边缘计算阻塞恢复方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本技术涉及边缘计算技术领域，尤其涉及一种边缘计算阻塞恢复方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.通过使用由移动端、边缘服务器和云服务器组成的边缘计算系统，可以将计算任务分配到不同的网络节点，充分利用系统的计算和通信资源，在较少的时间内完成计算任务。
3.但是，当计算任务抵达移动端的速率过高时，节点的计算和通信资源可能无法及时处理全部计算任务，从而引起网络阻塞，过多的计算任务会阻塞在部分节点中。如何最小化阻塞恢复时间，是本领域亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种边缘计算阻塞恢复方法、装置、设备及介质，用以解决边缘计算阻塞恢复的问题。
5.因此，本技术第一方面提供一种边缘计算阻塞恢复方法，包括：
6.确定边缘计算系统中发生网络阻塞的目标节点的节点类型；
7.调用所述节点类型对应的优化方法，对所述边缘计算系统的配置参数进行优化，以最小化网络阻塞的恢复时间；
8.其中，所述配置参数包括任务分配比例、计算资源分配量和通信资源分配量；所述优化方法包括根据各节点的缓存比例优化配置参数，所述缓存比例是指已缓存数据量占该节点总缓存大小的比例。
9.在一种可能的实现方式中，在本技术提供的上述方法中，所述目标节点的节点类型为移动端；
10.所述调用所述节点类型对应的优化方法，对所述边缘计算系统的配置参数进行优化，包括：
11.确定所述目标节点所属边缘服务器下各移动端的全部计算资源以及缓存比例；
12.根据所述各移动端的全部计算资源调整所述配置参数，以使每个移动端自身的计算时延和通信时延相等，以及各移动端之间的计算时延和通信时延相等；
13.根据所述各移动端的缓存比例调整所述配置参数，以使各移动端之间的缓存增加速率相等。
14.在一种可能的实现方式中，在本技术提供的上述方法中，所述目标节点的节点类型为边缘服务器；
15.所述调用所述节点类型对应的优化方法，对所述边缘计算系统的配置参数进行优化，包括：
16.确定所述边缘计算系统下各边缘服务器的全部计算资源以及缓存比例，并确定各
边缘服务器下各移动端的全部计算资源；
17.根据所述各边缘服务器和各移动端的全部计算资源调整所述配置参数，以使各移动端和所属边缘服务器的计算时延相等，以及每个边缘服务器自身的计算时延和通信时延相等，以及边缘服务器之间的计算时延和通信时延相等；
18.根据所述各边缘服务器的缓存比例调整所述配置参数，以使各边缘服务器之间的缓存增加速率相等。
19.在一种可能的实现方式中，在本技术提供的上述方法中，所述目标节点的节点类型为云服务器；
20.所述调用所述节点类型对应的优化方法，对所述边缘计算系统的配置参数进行优化，包括：
21.确定所述边缘计算系统下云服务器、各边缘服务器和各边缘服务器下各移动端的全部计算资源；
22.根据所述边缘计算系统的全部计算资源调整所述配置参数，以使各移动端、各边缘服务器和云服务器的计算时延相等。
23.在一种可能的实现方式中，在本技术提供的上述方法中，所述确定边缘计算系统中发生网络阻塞的目标节点的节点类型之前，还包括：
24.检测到目标节点的通信时延大于预设时延阈值，确定所述目标节点发生网络阻塞。
25.本技术第二方面提供一种边缘计算阻塞恢复装置，包括：
26.确定模块，用于确定边缘计算系统中发生网络阻塞的目标节点的节点类型；
27.优化模块，用于调用所述节点类型对应的优化方法，对所述边缘计算系统的配置参数进行优化，以最小化网络阻塞的恢复时间；
28.其中，所述配置参数包括任务分配比例、计算资源分配量和通信资源分配量；所述优化方法包括根据各节点的缓存比例优化配置参数，所述缓存比例是指已缓存数据量占该节点总缓存大小的比例。
29.在一种可能的实现方式中，在本技术提供的上述装置中，所述目标节点的节点类型为移动端；所述优化模块，具体用于：
30.确定所述目标节点所属边缘服务器下各移动端的全部计算资源以及缓存比例；
31.根据所述各移动端的全部计算资源调整所述配置参数，以使每个移动端自身的计算时延和通信时延相等，以及各移动端之间的计算时延和通信时延相等；
32.根据所述各移动端的缓存比例调整所述配置参数，以使各移动端之间的缓存增加速率相等。
33.在一种可能的实现方式中，在本技术提供的上述装置中，所述目标节点的节点类型为边缘服务器；所述优化模块，具体用于：
34.确定所述边缘计算系统下各边缘服务器的全部计算资源以及缓存比例，并确定各边缘服务器下各移动端的全部计算资源；
35.根据所述各边缘服务器和各移动端的全部计算资源调整所述配置参数，以使各移动端和所属边缘服务器的计算时延相等，以及每个边缘服务器自身的计算时延和通信时延相等，以及边缘服务器之间的计算时延和通信时延相等；
36.根据所述各边缘服务器的缓存比例调整所述配置参数，以使各边缘服务器之间的缓存增加速率相等。
37.在一种可能的实现方式中，在本技术提供的上述装置中，所述目标节点的节点类型为云服务器；所述优化模块，具体用于：
38.确定所述边缘计算系统下云服务器、各边缘服务器和各边缘服务器下各移动端的全部计算资源；
39.根据所述边缘计算系统的全部计算资源调整所述配置参数，以使各移动端、各边缘服务器和云服务器的计算时延相等。
40.在一种可能的实现方式中，在本技术提供的上述装置中，还包括：
41.检测模块，用于在所述确定模块确定边缘计算系统中发生网络阻塞的目标节点的节点类型之前，检测到目标节点的通信时延大于预设时延阈值，确定所述目标节点发生网络阻塞。
42.本技术第三方面提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行以实现本技术第一方面所述的方法。
43.本技术第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现本技术第一方面所述的方法。
44.本技术的有益效果如下：
45.本技术提供的边缘计算阻塞恢复方法、装置、电子设备及存储介质，确定边缘计算系统中发生网络阻塞的目标节点的节点类型；调用所述节点类型对应的优化方法，对所述边缘计算系统的配置参数进行优化，以最小化网络阻塞的恢复时间，其中，所述配置参数包括任务分配比例、计算资源分配量和通信资源分配量；所述优化方法包括根据各节点的缓存比例优化配置参数，所述缓存比例是指已缓存数据量占该节点总缓存大小的比例。相较于现有技术，本技术更适用于真实的网络环境，在优化边缘计算系统的配置参数时充分考虑了不同节点的总缓存大小的不同，避免了在进行阻塞恢复时系统丢包的发生。
附图说明
46.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选事实方案的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用同样的参考符号表示相同的部件。在附图中：
47.图1是本技术提供的一种边缘计算阻塞恢复方法的流程图；
48.图2是本技术提供的节点处理数据的架构图；
49.图3是本技术提供的一种边缘计算阻塞恢复装置的示意图。
具体实施方式
50.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
51.现有的最小化最大网络阻塞恢复时间的方法，未考虑不同节点的总缓存大小不同。实际上，由于不同节点的总缓存大小不同，其到达缓存使用极限的速度也不同，为了避免丢包的发生，在设计优化算法时，需要充分考虑缓存因素。现有方法未考虑当不同节点的总缓存大小不同，现有优化方法不适用于真实的网络环境中。本技术在考虑缓存不同的实际情况下提出了最小化网络阻塞恢复时间的方法。
52.本技术实施例提供一种边缘计算阻塞恢复方法、装置、电子设备及存储介质，下面结合附图进行说明。
53.请参考图1，其示出了本技术所提供的一种边缘计算阻塞恢复方法的流程图，如图1所示，所述方法可以包括以下步骤：
54.s101、确定边缘计算系统中发生网络阻塞的目标节点的节点类型；
55.s102、调用所述节点类型对应的优化方法，对所述边缘计算系统的配置参数进行优化，以最小化网络阻塞的恢复时间；
56.具体的，上述边缘计算系统可以是由移动端、边缘服务器和云服务器组成的三层网络结构，各移动端、各边缘服务器和云服务器为三层网络中的节点，每个边缘服务器可以连接它覆盖范围内的移动端，云服务器可以连接所有边缘服务器。
57.如图2所示，节点中一般包括计算模块(提供计算资源)、传输模块(提供通信资源)和一定大小的缓存，不同的节点的总缓存大小不同，如图2所示，当原始数据
①②③
进入节点后，节点发现计算模块和传输模块处于拥堵状态，则会将原始数据
①②③
存储缓存中等待处理，这样则会造成节点处理数据的时延。
58.具体的，所述边缘计算系统的配置参数包括任务分配比例s、计算资源分配量θ和通信资源分配量φ；其中，任务分配比例是指移动端、边缘服务器和云服务器的任务分配百分比；计算资源分配量是指边缘服务器i分配给n个移动端的计算资源、云服务器分配给m个边缘服务器的计算资源；通信资源分配量是指边缘服务器i分配给n个移动端的通信资源、云服务器分配给m个边缘服务器的通信资源。
59.具体的，所述配置参数的优化方法中包括根据各节点的缓存比例优化配置参数，所述缓存比例是指已缓存数据量占该节点总缓存大小的比例，已缓存数据量可以理解为已拥塞的数据量。
60.以md表示移动端，es表示边缘服务器，cc表示云服务器，根据配置参数最小化网络阻塞的恢复时间，构建如下优化问题：
[0061][0062]
其中，
[0063]
表示每个移动端md的计算时延，λ为输入数据量。
[0064]
表示每个移动端md的通信时延，ρ为数据压缩比例。
[0065]
表示每个边缘服务器es的计算时延。
[0066]
表示每个边缘服务器es的通信时延，β是移动端md已处理过的数据量。
[0067]
表示云服务器cc的计算时延。
[0068]
上述优化问题的限制条件包括：
[0069]
表示边缘服务器es的通信资源分配限制。
[0070]
表示边缘服务器es的计算资源分配限制。
[0071]
表示云服务器cc的通信资源分配限制。
[0072]
表示云服务器cc的计算资源分配限制。
[0073]
表示移动端md的缓存限制，其中b表示总缓存大小，b表示已有缓存。
[0074]
表示边缘服务器缓存限制。
[0075]
在本技术的上述边缘计算阻塞恢复方法中，步骤s101之前确定目标节点发生网络阻塞的步骤如下：
[0076]
检测到目标节点的通信时延大于预设时延阈值，确定所述目标节点发生网络阻塞。其中，预设时延阈值可以根据实际情况进行设定，也可以根据节点类型的不同进行设定，本技术不做限定。
[0077]
在本技术的上述边缘计算阻塞恢复方法中，所述目标节点的节点类型为移动端；步骤s102，具体包括：
[0078]
确定所述目标节点所属边缘服务器下各移动端的全部计算资源以及缓存比例；
[0079]
根据所述各移动端的全部计算资源调整所述配置参数，以使每个移动端自身的计算时延和通信时延相等，以及各移动端之间的计算时延和通信时延相等；
[0080]
根据所述各移动端的缓存比例调整所述配置参数，以使各移动端之间的缓存增加速率相等。
[0081]
具体的，当某个边缘服务器下的移动端发生网络阻塞时，优化方法如下：
[0082]
①
充分利用所有移动端的计算能力；
[0083]
②
调整s、θ、φ参数，使得每个移动端自身的计算时延和通信时延相等；
[0084]
③
调整s、θ、φ参数，使得移动端之间的计算时延和通信时延相等；
[0085]
④
根据缓存比例调整s、θ、φ参数，使得移动端之间的缓存增加速率相等。
[0086]
在本技术的上述边缘计算阻塞恢复方法中，所述目标节点的节点类型为边缘服务器；步骤s102，具体包括：
[0087]
确定所述边缘计算系统下各边缘服务器的全部计算资源以及缓存比例，并确定各边缘服务器下各移动端的全部计算资源；
[0088]
根据所述各边缘服务器和各移动端的全部计算资源调整所述配置参数，以使各移动端和所属边缘服务器的计算时延相等，以及每个边缘服务器自身的计算时延和通信时延相等，以及边缘服务器之间的计算时延和通信时延相等；
[0089]
根据所述各边缘服务器的缓存比例调整所述配置参数，以使各边缘服务器之间的缓存增加速率相等。
[0090]
具体的，当某个边缘服务器发生网络阻塞时，优化方法如下：
[0091]
①
充分利用所有移动端、边缘服务器的计算能力；
[0092]
②
调整s、θ、φ参数，使得移动端和边缘服务器的计算时延相等；
[0093]
③
调整s、θ、φ参数，使得每个边缘服务器自身的计算时延和通信时延相等；
[0094]
④
调整s、θ、φ参数，使得边缘服务器之间的计算时延和通信时延相等；
[0095]
⑤
根据缓存比例调整s、θ、φ参数，使得边缘服务器之间的缓存增加速率相等。
[0096]
在本技术的上述边缘计算阻塞恢复方法中，所述目标节点的节点类型为云服务器；步骤s102，具体包括：
[0097]
确定所述边缘计算系统下云服务器、各边缘服务器和各边缘服务器下各移动端的全部计算资源；
[0098]
根据所述边缘计算系统的全部计算资源调整所述配置参数，以使各移动端、各边缘服务器和云服务器的计算时延相等。
[0099]
具体的，当云服务器发生网络阻塞时，优化方法如下：
[0100]
①
充分利用所有移动端、边缘服务器和云服务器的计算能力；
[0101]
②
调整s、θ、φ参数，使得移动端、边缘服务器和云服务器的计算时延相等。
[0102]
本技术提供的边缘计算阻塞恢复方法，确定边缘计算系统中发生网络阻塞的目标节点的节点类型；调用所述节点类型对应的优化方法，对所述边缘计算系统的配置参数进行优化，以最小化网络阻塞的恢复时间。相较于现有技术，本技术更适用于真实的网络环境，在优化边缘计算系统的配置参数时充分考虑了不同节点的总缓存大小的不同，避免了在进行阻塞恢复时系统丢包的发生。
[0103]
在上述的实施例中，提供了一种边缘计算阻塞恢复方法，与之相对应的，本技术还提供一种边缘计算阻塞恢复装置。
[0104]
如图3所示，本技术提供的一种边缘计算阻塞恢复装置10，包括：
[0105]
确定模块101，用于确定边缘计算系统中发生网络阻塞的目标节点的节点类型；
[0106]
优化模块102，用于调用所述节点类型对应的优化方法，对所述边缘计算系统的配
置参数进行优化，以最小化网络阻塞的恢复时间；
[0107]
其中，所述配置参数包括任务分配比例、计算资源分配量和通信资源分配量；所述优化方法包括根据各节点的缓存比例优化配置参数，所述缓存比例是指已缓存数据量占该节点总缓存大小的比例。
[0108]
在一种可能的实现方式中，在本技术提供的上述装置10中，所述目标节点的节点类型为移动端；所述优化模块102，具体用于：
[0109]
确定所述目标节点所属边缘服务器下各移动端的全部计算资源以及缓存比例；
[0110]
根据所述各移动端的全部计算资源调整所述配置参数，以使每个移动端自身的计算时延和通信时延相等，以及各移动端之间的计算时延和通信时延相等；
[0111]
根据所述各移动端的缓存比例调整所述配置参数，以使各移动端之间的缓存增加速率相等。
[0112]
在一种可能的实现方式中，在本技术提供的上述装置中，所述目标节点的节点类型为边缘服务器；所述优化模块102，具体用于：
[0113]
确定所述边缘计算系统下各边缘服务器的全部计算资源以及缓存比例，并确定各边缘服务器下各移动端的全部计算资源；
[0114]
根据所述各边缘服务器和各移动端的全部计算资源调整所述配置参数，以使各移动端和所属边缘服务器的计算时延相等，以及每个边缘服务器自身的计算时延和通信时延相等，以及边缘服务器之间的计算时延和通信时延相等；
[0115]
根据所述各边缘服务器的缓存比例调整所述配置参数，以使各边缘服务器之间的缓存增加速率相等。
[0116]
在一种可能的实现方式中，在本技术提供的上述装置中，所述目标节点的节点类型为云服务器；所述优化模块102，具体用于：
[0117]
确定所述边缘计算系统下云服务器、各边缘服务器和各边缘服务器下各移动端的全部计算资源；
[0118]
根据所述边缘计算系统的全部计算资源调整所述配置参数，以使各移动端、各边缘服务器和云服务器的计算时延相等。
[0119]
在一种可能的实现方式中，在本技术提供的上述装置中，还包括：
[0120]
检测模块，用于在所述确定模块确定边缘计算系统中发生网络阻塞的目标节点的节点类型之前，检测到目标节点的通信时延大于预设时延阈值，确定所述目标节点发生网络阻塞。
[0121]
本技术实施例提供的边缘计算阻塞恢复装置，与本技术前述实施例提供的边缘计算阻塞恢复方法出于相同的发明构思，具有相同的有益效果。
[0122]
本技术实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的边缘计算阻塞恢复方法对应的电子设备，该电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行以实现上述边缘计算阻塞恢复方法。所述电子设备可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、台式机电脑等。
[0123]
本技术实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的边缘计算阻塞恢复方法对应的计算机可读存储介质，例如光盘、u盘等，其上存储有计算机程序(即程序产品)，所述计算机程序在被处理器运行时，会执行前述任意实施方式所提供的边缘计算阻塞恢复方法。
[0124]
需要说明的是，所述计算机可读存储介质的例子还可以包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质，在此不再一一赘述。
[0125]
以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。