[发明专利]一种面向边缘服务器成本优化的流量调度方法

说明书

本发明公开了一种面向边缘服务器成本优化的流量调度方法，包括：读取结算周期时刻数内每个时刻的用户数、每个用户的带宽需求及服务时延；设定时延阈值；基于服务时延与时延阈值绘制拓扑网络图；构建用户的带宽需求队列和每个边缘服务器的带宽需求队列；依次对用户的带宽需求队列中的每个元素对应的带宽需求和该带宽需求是否位于95计费点内所对应时刻的拓扑网络图的属性进行变更，根据变更后的拓扑网络图中有向边的属性计算残差值，利用增广路法和bellman‑ford算法搜索图中的连通路径，直至不存在连通路径；根据每个时刻的拓扑网络图输出各时刻下所有用户的卸载流量值。本发明可在保证用户体验的情况下尽可能降低服务提供商成本。

技术领域

本发明属于互联网数据技术领域，具体涉及一种面向边缘服务器成本优化的流量调度方法。

背景技术

目前移动视频流业务的兴起为互联网带来了大量的流量处理需求，同时为传统的集中式云服务带来了巨大的压力。传统的集中式云服务器远离用户节点，流量到达服务器需要经过长距离传输，服务的时延较高，体验较差。为了解决这一问题，边缘计算服务架构被提出。边缘计算通过在离用户较近的边缘侧设置多个分布式服务器解决了数据传输距离过长，时延高，用户体验差的问题，但也带来了新的流量调度问题。

95带宽计费是一种服务器带宽计费模式。95带宽计费按自然日或者自然月结算，分别被称为95日计费和95月计费。95计费将结算时间前服务器的每5分钟有效带宽值进行降序排列，取该序列的第5％位的有效带宽值为计费标准。为了下文的表述清晰，在此称该经过排序的序列为服务器的带宽需求序列，总时刻乘5％的位置为95计费点，一台服务器带宽序列的95计费点的值为边缘服务器成本。该计费方式被广大服务器提供商所使用，是目前最流行的服务器带宽收费方式。同时，如何调度流量减少95计费下的服务器成本是服务提供商非常关心的研究热点。然而现有流量调度方案，没有考虑边缘计算场景下边缘服务器与用户拓扑的复杂性，不能合理调度多用户随时间不断变化的流量，使服务器带宽成本增加，服务提供商的利润减少。

发明内容

针对现有流量调度方案不能合理调度多用户随时间不断变化的流量导致成本增加的技术问题，本发明提出了一种面向边缘服务器成本优化的流量调度方法，解决了互联网直播技术为满足用户提供稳定、低延时的视频流服务，需要大量的带宽资源，需要服务提供商也即直播平台向通信运营商租赁大量边缘服务器满足用户的带宽需求而带来的高成本问题。为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种面向边缘服务器成本优化的流量调度方法，包括如下步骤：

S1，构建包括边缘服务器和用户的流量调度系统，读取结算周期的时刻数T内每个时刻的用户数、边缘服务器数、每个用户的带宽需求、每个边缘服务器的带宽上限以及边缘服务器和用户之间的服务时延；

S2，设定时延阈值K；

S3，基于边缘服务器和用户之间的服务时延与时延阈值K之间的关系，绘制每个时刻下表征用户和边缘服务器连接属性的拓扑网络图；

S4，根据带宽需求大小分别构建用户的带宽需求队列和每个边缘服务器的带宽需求队列，并为用户的带宽需求队列中的每个元素设置索引，初始化索引号r＝1，所述每个边缘服务器的带宽需求队列中的每个元素均至少包含时刻和该时刻下边缘服务器的带宽需求两个子元素；

S5，根据索引号r所对应的带宽需求和该带宽需求是否位于95计费点内对索引号r所对应时刻的拓扑网络图的属性进行变更；

S6，根据步骤S5变更后的拓扑网络图中有向边的属性计算残差值，并利用增广路法和bellman-ford算法搜索该拓扑网络图中的连通路径，根据残差值再次更新该拓扑网络图的属性并搜索连通路径，直至拓扑网络图中不存在连通路径；

S7，判断rN，如果是，执行r＝r+1，并返回步骤S5，否则根据每个时刻的拓扑网络图输出各时刻下所有用户的卸载流量值，其中，N表示用户总数。