本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)，特別涉及一種邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)管理方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能城市、自動(dòng)駕駛等技術(shù)的發(fā)展，邊緣計(jì)算在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。例如，在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，大量傳感器和設(shè)備生成的數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)處理和分析，邊緣計(jì)算通過在數(shù)據(jù)源附近進(jìn)行處理，減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t和帶寬消耗，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度和可靠性。智能交通系統(tǒng)、智能電網(wǎng)和環(huán)境監(jiān)測等應(yīng)用需要對(duì)大量的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，邊緣計(jì)算可以在靠近數(shù)據(jù)源的地方進(jìn)行計(jì)算，提供快速的決策支持，優(yōu)化城市資源的使用，提高城市運(yùn)行的效率。自動(dòng)駕駛汽車需要實(shí)時(shí)處理來自攝像頭、激光雷達(dá)和其他傳感器的大量數(shù)據(jù)，邊緣計(jì)算可以在車輛內(nèi)部或附近進(jìn)行邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)管理，提供實(shí)時(shí)的駕駛決策，減少對(duì)云端的依賴，提高駕駛的安全性和可靠性。在智能制造環(huán)境中，機(jī)器設(shè)備生成的運(yùn)行數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析，邊緣計(jì)算可以在工廠內(nèi)部進(jìn)行邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)管理，提供及時(shí)的設(shè)備維護(hù)和生產(chǎn)優(yōu)化，提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

2、為了彌補(bǔ)單個(gè)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力不足、能量供應(yīng)受限、覆蓋范圍較小的缺陷，多個(gè)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)通過多機(jī)組網(wǎng)、資源共享、協(xié)作服務(wù)等方式構(gòu)建邊緣智能網(wǎng)絡(luò)，可提供更多的計(jì)算資源和更大的覆蓋范圍。為了提升邊緣智能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，當(dāng)前技術(shù)中設(shè)置了多種邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的部署方案，比如：通過接收請(qǐng)求任務(wù)、通告服務(wù)功能(sf)信息、請(qǐng)求任務(wù)與sf匹配博弈和卸載請(qǐng)求任務(wù)等步驟，實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求任務(wù)、服務(wù)功能sf和邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間的穩(wěn)定匹配；或者基于用戶數(shù)據(jù)熱點(diǎn)分布，利用用戶的接收信號(hào)強(qiáng)度確定其所在的劃分區(qū)域，在部署邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)時(shí)考慮通信場景和連接成本等因素，通過模擬退火法進(jìn)行節(jié)點(diǎn)部署，實(shí)現(xiàn)了合理的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)管理。

3、然而上述方案中，前者不涉及對(duì)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的整體分布優(yōu)化，在節(jié)點(diǎn)資源利用率和系統(tǒng)整體效率方面存在不足，后者關(guān)注的是通信場景和連接成本，并未考慮其他的影響因素，且兩種方案在部署之后對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)上的資源分配并未考慮進(jìn)行優(yōu)化，仍存在改進(jìn)空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)管理方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，解決當(dāng)前邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的部署方案不涉及對(duì)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的整體分布優(yōu)化，在節(jié)點(diǎn)資源利用率和系統(tǒng)整體效率方面存在不足，考慮的影響因素較為單一，且對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)上的資源分配并未考慮進(jìn)行優(yōu)化，仍存在改進(jìn)空間的問題，具體技術(shù)方案如下：

2、在本發(fā)明實(shí)施的第一方面，首先提供了一種邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)管理方法，所述方法包括：

3、采集目標(biāo)區(qū)域內(nèi)若干第一邊緣節(jié)點(diǎn)的第一目標(biāo)信息；

4、通過預(yù)設(shè)的遺傳算法對(duì)所述第一目標(biāo)信息進(jìn)行分析，生成關(guān)于若干所述第一邊緣節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化分布部署方案；

5、基于所述優(yōu)化分布部署方案，從若干所述第一邊緣節(jié)點(diǎn)中篩選第二邊緣節(jié)點(diǎn)；

6、利用預(yù)設(shè)的優(yōu)化策略確定所述第二邊緣節(jié)點(diǎn)中第一資源分配量，待執(zhí)行的第一任務(wù)和第一任務(wù)調(diào)度量；

7、在確定所述第一任務(wù)均執(zhí)行完成的情況下，獲取所述第二邊緣節(jié)點(diǎn)的第二目標(biāo)信息，其中，目標(biāo)信息包括目標(biāo)任務(wù)請(qǐng)求信息，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息，目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息和目標(biāo)環(huán)境信息中的至少一種；

8、將第二目標(biāo)信息與第一目標(biāo)信息進(jìn)行比對(duì)，并根據(jù)比對(duì)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，得到所述第二邊緣節(jié)點(diǎn)的第二資源分配量和第二任務(wù)調(diào)度量。

9、可選的，所述通過預(yù)設(shè)的遺傳算法對(duì)所述第一目標(biāo)信息進(jìn)行分析，生成關(guān)于若干所述第一邊緣節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化分布部署方案，包括：

10、獲取所述遺傳算法中為初始化種群設(shè)置的目標(biāo)參數(shù)，所述目標(biāo)參數(shù)包括種群大小，交叉概率和變異概率，所述種群大小是指為初始化種群中規(guī)定包含的個(gè)體數(shù)量；

11、通過所述目標(biāo)參數(shù)對(duì)所述第一目標(biāo)信息進(jìn)行分析，確定第一邊緣節(jié)點(diǎn)的初始化種群，其中，初始化種群中包括關(guān)于第一邊緣節(jié)點(diǎn)的若干第一分布部署方案，每一第一分布部署方案對(duì)應(yīng)初始化種群中的一個(gè)個(gè)體；

12、通過所述遺傳算法中預(yù)設(shè)的適應(yīng)度函數(shù)獲取每一第一分布部署方案的第一適應(yīng)度值；

13、基于所述第一適應(yīng)度值，利用目標(biāo)選擇概率公式確定每一第一分布部署方案的被選擇概率；

14、通過所述被選擇概率從所述第一分布部署方案中篩選出優(yōu)良的第二分布部署方案；

15、通過所述遺傳算法中的交叉器和變異器對(duì)所述第二分布部署方案進(jìn)行交叉操作和變異操作，得到第三分布部署方案；

16、通過所述預(yù)設(shè)的適應(yīng)度函數(shù)獲取每一第三分布部署方案的第二適應(yīng)度值；

17、在確定所述第二適應(yīng)度值滿足預(yù)設(shè)條件的情況下，將滿足預(yù)設(shè)條件的第二適應(yīng)度值對(duì)應(yīng)的第三分布部署方案確定為關(guān)于若干所述第一邊緣節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化分布部署方案。

18、可選的，所述目標(biāo)任務(wù)請(qǐng)求信息包括任務(wù)類型，計(jì)算需求，時(shí)間約束中的至少一種，所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息包括每一邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的中央處理器使用率，內(nèi)存使用率，存儲(chǔ)空間，運(yùn)行狀態(tài)中的至少一種，所述目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息包括邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)所處網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)帶寬，網(wǎng)絡(luò)延遲和丟包率中的至少一種，所述目標(biāo)環(huán)境信息包括每一邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)所處環(huán)境的溫度，濕度和供電狀態(tài)中的至少一種。

19、可選的，所述適應(yīng)度函數(shù)公式為：

20、

21、其中，α，β，γ，δ是權(quán)重參數(shù)，是指對(duì)第一分布部署方案中的n個(gè)任務(wù)進(jìn)行求和，di是指第i個(gè)任務(wù)的計(jì)算需求，xi是指第i個(gè)任務(wù)分配在目標(biāo)第一邊緣節(jié)點(diǎn)上，是指目標(biāo)第一邊緣節(jié)點(diǎn)的中央處理器使用率，是指目標(biāo)第一邊緣節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存使用率，memtotal是指第一分布部署方案中第一邊緣節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存使用率總和，是指目標(biāo)第一邊緣節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)空間，stortotal是指第一分布部署方案中第一邊緣節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)空間總和，是指目標(biāo)第一邊緣節(jié)點(diǎn)所處網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)延遲，是指目標(biāo)第一邊緣節(jié)點(diǎn)所處網(wǎng)絡(luò)的丟包率，f(x)是指第一適應(yīng)度值，所述目標(biāo)第一邊緣節(jié)點(diǎn)是處于所述第一分布部署方案中的第一邊緣節(jié)點(diǎn)。

22、可選的，所述利用預(yù)設(shè)的優(yōu)化策略確定所述第二邊緣節(jié)點(diǎn)中第一資源分配量，待執(zhí)行的第一任務(wù)和第一任務(wù)調(diào)度量，包括：

23、從所述第一目標(biāo)信息中獲取關(guān)于所述第二邊緣節(jié)點(diǎn)的第一節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息和第一網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息；

24、利用預(yù)設(shè)的優(yōu)化策略，所述第一節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息和第一網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，確定所述第二邊緣節(jié)點(diǎn)中第一資源分配量，待執(zhí)行的第一任務(wù)和第一任務(wù)調(diào)度量。

25、可選的，在所述利用預(yù)設(shè)的優(yōu)化策略確定所述第二邊緣節(jié)點(diǎn)中第一資源分配量，待執(zhí)行的第一任務(wù)和第一任務(wù)調(diào)度量之后，還包括：

26、在確定所述第二邊緣節(jié)點(diǎn)開始執(zhí)行第一任務(wù)的情況下，通過節(jié)點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)控器獲取所述第二邊緣節(jié)點(diǎn)的任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)；

27、在確定所述任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)為未存在執(zhí)行任務(wù)狀態(tài)的情況下，從所述第一任務(wù)中獲取未執(zhí)行的第二任務(wù)，并繼續(xù)執(zhí)行所述第二任務(wù)；

28、在確定所述第一任務(wù)的執(zhí)行數(shù)量達(dá)到所述第一任務(wù)調(diào)度量且所述任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)為未存在執(zhí)行任務(wù)狀態(tài)的情況下，發(fā)送任務(wù)執(zhí)行完成通知。

29、可選的，所述將第二目標(biāo)信息與第一目標(biāo)信息進(jìn)行比對(duì)，并根據(jù)比對(duì)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，得到所述第二邊緣節(jié)點(diǎn)的第二資源分配量和第二任務(wù)調(diào)度量，包括：

30、將第二目標(biāo)信息與第一目標(biāo)信息進(jìn)行比對(duì)，確定所述第二目標(biāo)信息和第一目標(biāo)信息存在的目標(biāo)差異信息；

31、通過所述目標(biāo)差異信息生成報(bào)告日志，并將所述報(bào)告日志傳輸至目標(biāo)頁面；

32、響應(yīng)于用戶在所述目標(biāo)頁面的調(diào)整操作，得到所述第二邊緣節(jié)點(diǎn)中第二資源分配量和第二任務(wù)調(diào)度量。

33、在本發(fā)明實(shí)施的第二方面，還提供了一種邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)管理裝置，包括：

34、第一采集模塊，用于采集目標(biāo)區(qū)域內(nèi)若干第一邊緣節(jié)點(diǎn)的第一目標(biāo)信息；

35、第一生成模塊，用于通過預(yù)設(shè)的遺傳算法對(duì)所述第一目標(biāo)信息進(jìn)行分析，生成關(guān)于若干所述第一邊緣節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化分布部署方案；

36、第一篩選模塊，用于基于所述優(yōu)化分布部署方案，從若干所述第一邊緣節(jié)點(diǎn)中篩選第二邊緣節(jié)點(diǎn)；

37、第一確定模塊，用于利用預(yù)設(shè)的優(yōu)化策略確定所述第二邊緣節(jié)點(diǎn)中第一資源分配量，待執(zhí)行的第一任務(wù)和第一任務(wù)調(diào)度量；

38、第一獲取模塊，用于在確定所述第一任務(wù)均執(zhí)行完成的情況下，獲取所述第二邊緣節(jié)點(diǎn)的第二目標(biāo)信息，其中，目標(biāo)信息包括目標(biāo)任務(wù)請(qǐng)求信息，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息，目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息和目標(biāo)環(huán)境信息中的至少一種；

39、第一調(diào)整模塊，用于將第二目標(biāo)信息與第一目標(biāo)信息進(jìn)行比對(duì)，并根據(jù)比對(duì)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，得到所述第二邊緣節(jié)點(diǎn)的第二資源分配量和第二任務(wù)調(diào)度量。

40、在本發(fā)明實(shí)施的第三方面，還提供了一種通信設(shè)備，包括：收發(fā)機(jī)、存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的程序；

41、所述處理器，用于讀取存儲(chǔ)器中的程序?qū)崿F(xiàn)執(zhí)行上述任一所述的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)管理方法。

42、在本發(fā)明實(shí)施的第四方面，還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有指令，當(dāng)其在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述任一所述的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)管理方法。

43、本發(fā)明實(shí)施例提供的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)管理方法，采集目標(biāo)區(qū)域內(nèi)若干第一邊緣節(jié)點(diǎn)的第一目標(biāo)信息；通過預(yù)設(shè)的遺傳算法對(duì)第一目標(biāo)信息進(jìn)行分析，生成關(guān)于若干第一邊緣節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化分布部署方案；通過綜合考慮任務(wù)請(qǐng)求、節(jié)點(diǎn)狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和環(huán)境信息，設(shè)置邊緣節(jié)點(diǎn)的分布部署方案，保證了節(jié)點(diǎn)部署的合理性和有效性，基于優(yōu)化分布部署方案，從若干第一邊緣節(jié)點(diǎn)中篩選第二邊緣節(jié)點(diǎn)；利用預(yù)設(shè)的優(yōu)化策略確定第二邊緣節(jié)點(diǎn)中第一資源分配量，待執(zhí)行的第一任務(wù)和第一任務(wù)調(diào)度量；在確定第一任務(wù)均執(zhí)行完成的情況下，獲取第二邊緣節(jié)點(diǎn)的第二目標(biāo)信息，目標(biāo)信息包括目標(biāo)任務(wù)請(qǐng)求信息，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息，目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息和目標(biāo)環(huán)境信息中的至少一種；將第二目標(biāo)信息與第一目標(biāo)信息進(jìn)行比對(duì)，并根據(jù)比對(duì)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，得到第二邊緣節(jié)點(diǎn)的第二資源分配量和第二任務(wù)調(diào)度量，通過比對(duì)結(jié)果對(duì)資源和任務(wù)分配進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整優(yōu)化，提高了系統(tǒng)的計(jì)算效率和資源利用率，本發(fā)明實(shí)施例中通過綜合考慮任務(wù)請(qǐng)求、節(jié)點(diǎn)狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和環(huán)境信息，設(shè)置邊緣節(jié)點(diǎn)的分布部署方案，同時(shí)還會(huì)對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)的資源分配和任務(wù)調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，提高了系統(tǒng)的計(jì)算效率和資源利用率。