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专利号: 2019111122024
申请人: 湖南工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于两类密集型虚拟机的边缘计算资源分配方法,具体步骤如下:A.计算某个IO密集型虚拟机Vi在采样时刻ti收到来自终端设备发送的数据τi,即其中,N表示向边缘端服务器发送数据的终端设备数,n表示某一终端设备上传数据类型的个数,αjk为上传的数据类型对应的数据规模大小,ε表示采样和计算产生的误差;

B.对IO密集型虚拟机Vi收到的数据进行二阶差分,获得数据上传速率增量Δv:首先假设IO密集型虚拟机Vi处理数据的平均速度为vi,则需要时间ti′将ti时刻发送的数据全部存储到数据库中,即再将IO密集型虚拟机Vi的处理时间ti′分为三个部分t′i,t′i+1,t′i+2,表示需要经过三个阶段才能将数据存储到数据库中,得到数据上传速率增量Δv,Δv=τi+2-2τi+1+τi

其中,τi+2,τi+1,τi分别对应t′i+2,t′i+1,ti′时刻IO密集型虚拟机Vi存储到数据库中的数据量;

C.根据上传速率增量Δv判断IO密集型虚拟机Vi所有可能的状态,用集合status={1,

2,3,4,5,6}来表示,其中1为无数据状态,2为减少状态,3为稳定状态,4为增加状态,5为预警状态,6为超量状态;

D.计算IO密集型虚拟机Vi当前状态与前一个状态相同的概率

其中,ξi表示虚拟机当前状态与前一个状态相同的次数,numi为状态集合status的真子集,表示虚拟机Vi工作时段下状态变化集合;

E.计算虚拟机Vi存储数据的优先级pi,

其中,Sipre表示IO密集型虚拟机Vi软分配的预存储空间大小,Sipost表示虚拟机Vi在ti时刻已存储到存储节点的数据大小;

F.计算控制节点中的控制器对IO密集型虚拟机Vi进行资源配置的优先级Pi,Pi值越大,说明该虚拟机越需要及时分配到更多的计算资源,以提高数据存储的速率,其中,W为不同类型的数据对应的权重集合,W={w1,w2,...,wn};

G.给边缘服务器中的每个IO密集型虚拟机分配一个优先级Pi并建立最大优先级队列P,通过优先级队列P的变化对IO密集型虚拟机的资源配置进行相应的更新,优化并合理分配存储资源;

H.计算某个CPU密集型虚拟机Vi′中所有任务在并行伪分布条件下执行所需时间Time,其中,time表示单个任务执行的平均时间,C为CPU核心数,T为CPU密集型虚拟机Vi′中同时执行任务的个数;

I.计算CPU密集型虚拟机Vi′的加速比sp,

其中,Rn为CPU密集型虚拟机Vi′在并行伪分布式条件下完成任务的最小执行时间,Rd为CPU密集型虚拟机Vi′在并行分布式条件下完成任务的最小执行时间;

J.当虚拟机数量超过宿主机CPU核心数C时,随着虚拟机数量的增加,物理机性能逐渐降低,影响因子为θ,得到虚拟机个数G和影响因子θ的关系,其中,G为虚拟机个数;

K.定义CPU密集型虚拟机Vi′中所有任务在并行分布条件下执行所需时间Time′,其中,sp为加速比,θ为影响因子,Time为CPU密集型虚拟机Vi′中所有任务在并行伪分布条件下执行所需时间;

L.设置CPU密集型虚拟机Vi′中所有任务要求完成的时间上限Req_Time'=Time_com+Time_cor,其中,Time_com为任务实际完成时间,Time_cor为通信延迟时间,所有任务能顺利完成,需满足Time'≤Req_Time',若不满足,则需要对计算资源即CPU核心数进行分配,具体过程是:假设b个任务中有d个未按时完成的任务b′={b′1,b′2,...,b′d},其执行时间为对应的要求完成的时间上限为则当前情况下,CPU密集型虚拟机Vi′需分配的计算资源如下式所示:其中, 为CPU密集型虚拟机Vi′需分配的CPU核心数。