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专利号: 2021108834798
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
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:

1.一种基于黏菌算法选取代理节点管理雾计算网络的方法,包括,其特征在于:S1:该方法包括雾网信息获取模块、代理节点选取模块和代理节点工作模块,雾网信息获取模块模拟了黏菌对周围整体环境的信息获取方式,获取任务和节点信息,大节点的数量约等于传统代理节点的数量,黏菌算法将根据大节点的数量比例将雾网分为三类;

一类是大节点数量少,代理节点负载较大,将选取一定数量的普通节点成为非传统代理节点;

第二类是大节点数量适中,黏菌算法将考虑使用更合适的非传统代理节点负责管理工作,并释放大节点的计算能力;

第三类是大节点数量比例过多的情况。

S2:代理节点选取模块利用黏菌算法从雾节点中选取出一定数量的符合选取标准的节点成为代理节点,选取满足特定条件的雾节点成为新型代理节点,代理节点将承担任务调度的预分配工作,使任务调度的范围限制在较小的雾节点之间,为了构建新型树形雾网结构;

定义所述任务源集T={T1,T2,...,Tk},k为任务数量;

所述代理节点集M={M1,M2,...,Mp},p为选出的代理数量;

所述雾节点集N={N1,N2,...,Nq},q为选出代理节点后剩余雾节点的数量。

S3:黏菌算法选取代理节点主要分为两步,首先根据选取条件从所有雾节点中选出第一批代理节点,然后再根据任务源的实际不同的需求情况最终确定相适应数量的代理节点,存在f1:M→T,使得T 中的每一个方法任务源都有不少于一个方法代理节点处理任务;

存在f2:M→N,使得M中的每一个代理都将管理至少一个所述雾节点用于任务分配,其中f1,f2即为黏菌雾网生成算法得出的映射关系。

定义所述任务源到代理节点的关系矩阵为:定义所述代理节点到雾节点的关系矩阵为:S4:黏菌雾网生成算法的作用是先分别得到两个关系矩阵元素的boolean值,再进行两个关系矩阵的乘法;

通过所述研究黏菌自适应网络发展模型,将雾节点类比为黏菌、任务源类比为食物,黏菌算法在代理选择、节点接入等决策上引入了食物浓度的概念。

2.根据权利要求1所述的一种基于黏菌算法选取代理节点管理雾计算网络的方法,其特征在于,在S4中,所述食物浓度定义为黏菌(节点)向食物(任务源)移动的意愿,每个任务源的食物浓度定义为:

其中Ts表示此任务源的任务大小,SN表示与此任务源相连节点的计算速度,k表示相连节点的个数。

3.根据权利要求1所述的一种基于黏菌算法选取代理节点管理雾计算网络的方法,其特征在于,所述代理节点做任务源选择的决策值:CD=αC+βd(T,M)+γNM其中函数d(a,b)表示ab之间连接的距离,d(T,M)代表任务源到代理节点的距离,NM代表与此任务源已经建立链接的代理节点数量。αβγ表示模糊逻辑中的权重占比,并有α+β+γ=1。

4.根据权利要求3所述的一种基于黏菌算法选取代理节点管理雾计算网络的方法,其特征在于,所述代理节点做雾节点选择的决策值CD’=α’C’+β’d(M,N)+γ’NN其中d(M,N)代表代理节点到节点的距离,NN代表与此代理节点已经建立链接的节点数量。

5.根据权利要求4所述的一种基于黏菌算法选取代理节点管理雾计算网络的方法,其特征在于,定义所述雾网调度距离,其表示任务传输到处理节点上的平均传输距离,计算公式为:

其中,AVG表示平均值,d(a,b)表示ab之间连接的距离;

调度距离能够直接反映任务传输到代理节点和代理节点再将任务分配到雾节点上进行处理的通信距离。

6.根据权利要求1所述的一种基于黏菌算法选取代理节点管理雾计算网络的方法,其特征在于,所述资源接入量表示平均每个任务源有多少个所述雾节点处理任务:其中N(a,b)表示ab之间连接的数量。

7.根据权利要求1所述的一种基于黏菌算法选取代理节点管理雾计算网络的方法,其特征在于,所述代理节点工作模块是上一模块中选出的代理节点管理雾计算网络,主要包括对接入雾网的雾节点的选择和连接、处理任务卸载、反馈任务和节点的映射关系。