[发明专利]一种软件定义车联网计算任务迁移和调度方法

权利要求书

1.一种软件定义车联网计算任务迁移和调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立软件定义车联网

所述的软件定义车联网包括：

数据层，包括路边单元、基站、以及车辆；

控制层，包括SDN控制器；

应用层，包括各种不同的业务或应用程序；

其中，控制层的SDN控制器与数据层的SDN交换机交互信息，与应用层进行通信；

所述的软件定义车联网中的通信方式有：车车通信，车辆与SDN控制器通信，路边单元、基站与SDN控制器通信，以及车辆与基站、路边单元通信；

所述的车辆的处理器中建立车辆的任务管理框架，包括管理模块、应用模块和后端模块，其中：应用模块用于使用户选择并下载业务，或选择并下载安装应用程序，后端模块用于对计算任务进行虚拟化、管理剩余资源以及对任务处理时间的估计；管理模块负责收集信息以及迁移计算任务；

所述的基站中设置有SDN控制器的代理模块，负责接收SDN控制器的策略信息，根据策略信息更改车辆流表的流表项，完成车辆的请求；

所述的SDN控制器的代理模块，在SD004E控制器不能及时响应车辆需求时，SDN控制器通过有线的方式发送策略信息到基站，基站中的代理模块收到策略信息后根据策略信息更改车辆流表的流表项，完成车辆的请求；

步骤2，计算任务的迁移和调度

车辆从应用层下载业务或应用程序后，在执行业务或运行应用程序时产生计算任务，当计算任务超出车辆的计算能力时，则将计算任务发送至其他车辆协助完成；记发送计算任务的车辆为任务迁移请求车辆，任务的接收者为任务迁移执行车辆；

请求车辆向一跳通信范围内的所有车辆发送任务迁移请求消息，接收各车辆返回到请求车辆的应答消息，请求车辆筛选出 愿意执行计算任务、满足计算资源且计算能力强的车辆作为执行车辆，将执行车辆按照与请求车辆的距离由小至大进行排序，将排序后的结果发送到SDN控制器，SDN控制器收到所述的结果后，建立从请求车辆到各个执行车辆的流表并下发到所有车辆；

请求车辆按照各执行车辆的计算能力将计算任务分割为子任务，除了请求车辆本身处理的部分子任务之外，将其余子任务分配给各个执行车辆，执行车辆接收到子任务后开始计算，将计算结果回传给请求车辆；

当执行车辆还未将计算结果完全回传给请求车辆之前，如果执行车辆与请求车辆之间的通信断开，则执行车辆向SDN控制器发送请求消息，SDN控制器收到执行车辆的请求消息重新为执行车辆规划一条发送路径，执行车辆将计算结果发送至执行车辆所在地的基站或路边单元，基站或路边单元再将计算结果发送至请求车辆所在地的基站或路边单元，然后请求车辆再从基站或路边单元下载计算结果。

2.如权利要求1所述的软件定义车联网计算任务迁移和调度方法，其特征在于，所述的管理模块负责收集信息以及迁移计算任务，其中管理模块包括：

队列缓存模块，用于收集计算任务并将其放置于调度模块中，同时提供计算任务卸载接口；

资源管理模块，用于控制后端模块可以使用的资源，以完成所需的计算任务；

调度模块，用于和其他车辆进行通信，做任务安排，发送任务并接收结果。

3.如权利要求1所述的软件定义车联网计算任务迁移和调度方法，其特征在于，所述的计算任务卸载，是指执行车辆从调度模块卸载计算任务，在虚拟机中调用匹配所需的资源，找到所需的资源后立即结束资源匹配，并按照匹配的资源完成计算任务的计算。

4.如权利要求1所述的软件定义车联网计算任务迁移和调度方法，其特征在于，所述的应答消息包括车辆ID、GPS信息、计算能力和是否愿意执行任务；

请求车辆一跳通信范围内的车辆根据自身能否满足请求车辆完成计算任务所需的计算资源做出是否愿意执行任务的选择，如愿意执行任务，则用1表示，否则用0表示。

5.如权利要求1所述的软件定义车联网计算任务迁移和调度方法，其特征在于，所述的请求车辆按照各执行车辆的计算能力将计算任务分割为子任务，除了请求车辆本身处理的部分子任务之外，将其余子任务分配给各个执行车辆，包括：

设当前需要执行的计算任务为K，将计算任务K划分为n个部分，n即表示子任务的总数；设执行车辆的数量为X，各执行车辆的计算能力为N_i，N_i表示执行车辆i在1秒可以处理的任务数量；则各执行车辆分配到的子任务为：