或托管。一些用例需要在不同的站点部署不同的应用程序。在这样的场景中，分布式云非常有用，它可以被看作是多个站点上应用程序的执行环境，包括作为一个解决方案管理的连接性。边缘计算解决方案提供的主要好处包括低延迟、高带宽、设备处理和数据卸载，以及可信的计算和存储。在边缘环境中，每个基站都配备了一定数量的计算资源，允许在互联网接入级别上向移动用户提供计算能力。

然而边缘计算在提供新机遇的同时，也提出了许多新的挑战，如边缘用户分配问题，边缘服务器作为中间供应站，其计算资源有限。

终端用户由数据的消费者转变为数据产生者和数据消费者，大量的数据与云端交互，使得延迟和可靠性都变得困难，云服务器已经不能很好的适应用户的需求，边缘服务器靠近用户边缘侧，可靠性和延迟都有保障，但是边缘服务器有限的资源不能容纳分配大量的用户，因此需要一个合理的分配策略来保证资源利用的最大化；有研究通过在调整边缘服务器的部署位置保证资源利用率，调整边缘服务器的部署位置不足之处在于不能保证被分配的用户最大化，也有研究既保证被分配用户的最大化同时提高资源利用率，但是在时间成本上不能达到最优。边缘服务器的覆盖范围和资源量是有限的，用户的地理位置随机分布，很难保证分配最多的用户同时时间成本最低。

目前边缘环境中用户的分配方法存在两个难点：

第一，边缘服务器和用户是一对多的关系，一个边缘服务器选择那些用户会影响整体的用户分配效果，特别是在资源有限用户规模大的情况下，一些服务器资源剩余资源比较少，不能满足所有覆盖范围内用户的资源需求，就需要在满足资源约束条件的情况下选择性的分配，还有一些用户资源需求比较大，需要分配的过程中尽可能的减少对其他用户的影响；

第二，在分配足够多的用户的同时还要满足时间成本最少，边缘服务器的架构不同，计算速度快慢不同，计算速度最快的边缘服务在覆盖范围和资源的约束下，不可能分配全部的用户；资源有限的情况下，分配到更多用户的边缘服务器可能计算速度不是最快的，计算速度最快的边缘服务器分配少数的用户可能比分配多数的用户总时间成本更低；。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种边缘环境下低时间成本的用户分配方法，能够在边缘服务器资源有限和边缘服务器信号覆盖面积有限情况下，获得时间成本更低的最佳用户分配策略，降低用户在边缘计算环境中的时间成本，满足用户边缘侧执行任务低时间成本的需求，降低APP服务提供商的成本。