[发明专利]软件定义云边协同网络能耗优化方法和系统

说明书

本发明公开了一种软件定义云边协同网络能耗优化方法及系统，其中方法包括：获取连接请求集合；根据连接请求集合确定计算资源；基于业务发送能耗、节点能耗和计算能耗通过K条最短路径算法获取最优工作路径。根据用户发送功率、任务大小和光纤传输速率计算发射能耗，根据路径所经节点数和节点的负载情况计算路径节点能耗，以及根据计算边缘服务器的计算能力和边缘计算服务器处理数据单位时间所产生的能耗，计算出软件定义云边协同网络的能耗。通过软件定义云边协同网络能耗优化方法和系统，有效平衡网络资源和业务能耗之间的关系，在合理分配资源的情况下最大程度地减少云边协同网络的能耗，提高了云边协同网络的灵活性和可拓展性。

技术领域

本发明涉及云边协同网络技术领域，具体涉及一种软件定义云边协同网络能耗优化方法和系统。

背景技术

近年来，随着物联网(Internet of things，IoT)的高速发展和大量数据应用的广泛使用，用户对于网络计算资源的需求量急剧增长。资源受限的移动终端设备的计算能力已不能满足移动用户在数据处理方面急剧增加的需求。尽管新的移动设备在中央处理器(Central Processing Unit，CPU)方面越来越强大，但移动应用程序，如交互式游戏、虚拟现实和自然语言处理，通常需要进行密集的计算，并产生高能耗。

一个新的体系结构和技术移动云计算具有应对上述挑战的潜力。通过将计算任务从移动设备迁移到基于基础架构的云服务器，云计算可以提供大量的移动应用程序接入功能，通过云计算的统一管理方式降低网络的能耗，设备可以通过计算资源卸载，将计算任务传输到远端云服务器执行，从而能够有效缓解计算资源需求量较大的问题。然而，计算任务传输到云端服务器会造成不可接受的时延、增加额外传输能量消耗问题。由于传统网络不能从整个网络的角度对流量进行控制，流量路径的灵活调整能力不足，网络运营商负责对用户提供网络接入功能，用户的需求千差万别，一旦原有基础网络无法满足新需求，就需要上升到协议制定修改的层面，运维难度较大，缺乏网络的可扩展性。

因此，如何提高云边协同网络的灵活度和可扩展性成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种软件定义云边协同网络能耗优化方法和系统，以解决现有技术中云边协同网络存在的灵活度和可扩展性不够高的问题。

本发明实施例提供了一种软件定义云边协同网络能耗优化方法，包括：

获取连接请求集合；

根据连接请求集合确定计算资源；

基于业务发送能耗、节点能耗和计算能耗通过K条最短路径算法获取最优工作路径；

其中，根据连接请求集合确定计算资源包括：

若本地区域计算资源满足连接请求集合，则由本地区域计算资源处理连接请求集合；

若本地区域计算资源不满足连接请求集合，则由本地区域计算资源和边缘区域计算资源处理连接请求集合；

若本地区域计算资源和边缘区域计算资源不满足连接请求集合，则由本地区域计算资源、边缘区域计算资源和云计算资源处理连接请求集合。

可选地，获取连接请求集合包括：

生成一组连接请求集合CR；其中，每一个连接请求CR(u,f,r)∈CR，u表示用户请求，f表示用户请求所需的频谱间隙数，r表示用户请求所需的计算资源数。

可选地，基于业务发送能耗、节点能耗和计算能耗通过K条最短路径算法获取最优工作路径包括：

计算每一节点的负载任务数、节点负载和节点负载率；

计算K条工作路径的发送能耗和节点能耗；

根据用户请求所在层数获取计算能耗；