[发明专利]一种基于时延度量移动边缘计算的协同服务缓存方法

说明书

本发明公开了一种基于时延度量的移动边缘计算中协同服务缓存方法。所述方法依次包括以下步骤：接收用户请求、本地服务缓存处理、协同缓存请求、转发云计算中心处理、返回任务处理结果；本发明提供一种利用移动边缘计算系统下分层结果和小型基站之间互联关系的协同服务缓存方法，充分考虑了移动边缘计算的分层和互联结构，对移动边缘计算系统进行建模，提出基于减少服务时延为度量标准的协同服务缓存策略，利用实际分层结构和小型基站之间的互联关系进一步提高服务缓存性能。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于时延度量移动边缘计算的协同服务缓存方法。

背景技术

移动应用程序数量随着智能手机和可穿戴设备等移动设备的迅速增加而显著增长。然而，对于即时在线游戏，增强现实和虚拟现实应用和图像和视频处理应用等新兴应用程序来说，通常计算需求大且对时延敏感，在用户设备上为这些应用程序提供服务通常会引入大量的计算工作负载，当用户设备使用有限资源(如计算、存储和能量)应付如此繁杂的工作负载时，这些应用程序的服务质量和用户体验可能大大降低。而随着这些应用程序的功能不断增加，使得这一问题更加严重。移动边缘计算是解决上述问题有效技术之一，它通过部署许多具有一定计算和存储能力的小型基站，为移动设备和用户提供对时延敏感、计算需求量大的应用服务。移动边缘计算中，小型基站具有一定的存储能力，可以将用户的任务请求进行临时缓存以便提供更高质量的服务。以往对于服务缓存的策略只简单考虑用户、小型基站、云计算中心的结构，对于超过小型基站计算能力的任务执行请求，将被直接转发到云计算中心处理。事实上，在许多实际场景中，移动用户和云计算中心之间通常存在不止一层的结构，且各个小型基站实际拓扑比基本层次结构更加复杂，大多数小型基站彼此之间也有连接。因此，我们分析并利用这种分层结构和小型基站之间互联关系，进一步提高服务缓存的性能，提高移动边缘计算中的服务质量。在服务缓存策略设计中，我们综合考虑了服务的流行度、任务请求的空间分布以及缓存的更新成本问题，对重复服务的缓存、争用和缓存更新问题进行建模和分析。

发明内容

本发明提供了一种基于时延度量移动边缘计算的协同服务缓存方法。解决了传统移动边缘计算小型基站服务缓存策略只考虑用户、小型基站、云计算中心简单结构的不合理性问题，实现了利用实际分层结构和小型基站之间的互联关系进一步提高服务缓存性能的技术效果。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于时延度量移动边缘计算的协同服务缓存方法，包括以下步骤：

步骤一、移动边缘计算机系统中的小型基站接收用户发出的任务请求；

步骤二、如果移动边缘计算机系统中的该小型基站存在用户任务请求的服务缓存，则进行本地服务缓存处理；

步骤三、如果用户任务请求数量超过该小型基站的计算处理能力，则向相邻小型基站节点发送协同服务缓存请求；

步骤四、当本地服务缓存、协同服务缓存请求均不满足用户的任务请求，则由接收该任务请求的小型基站转发该任务到云计算中心处理；

步骤五、将用户的任务请求处理结果返回给用户。

优选的，所述步骤二的本地服务缓存处理过程还包括：

对于相邻小型基站间存在重复的服务缓存的情况时，小型基站基于时延度量来决策是否保留该重复的服务缓存。

优选的，所述基于时延度量来决策是否保留该重复的服务缓存具体为：

步骤2-1，计算保留该重复的服务缓存减小时延

步骤2-2，计算整合后的服务缓存减小时延

步骤2-3，比较和若则进行服务缓存整合，即不保留该重复服务缓存，有用户发出该任务请求时，该小型基站将从其他的小型基站发出协同缓存需求；否则该小型基站保留该重复的服务缓存。