[发明专利]一种边缘计算环境下的虚拟机动态迁移方法

权利要求书

1.一种边缘计算环境下的虚拟机动态迁移方法，其特征是，包括如下步骤：

a、确定场景大小；

移动边缘网络的状态用N×N的矩阵表示，矩阵中的第(i,j)个元素(G)_i,j∈[0,η_max)表示在第i个和第j个MEC服务器之间是否有直接的连接，(G)_i,j＝0则表示没有直接的连接；η_max是最大信道容量；N为MEC服务器的数量；

b、选择要迁移的服务；

产生迁移的服务有两种：

①、用户由于本身资源不够提出迁移请求；

②、由于用户的移动造成设备离开原基站的服务范围而进入其他基站的服务范围；

c、选择MEC服务器；

根据迁移策略π(t)预测移动设备任意时隙t所可能移动到的位置，并找出移动设备从当前位置到移动后的位置这一移动过程中所经区域所对应的MEC服务器；

d、对步骤c中所有MEC服务器进行迁移成本计算；

d-1、计算通信时延；

对于服务m，其传输消耗为：

式(4)中，λ_m表示输入的需要被处理的数据大小，α(t)表示时隙t内网络中可用的信道资源，η_L(t),j表示从L(t)到j＝(π)_t,m的信道容量，L(t)表示移动设备的当前位置；D_add为常数，表示无线传输的消耗；

对于MEC服务器n提供服务m，其计算时延为：

式(5)中，σ_m,n表示MEC服务器n可以分配给服务m的CPU频率，γ_m为计算强度，表示每个服务需要CPU资源来计算一位输入数据的要求；

当迁移策略为π(t)时，时隙t中数据传输和处理之和的通信时延U_m(t)如下：

d-2、计算迁移策略时延；

对于服务m，在时隙t内执行π(t-1,t)迁移策略的时延为：

式(7)中，θ_max是服务示例数据的最大可能大小，η_g,e是从g＝(π)_t-1,m到e＝(π)_t,m的信道容量；

d-3、计算迁移成本；

对于服务m，在时隙t内，其总服务时延为：

式(8)中，τ是一个时间间隙，f_m表示消息发送的频率；

M个服务的标准化平均时延，即迁移成本如下：

式(10)中，D_m为最大允许延迟时间，ω_m为对应服务m的权重；

e、选取迁移成本最小的MEC服务器作为最优MEC服务器，进行服务迁移。

2.根据权利要求1所述的边缘计算环境下的虚拟机动态迁移方法，其特征是，在步骤c中，迁移策略π(t)的求解如下：

根据用户当前的状态s将未来一系列可能的状态变迁的行为关联到A_s，对于一个给定的行为a，当从一个状态s切换到另一个状态s′时，关联一个瞬时奖励r(s,s′,a)，该奖励以迁移开销大小为标准，r(s,s′,a)＝α(t)-D(t)；因此马尔科夫决策过程表述为：

(S,(A_s,s∈S),q(s'|s,a),r(s,s',a)) (2)

式(2)中，q(s′|s,a)表示在行为a下，从状态s切换到另一个状态s′时的转换速率，定义一个衰减因子ψ∈[0,1]，则迁移策略π(t₁,t₂,……,t_q)表示为：

式(3)中，E为移动设备距最初位置的平均距离：

h表示移动设备所在位置处于以最初位置为中心的第h环上，设最初位置是第0环；

通过式(3)即可求得迁移策略π(t)。

3.根据权利要求1所述的边缘计算环境下的虚拟机动态迁移方法，其特征是，步骤a中，N为12。

4.根据权利要求1所述的边缘计算环境下的虚拟机动态迁移方法，其特征是，步骤d中，α(t)为0.65。