[发明专利]一种云边端协同资源管理方法及系统

说明书

本发明公开了一种云边端协同资源管理方法，包括如下步骤：步骤S1：接收用户任务请求；步骤S2：获取云边可用资源状态信息；步骤S3：基于用户请求和可用资源状态信息建立考虑可靠性、时延和资源容量约束的系统收益最大化的资源管理优化模型；步骤S4：求解资源管理优化模型，完成用户任务与资源节点匹配，用户将任务卸载至匹配的资源节点。本发明的云边端协同资源管理方法，加入了可靠性进行资源管理，同时考虑了计算、存储和网络资源，易于实现，保证时延，精准可靠，提高了资源利用率和系统收益等。

技术领域

本发明涉及云计算、边缘计算和智能网联技术领域，具体地说是一种云边端协同资源管理方法及系统。

背景技术

近年来，随着云计算、边缘计算、5G通信和物联网技术的发展，大量智能网联设备和用户终端设备，如智能手机、传感器、可穿戴式设备、智能网联汽车等，接入网络依靠中心云和边缘云的强大计算能力来部署应用并提供服务。例如，智能网联汽车的车载计算与存储资源较为有限，行驶过程中可将大量计算密集型和时延敏感型计算任务传输到中心云和边缘云中处理，保证服务质量并降低车辆本身的能耗。

在万物互联的场景下，大量高并发的任务需要卸载到中心云和边缘云中进行处理。中心云虽有庞大的计算和存储资源，但离终端设备较远，网络通信延迟较大，难以满足实时性要求高的任务需求。将任务卸载至靠近终端的边缘云中能够有效满足低时延，但边缘云的计算和存储资源远少于中心云，且边缘云通常与通信基站搭配使用，基站的信号覆盖范围以及无线通信资源也是有限的，大量高并发的任务在有限资源的使用上存在竞争关系。因此，针对各类任务的实时性、所需资源数量、运行方式等要求，合理分配任务的运行地点及占用资源数量，保障计算任务按需实时可靠地完成，对降低运营成本和提高用户体验具有重要意义。

现有主要的方法有：专利文件CN 110266744 A提出了一种基于位置的边缘云资源调度方法及系统，该方法将边缘节点的位置和提供的服务建立资源列表，持续循环地获取终端设备位置和所请求的云服务，为终端设备调度就近的边缘节点；专利文件CN111813502 A提出了一种面向工业边缘节点的计算资源管理调度方法，该方法构建了边缘节点的计算资源虚拟化架构，实现了计算资源的统一管理，同时通过预测边缘节点未来时刻的计算资源使用情况，结合工业计算优先级与边缘节点的过载情况，提出了一种面向边缘节点负载不均衡问题的计算资源调度策略。专利文件CN 110688213 A提出了一种基于边缘计算的资源管理方法、系统及电子设备，该方法获取所有可利用的边缘网络资源的状态信息，根据当前任务的相关信息分别计算当前任务在客户端本地和在边缘计算平台的任务执行时间，判断是否执行调度，该方法能够有效减少资源的浪费，提升资源利用率，减少任务执行时间。专利文件CN 112232863 A提供了一种基于云边端协同的虚拟资源管理方法及系统，该方法构建用户分簇模型、需求竞价算法和面向响应度的虚拟资源管理算法，将需求响应过程中的竞价目标转换为多目标整数线性规划目标问题，根据单个容器计算能力下的竞价耗时与预期时延要求，进行虚拟资源管理。

上述专利都从不同角度提出了云和边缘资源管理方法，但仍存在一定的不足。现有方法的管理决策考虑因素单一，只考虑用户终端与边缘云的位置距离、只考虑服务器负载情况或只考虑任务的时延等，缺乏统筹考虑且都未考虑可靠性对资源管理的影响；大部分方法只考虑了计算资源，未全面考虑计算、存储和网络资源。本发明提供了一种云边端资源管理方法及系统，同时考虑中心云和边缘云的计算、存储和网络资源，在满足用户任务时延要求的同时考虑可靠性进行资源管理，从而实现系统收益最大化。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种同时考虑计算、存储和网络资源，在满足用户任务的时延要求同时考虑可靠性的云边端协同资源管理方法和系统，实现系统收益最大化。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种云边端协同资源管理方法，包括如下步骤：

步骤S1：接收用户任务请求；

步骤S2：获取云边可用资源状态信息；