面向边缘计算的高可靠低成本任务调度技术研究.pdfVIP

摘要

InternetofThingsIoT

随着移动通信技术与物联网（，）的快速发展，诸如协

同驾驶、行为识别、虚拟现实等新兴技术得以大量应用，智能移动设备（Smart

MobileDeviceSMD

，）的资源有限，难以满足该类应用庞大的需求。移动边缘计

MobileEdgeComputingMEC

算（，）的提出，解决了智能移动设备因其便携性而

导致各类资源匮乏的问题。然而当前的调度算法仍存在许多不足：一方面，工作

流调度过程中边缘网络波动与服务器故障不可避免，这可能导致隐私泄漏和任务

卸载失败，因此工作流调度必须考虑可靠性约束；另一方面，用户不仅对智能移

动设备的反应速度提出了更高的要求，还要求最小化任务调度的计算成本，现有

的调度算法仍存在提升空间。针对上述MEC环境下工作流调度存在的问题，本

文进行了深入的研究，主要创新点和工作内容如下：

1.针对MEC环境下任务调度存在的可靠性问题，提出了一种基于推拉有哪些信誉好的足球投注网站

ReliableTaskSchedulingAlgorithmbasedonPush-pullSearch

的可靠任务调度（，

RT-PPSRT-PPS

）算法。算法首先对边缘节点分组计算可靠性并过滤节点，利用

HEFT算法处理工作流生成就绪队列。其次利用随机数根据遗传编码方案生成初

始种群。然后根据推送有哪些信誉好的足球投注网站策略，在无约束条件下寻找Pareto前沿，并更新变化

率。最后通过选取非支配解集获得最优的新生代。当变化率超过阈值时，从推送

有哪些信誉好的足球投注网站转化为拉取有哪些信誉好的足球投注网站，在约束条件下利用第三代非支配排序遗传算法从Pareto前

沿中寻找最优调度方案，在保护用户隐私的条件下提高任务卸载执行的成功率。

2.针对SMD进行任务调度时的边缘服务定价问题，本文构建了MEC环境

Costand

下的服务器定价模型，并提出了一种成本与延时感知的任务调度（

Latency-AwareTaskSchedulingAlgorithmbasedonSPEA2，CLA-SPEA2）算法。

该算法首先处理工作流以生成就绪队列。其次初始化生成能耗约束的种群。然后

在迭代过程中通过非支配排序、自适应聚类选择和交叉变异等操作生成多样化种

群个体，同时不断更新维护个体档案记录以淘汰支配抵抗解。最后选取满足条件

的最优个体生成调度方案，以实现低计算成本的任务调度。

3.本文使用移动边缘仿真平台EdgeCloudSim分别实现了RT-PPS算法和

CLA-SPEA2算法。使用平台模拟MEC环境进行多组实验对比，结果表明在可

靠性约束条件下，本文所提出的RT-PPS算法在设备能耗与工作流执行时间的综

合优化上比NSGA-Ⅲ、NSGA-Ⅱ和GA算法分别降低2.8%、10.3%和29.0%；

CLA-SPEA2RRPSOSPEA2

算法相比、和在执行时间和计算成本的联合优化上

分别降低了21.3%、13.4%和5.6%。

关键词：移动边缘计算、可靠性约束、延时优化、能耗优化、成本优化

ABSTRACT

WiththerapiddevelopmentofmobilecommunicationtechnologyandtheInternet

ofThings(IoT),emergingtechnologiessuchascollaborativedriving,behavior