[发明专利]移动边缘计算中副本的动态一致性维护方法

权利要求书

1.移动边缘计算中副本的动态一致性维护方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，获取副本的放置数据，构建节点-副本超图模型和关系矩阵，将三种一致性维护方式平均分配给所有的文件副本，所述三种一致性维护方式包括强一致性、弱一致性和最终一致性；

S2，获取副本数据集，副本数据以五元组(cread,cwrite,rtime,wcost,diff)表示，其中，cread,cwrite,rtime,wcost,diff依次代表读频率、写频率、响应时间、写开销、过期程度，提取其中cread,cwrite,rtime,wcost,diff属性数据，得到一个M×5的副本数据集矩阵C_f；

S3，标准化处理步骤S2得到的副本数据集矩阵C_f，并为C_f中的属性分配权重得到待划分副本数据矩阵T_m；

S4，依据步骤S3得到的待划分副本数据矩阵T_m，使用改进的聚类方法对T_m进行聚类划分，得到3个副本类别；

S5，依据步骤S1得到的超图G(V,E)，利用广度优先搜索的方式将顶点集初始化分成两个顶点集V₁和V₂，通过改进的KL算法进行超图划分，动态地调整副本的存储位置，根据步骤S4得到的3个副本类别，根据打分函数给每个簇贴上相应的一致性维护策略，成功实现副本的动态一致性维护；

所述改进的KL算法具体包括以下步骤：

(1)根据边缘节点列表NodeList和文件列表FileList构造初始的超图H＝V,E；

(2)使用广度优先搜索的方式得到初始的2路划分，得到顶点集合S₁和S₂；

(3)从集合S₁和S₂中选择一对节点，(v_i,v_j)，其中v_i∈S₁，v_j∈S₂，计算收益值gain和两个节点的剩余空间和如果满足条件：就将两个节点之间的不同文件进行交换，并对遍历过的节点进行标记；如果不满足条件，直接进行下一趟的遍历操作，其中Maxgain，分别表示当前最大收益值，节点v_i和节点v_j的容量；

(4)当所有节点被标记，该趟结束，如果迭代次等于K_n时，则整个算法结束；若迭代次数小于K_n，将迭代次数加1，然后将当前划分的结果作为输入，进行算法的下一趟遍历。

2.根据权利要求1所述移动边缘计算中副本的动态一致性维护方法，其特征在于：步骤S1所述节点-副本超图模型和关系矩阵定义为，存储相同文件副本的结点之间存在一条超边，将超边进行编号，形成一个超图G(V,E)和一个N×M邻接矩阵T，其中的元素T_(ui,uj)代表第i个节点存储了第j个副本，V和E表示顶点集合和超边集合，N和M为正整数，且i、j均为不大于N和M的正整数。

3.根据权利要求2所述移动边缘计算中副本的动态一致性维护方法，其特征在于：所述节点-副本超图模型和关系矩阵的构建方法如下：

(1)根据移动边缘计算中节点存储副本的情况得到超边集合E；

(2)根据超边集合和各个节点之间的距离关系得到无向加权超图G(V,E)；

(3)根据超图G(V,E)得N×M邻接矩阵T。

4.根据权利要求1所述移动边缘计算中副本的动态一致性维护方法，其特征在于：步骤S3所述标准化处理为使用离差标准化方法对副本数据集C_f进行标准化处理：

其中，pi表示数据矩阵中每一列数据的取值，z表示行数，和分别表示该列数据最小值和最大值，w_i表示对应pi分配的权重值，qi为标准化处理之后的值。