本發明專利技術公開了一種基于邊緣計算場景的任務卸載方法，包括：建立任務卸載框架，包括邊緣層、移動設備層和中央云層；所述移動設備層將任務請求發送至中央云層，中央云層根據任務請求對移動設備分配代理服務器，代理服務器根據分配與移動設備建立連接；代理服務器將移動設備的待卸載任務轉發至邊緣計算層或中央云層進行處理，邊緣計算層或中央云層將任務處理結果發送至代理服務器，代理服務器轉發任務處理結果至移動設備。本發明專利技術的任務卸載框架，使用者通過改變位于中央云層的代理服務器分配模塊和位于代理服務層的卸載決策制定下發模塊的分配方式和卸載策略，可以在不改變框架的情況下實現不同的邊緣卸載架構和卸載算法的仿真，具有較高通用性。具有較高通用性。具有較高通用性。
【技術實現步驟摘要】
一種基于邊緣計算場景的任務卸載方法
[0001]本專利技術涉及邊緣計算通信
，特別涉及一種基于邊緣計算場景的任務卸載方法。
技術介紹
[0002]隨著近幾年5G移動通信技術的不斷發展，以及城市中物聯網設備在多個領域中的廣泛應用，人們對小型可移動設備的需求急劇增加。然而，移動設備往往受到有限資源的限制，尤其是計算資源和功耗資源限制，為了緩解這些資源限制，常常需要借助云計算，即移動設備通過網絡將數據和任務全部遷移到中央云計算服務器，利用中央云服務器更強大的計算資源和功耗資源進行移動設備的任務處理，最后將任務的計算結果發送回移動設備即可。
[0003]雖然云計算可以解決移動設備資源受限的問題，但又引申出新的問題：由于移動設備需要經過核心網將任務和數據遷移到中央云服務器，在這一過程中將導致較高且難以預計的傳輸時延，無法滿足5G移動通信技術指標之一的超低時延要求。在此背景下移動邊緣計算MEC應運而生，MEC將服務下沉至網絡邊緣側，更加靠近移動設備，保證5G通信技術的超低時延要求。
[0004]因此，邊緣計算正在逐步取代中央云計算進行任務處理，但目前研究大多集中在邊緣計算卸載策略上，對于邊緣計算的具體實現方式關注較少，當移動設備的卸載策略部署到實際生產環境中，通過邊緣計算進行處理時需要重新編寫代碼，無法實現邊緣計算實際生產環境的快速部署。
技術實現思路
[0005]專利技術目的：針對以上問題，本專利技術目的是提供一種基于邊緣計算場景的任務卸載方法，通過為每臺移動設備分配代理服務器，可以快速部署邊緣計算場景和架構，并進行邊緣計算卸載任務的模擬和仿真。
[0006]技術方案：本專利技術的一種基于邊緣計算場景的任務卸載方法，該方法包括以下步驟：
[0007]步驟1，建立任務卸載框架，包括邊緣層、移動設備層和中央云層；
[0008]所述邊緣層位于核心網邊緣側，邊緣層包括邊緣計算層和代理服務層，邊緣計算層包括邊緣服務器，代理服務層包括代理服務器；
[0009]所述移動設備層包括用戶使用的各類移動設備；
[0010]所述中央云層為位于核心網的遠程中央云服務器；
[0011]步驟2，所述移動設備層將任務請求發送至中央云層，中央云層根據任務請求對移動設備分配代理服務器，代理服務器根據分配與移動設備建立連接；
[0012]步驟3，代理服務器將移動設備的待卸載任務轉發至邊緣計算層或中央云層進行處理，邊緣計算層或中央云層將任務處理結果發送至代理服務器，代理服務器轉發任務處
理結果至移動設備。
[0013]進一步，所述步驟2包括：
[0014]步驟201，中央云服務器運行所述任務卸載框架后，首先創建套接字、建立TCP連接并進行端口監聽，等待接收邊緣服務器的連接請求或者物聯網中移動設備的連接請求，若連接請求為前者，則執行步驟202，否則執行步驟203；
[0015]步驟202，中央云服務器的邊緣服務器管理模塊將邊緣服務器的IP地址記錄到中央云服務器的數據庫中，并將對應的邊緣服務器記錄在可用邊緣服務器列表中；
[0016]步驟203，中央云服務器的移動設備管理模塊將請求記錄在中央云服務器的數據庫中，調用中央云服務器的代理服務器分配模塊，代理服務器分配模塊根據移動設備的物理位置和網絡環境以及當前邊緣服務器網絡拓撲，分配可用邊緣服務器列表中的一臺邊緣服務器作為移動設備的代理服務器。
[0017]進一步，所述步驟2還包括：
[0018]步驟204，邊緣服務器第一次被選為移動設備的代理服務器后，代理服務器的邊緣服務器信息記錄模塊接收來自邊緣服務器管理模塊記錄的所有邊緣服務器的網絡拓撲變換和參數，并記錄到代理服務器的數據庫中；
[0019]步驟205，代理服務器的代理移動設備管理模塊將分配的移動設備的相關信息記錄到代理服務器的數據庫中，同時代理移動設備管理模塊與移動設備之間建立一條新的TCP連接鏈路用于通信，每臺移動設備的設備參數監控模塊周期性的向代理服務器的移動設備信息監控模塊發送中央處理器的利用率和能耗功率指標，利用率和能耗功率指標被記錄在代理服務器的數據庫中；
[0020]步驟206，代理服務器的卸載決策制定下發模塊根據代理服務器數據庫中記錄的邊緣服務器參數和移動設備參數，調用開發人員建立的邊緣計算卸載策略進行卸載決策；
[0021]步驟207，移動設備的卸載決策接收模塊按照卸載決策進行任務調度。
[0022]進一步，所述邊緣服務器管理模塊記錄邊緣服務器的工作負載，將負載過高的邊緣服務器標記為繁忙，并將繁忙的邊緣服務器排除出可用邊緣服務器列表，邊緣服務器管理模塊周期性向邊緣服務器信息記錄模塊發送邊緣服務器的網絡拓撲變換，包括邊緣服務器的加入、退出或繁忙狀態。
[0023]進一步，所述步驟3包括：當移動設備按照卸載決策進行任務調度后，在移動設備本地處理的任務直接由移動設備的本地任務執行模塊處理，需要卸載的任務由移動設備的任務卸載模塊發送至代理服務器的移動設備任務調度模塊，再由移動設備任務調度模塊將任務轉發至邊緣計算器或中央云服務器的卸載任務執行模塊，卸載任務執行模塊利用自身計算能力和能耗資源進行計算，并將計算結果通過任務結果返回模塊發送回代理服務器，由代理服務器將任務結果轉發回移動設備。
[0024]進一步，在步驟201中，當邊緣計算器向中央云服務器發送連接請求時，邊緣服務器的邊緣服務申請模塊與邊緣服務器管理模塊建立通信連接，請求接入邊緣計算網絡，該請求信息中包括當前邊緣服務器的基礎信息；邊緣服務器的本地資源報告模塊周期性向邊緣服務器管理模塊發送心跳包，保證自身在線。
[0025]進一步，所述步驟206包括：根據代理服務器數據庫中記錄的移動設備當前運行數據和邊緣計算層中其他邊緣服務器的運行數據，卸載決策制定下發模塊構建本地計算模型
和數據傳輸模型，制定出所代理的移動設備的任務卸載決策。
[0026]有益效果：本專利技術與現有技術相比，其顯著優點是：
[0027](1)本專利技術公開了一種帶有代理服務層的通用邊緣計算場景的任務卸載方法，通過將每層的關鍵部件模塊化，構建了一種便于重復利用的移動邊緣計算任務卸載方法；
[0028](2)本專利技術公開的任務卸載軟件框架，使用者通過改變位于中央云層的代理服務器分配模塊和位于代理服務層的卸載決策制定下發模塊的分配方式和卸載策略，可以在不改變框架的情況下實現不同的邊緣卸載架構和卸載算法的仿真，具有較高通用性。
附圖說明
[0029]圖1為本專利技術任務卸載框架結構示意圖；
[0030]圖2為本專利技術任務卸載框架流程圖。
具體實施方式
[0031]為了使本申請的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本申請進行進一步詳細說明。
[0032]本實施例所述的一種基于邊緣計算場景的任務卸載方法，包括如下步驟：
[0033]步驟1，建立任務卸載框架，結構如圖1所示，包括邊緣層、移動設備層和中央本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種基于邊緣計算場景的任務卸載方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：步驟1，建立任務卸載框架，包括邊緣層、移動設備層和中央云層；所述邊緣層位于核心網邊緣側，邊緣層包括邊緣計算層和代理服務層，邊緣計算層包括邊緣服務器，代理服務層包括代理服務器；所述移動設備層包括用戶使用的各類移動設備；所述中央云層為位于核心網的遠程中央云服務器；步驟2，所述移動設備層將任務請求發送至中央云層，中央云層根據任務請求對移動設備分配代理服務器，代理服務器根據分配與移動設備建立連接；步驟3，代理服務器將移動設備的待卸載任務轉發至邊緣計算層或中央云層進行處理，邊緣計算層或中央云層將任務處理結果發送至代理服務器，代理服務器轉發任務處理結果至移動設備。2.根據權利要求1所述的任務卸載方法，其特征在于，所述步驟2包括：步驟201，中央云服務器運行所述任務卸載框架后，首先創建套接字、建立TCP連接并進行端口監聽，等待接收邊緣服務器的連接請求或者物聯網中移動設備的連接請求，若連接請求為前者，則執行步驟202，否則執行步驟203；步驟202，中央云服務器的邊緣服務器管理模塊將邊緣服務器的IP地址記錄到中央云服務器的數據庫中，并將對應的邊緣服務器記錄在可用邊緣服務器列表中；步驟203，中央云服務器的移動設備管理模塊將請求記錄在中央云服務器的數據庫中，調用中央云服務器的代理服務器分配模塊，代理服務器分配模塊根據移動設備的物理位置和網絡環境以及當前邊緣服務器網絡拓撲，分配可用邊緣服務器列表中的一臺邊緣服務器作為移動設備的代理服務器。3.根據權利要求2所述的任務卸載方法，其特征在于，所述步驟2還包括：步驟204，邊緣服務器第一次被選為移動設備的代理服務器后，代理服務器的邊緣服務器信息記錄模塊接收來自邊緣服務器管理模塊記錄的所有邊緣服務器的網絡拓撲變換和參數，并記錄到代理服務器的數據庫中；步驟205，代理服務器的代理移動設備管理模塊將分配的移動設備的相關信息記錄到代理服務器的數據庫中，同時代理移動設備管理模塊與移動設備之間建立一條新的TCP連接鏈路...
【專利技術屬性】
技術研發人員：童澤云，王珺，
申請(專利權)人：南京郵電大學，
類型：發明
國別省市：
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