邊緣計(jì)算環(huán)境下服務(wù)質(zhì)量感知的資源調(diào)度機(jī)制

1、邊緣計(jì)算環(huán)境下服務(wù)質(zhì)量感知的資源調(diào)度機(jī)制邊緣計(jì)算環(huán)境下服務(wù)質(zhì)量感知的資源調(diào)度機(jī)制鄒云峰陳宇邱文瑋官國飛摘要：隨著數(shù)據(jù)分析實(shí)時性要求的提高，邊緣計(jì)算被提出以更好地利用邊緣設(shè)備的資源，可以大大降低應(yīng)用的延遲時間。本文討論了在邊緣計(jì)算中利用基于延遲感知的虛擬機(jī)部署來保證數(shù)據(jù)驅(qū)動應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量。在給定的場景下，用帶權(quán)有向無環(huán)圖來描述應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)需求，結(jié)合云環(huán)境下的資源分布情況，提出了一種虛擬機(jī)部署算法來降低應(yīng)用延遲。【關(guān)鍵詞】延遲感知數(shù)

2、據(jù)驅(qū)動虛擬機(jī)部署邊緣計(jì)算1簡介云計(jì)算在過去十年中得到了重點(diǎn)研究。其目的在于為人們提供彈性的資源，這些資源集成在多個數(shù)據(jù)中心中。云提供商以虛擬機(jī)的形式為租戶提供計(jì)算資源，并且每個虛擬機(jī)作為一個完整和獨(dú)立的系統(tǒng)運(yùn)行。一種高效的虛擬機(jī)調(diào)度機(jī)制不僅能幫助云提供商降低成本，還能為租戶提供高質(zhì)量的服務(wù)，數(shù)據(jù)中心具有強(qiáng)大的計(jì)算能力以及科學(xué)研究和應(yīng)用的存儲能力。然而，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，視頻監(jiān)控和傳感器等每天產(chǎn)生從幾十兆字節(jié)到千兆字節(jié)的大量數(shù)據(jù)。此外，應(yīng)用程序

3、的實(shí)時性要求越來越嚴(yán)格，例如導(dǎo)航、社交網(wǎng)站、電子商務(wù)和基于互聯(lián)網(wǎng)的游戲等應(yīng)用，需要在極短的時間內(nèi)做出響應(yīng)，這的通信關(guān)系，這意味著某一個虛擬機(jī)的輸出被用作下一個虛擬機(jī)的輸入，而權(quán)重表示中間結(jié)果的數(shù)據(jù)量。輸入數(shù)據(jù)可以是傳感器收集的原始數(shù)據(jù)，也可以是存儲在數(shù)據(jù)中心的歷史數(shù)據(jù)。為了滿足應(yīng)用的實(shí)時性要求，本文研究了邊緣云環(huán)境下的延遲最小化的虛擬機(jī)調(diào)度問題。通過分析虛擬機(jī)之間的通信關(guān)系和虛擬機(jī)所需輸入數(shù)據(jù)的在網(wǎng)絡(luò)中的位置，提出了一種虛擬機(jī)部署算法。

4、2問題建模假設(shè)云計(jì)算中心可容納的虛擬機(jī)數(shù)量M1，共有N個邊緣云，每個邊緣云可容納的虛擬機(jī)數(shù)量M2，邊緣設(shè)備與云計(jì)算中心之間的網(wǎng)絡(luò)帶寬B，用Fij表示虛擬機(jī)i輸出的數(shù)據(jù)量或虛擬機(jī)j從虛擬機(jī)i中讀取的輸入數(shù)據(jù)量；x表示虛擬機(jī)被部署的位置，O表示云計(jì)算中心，1表示邊緣設(shè)備；d表示某個請求需要的數(shù)據(jù)的位置，0表示存放在云計(jì)算中心的歷史數(shù)據(jù)，1表示由邊緣設(shè)備生成的原始數(shù)據(jù)；rd表示某個請求輸入的數(shù)據(jù)量；則某個請求的數(shù)據(jù)傳輸時延可以有如下表示：其中

5、i，j，k表示虛擬機(jī)；而某個虛擬機(jī)的計(jì)算時延不僅與輸入數(shù)據(jù)量有關(guān)，而且與所在計(jì)算節(jié)點(diǎn)的負(fù)載有關(guān)，某個虛擬機(jī)j的輸入數(shù)據(jù)量為inputj=∑iFij，該虛擬機(jī)的計(jì)算時延可以有如下表示：delayi=（ainput2jβinputjγ）load，其中α，β，γ為參數(shù)，load為該虛擬機(jī)所在節(jié)點(diǎn)的計(jì)算資源負(fù)載，則某請求的計(jì)算時延可表示為：delayc=∑jdelay；該請求的總時延為delay=delaytdelayc。通過將虛擬機(jī)部署到云計(jì)