[发明专利]一种边缘计算资源自适应动态调度方法及系统

说明书

本发明提供一种边缘计算资源自适应动态调度方法及系统，属于边缘计算技术领域，本发明通过资源监控组件动态获取边缘节点的资源使用情况，结合边缘应用对于CPU、内存以及GPU的资源需求，构建出边缘节点的动态优先级，选择最优的边缘节点。在边缘应用运行过程中，监控边缘应用在一天中各个时间段的资源使用变化情况，对应用资源进行动态调整，并且把这种变化率作为调度的因子。该策略具有自适应性，可以根据动态的需求来调整资源，为边缘计算资源提供了一种高效、合理的调度策略。

技术领域

本发明涉及边缘计算技术领域，尤其涉及一种边缘计算资源自适应动态调度方法及系统。

背景技术

云计算的发展使得物联网等移动设备可以通过云端的数据中心获得丰富的计算资源，但也不可避免地产生大量通信延迟，无法满足即时响应的移动应用需求。为了解决上述问题，边缘计算应运而生，边缘计算提出在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供高性能、高带宽、低延时的计算服务。边缘计算环境中包含多种数量庞大的资源，并由虚拟化技术支持资源管理，一种好的调度策略对边缘计算平台至关重要。

资源调度的问题是一个寻找最优映射的过程，即将任务集合映射到资源集合上，并尽可能地优化目标。现有的资源调度策略大多数是集中式的，即把调度问题作为一个整体来看待，解决方案一般在离线的情况下得出，因此调度策略无法响应实时的环境变化。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种边缘计算资源自适应动态调度方法。最大限度地使用边缘计算服务器的资源，以便能够用尽可能少的设备和资源提供服务，并且不影响边缘应用的资源需求，实现资源的有效分配和调度。

本发明的技术方案是：

一种边缘计算资源自适应动态调度方法，通过资源监控组件动态获取边缘节点的资源使用情况，结合边缘应用对于CPU、内存以及GPU的资源需求，构建出边缘节点的动态优先级，选择最优的边缘节点。在边缘应用运行过程中，监控边缘应用在一天中各个时间段的资源使用变化情况，对应用资源进行动态调整，并且把这种变化率作为调度的因子。该策略具有自适应性，可以根据动态的需求来调整资源，为边缘计算资源提供了一种高效、合理的调度策略。

进一步的，

工作步骤如下：

1)边缘应用请求分配计算资源；

2)通过资源监控收集边缘节点cpu、内存使用率以及边缘应用cpu、内存使用率；

3)通过资源调度获取边缘应用对CPU、内存、GPU资源的需求；

4)根据CPU、内存、GPU资源的需求过滤掉不满足资源需求的边缘节点；

5)计算满足资源需求的各个边缘节点的得分，分数最高则为最优边缘节点；

6)边缘应用在运行过程中，根据实际资源占用情况以及边缘节点资源使用情况动态调整边缘应用资源分配。

进一步的，

如果实际资源占用过高，超过所设置的上限阈值，则通过资源调度进行自适应调度，自动增加边缘应用的资源分配，如果此边缘节点资源不足，则在同一边缘分区中选择其它分数最高节点部署相应的另外一个副本实例来平衡边缘应用负载；如果实际资源占用低于所设置的下限阈值，则通过资源调度自动缩减边缘应用的资源分配。

若出现云边网络断开情况，边缘应用不会调度到其它边缘节点，保证该边缘节点的应用可以正常运行，能够进行边缘自治，当网络恢复后，通过资源调度重新对该边缘节点应用进行自适应动态调度。

本发明还公开了一种边缘计算资源自适应动态调度系统，包括资源监控组件和资源调度组件，共同完成边缘计算资源的自适应动态调度，其中：