[发明专利]一种基于边缘计算的工业互联网后台运行管控方法

说明书

本发明提供了一种基于边缘计算的工业互联网后台运行管控方法，属于后台运行管控技术领域，包括S1：任务调度；S2：计算卸载；S3：资源约束利润优化；S4：多任务组合计算，本发明提出了一种基于边缘计算的工业互联网后台运行管控方法，解决了边缘云任务调度过程中的资源约束和利润优化问题，基于该算法计算出的任务调度策略，构建了边缘云的任务调度模型，描述了边缘云的业务流程和特点，可以缩小搜索范围，实现全局优化，在任务调度过程中还考虑了资源约束，实现负载均衡，还能提高任务调度的利润。

技术领域

本发明涉及后台运行管控技术领域，具体讲是一种基于边缘计算的工业互联网后台运行管控方法。

背景技术

边缘计算是一种新的计算模式，指将部分计算任务由原有的云计算中心迁移到数据源头附近，用来减轻云计算的压力。边缘终端设备要在网络、计算、存储等方面有相应的配置来完成对数据部分或全部的处理任务。边缘计算作为分布式开放平台，向周围提供智能服务，连接了数据物理数据世界和数字化世界，在实时业务、数据优化、数据安全与隐私保护方面有关键应用。

工业互联网环境，从网络技术的角度来说，它需要高可靠性、低时延。这正是工业智能边缘计算的优势所在，具有一定计算能力的边缘节点可以处理一些简单的任务，满足工业互联网对高可靠性和低时延的要求。然而，在大数据的环境下，边缘节点处理的任务能力有限，若全部由边缘节点处理将带来高时延和低可靠性。故边缘计算在工业互联网中的挑战便是边缘端的计算卸载和云端的任务调度问题。

现有技术中的工业互联网后台运行管控具有以下问题：

(1)现有的工业互联网下的边缘云中的任务类型多样化、数量大，但云端可提供的资源有限，现有的边缘云需要发挥最大化效益；

(2)现有的边缘云环境中资源有限，任务数远大于虚拟机数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于边缘计算的工业互联网后台运行管控方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是：一种基于边缘计算的工业互联网后台运行管控方法，包括以下步骤：

S1：任务调度；工业互联网下的边缘云中的任务类型多样化、数量大，但云端可提供的资源有限，为了实现边缘云可以发挥最大化效益，需要设计一套任务调度策略，任务调度是操作系统的重要组成部分之一，主要从任务队列中选取合适的任务分配给相应的资源完成任务处理。

S2：计算卸载；计算卸载是指终端设备将一部分或全部计算任务交给云计算环境处理的技术，以解决移动设备在资源存储、计算性能及能效等方面的不足。

S3：资源约束利润优化；计算模型对边缘云环境下任务调度的资源约束利润优化方法进行建模，阐述利润的计算方法和目标函数。

S4：多任务组合计算；多任务组合是指：在将一个任务划分为可独立执行的多个子任务；同时，这些子任务间存在着以依赖关系。卸载到一个中心云中，由中心云处理卸载的任务。由这些子任务组成一个任务集，任务集Task set(Id，{T1，T2，T3，.，Ti})(i＝1，2，3...n)，其中的参数分别代表任务集的Id和其中的子任务，子任务模型Sub task(Id，D，C)，其中的参数分别代表计算子任务的Id、计算量(MB)、上传到云端和下载计算结果到本地的规模(MB)。

进一步的，所述任务调度包括利用蚁群算法进行任务调度。

进一步的，所述计算卸载包括以下步骤：

S21：卸载决策，通过移动终端决定卸载方式和卸载量；

S22：资源分配，通过移动终端进行资源分配；

S23：卸载路径选择，选择移动用户迁移过程中的路径进行卸载。

进一步的，所述资源约束利润优化包括以下步骤：