一种移动云计算环境中能耗优化的合作任务迁移方法

摘要

本发明为一种移动云计算环境中能耗优化的合作任务迁移方法，在企业网络或者校园网中移动微云环境下，该迁移方法旨在让移动设备在受限的电量和有限的计算能力下，将任务迁移至网络内的其他设备或云端，减少网络内冗余的计算任务，提升网络中冗余计算任务的能耗效率，通过其他设备合作执行本地计算任务，让移动设备获取更强的计算能力，该迁移方法属于集中式调度，在控制器对任务执行的调度进行决策，权衡设备剩余电量、任务的计算能耗、任务的传输能耗和任务在执行时位置选择对共享执行结果所带来的影响。

主权项

一种移动云计算环境中能耗优化的合作任务迁移方法，在微云网络中部署微云控制器，微云控制器周期性收集网络内部各设备的运行信息，当网络内部的设备发起任务迁移请求时，控制器将周期性运行离线启发式算法，并根据离线启发式算法输出的任务决策向量进行任务迁移，其特征在于，所述离线启发式算法的输出结果为整个调度方案的能耗E，每个任务调度的决策向量其中表示设备i上编号为h的任务，算法包括如下步骤：步骤一，对每个任务按照任务类型进行分类，相同任务类型T的任务属于同一任务集合Set(T)，该任务类型需要执行的任务数为|Set(T)|，每个任务集合按照任务的请求时间由远到近进行排列，初始化每个任务的决策变量；步骤二，对于每种任务的首任务，求出每单位流量节省能耗按照每单位流量节省能耗非减顺序进行排序，生成任务类型序列Seq，其中为任务h在本地执行时的能耗，为任务h迁移到云端执行时的能耗，${ϵ}_O^{i(n+1)}\left(C_h^i\right)={\rho }_T^{i(n+1)}·\frac{D_h^{in}}{{\phi }_T^{i(n+1)}}+{\rho }_T^{i(n+1)}·\frac{D_h^{out}}{{\phi }_T^{(n+1)i}},$n为网络中的设备个数，为设备i传递到云端的无线传输功率，为设备i与云端之间的传输速率，为任务h迁移时传入的数据量，为任务h迁移时输出的数据量，为任务h迁移到云端执行时产生的流量，$D\left(C_h^i\right)={\alpha }_{n+1}\left(C_h^i\right)·(D_h^{in}+D_h^{out}),$其中为决策变量；步骤三，在满足出口流量约束的条件下，依次将任务序列Seq中各任务类型的首任务迁移到云端；步骤四，对于每一种任务分类集合中的每一个任务安装时间先后进行检查：(1)如果任务类型T的首任务未迁移至云端，对于Set(T)中的每一个任务h＝1→|Set(T)|，h为任务编号，取值范围为1到任务集和的大小。选取迁移的服务器节点j满足令将能耗E更新为$E+{ϵ}_O^{ij}\left(C_h^i\right);$(2)如果该类型T的首任务C₁ⁱ已经迁移至云端：a)令决策向量中将能耗E更新为b)对于Set(T)中的其他任务，h＝2→|Set(T)|，即编号为1的任务已经迁移至云端，对其他编号的任务进行后续处理，选取迁移的服务器节点j满足${ϵ}_O^{ij}\left(C_h^i\right)={\min }_{k=1}^n\left({ϵ}_O^{ik}\right(C_h^i\left)\right),$令${\alpha }_j\left(C_h^i\right)=1,$将能耗E更新为$E+{ϵ}_O^{ij}\left(C_h^i\right).$