一种任务卸载的方法、装置、产品、设备及介质与流程

本发明涉及边缘计算领域，特别是涉及一种任务卸载的方法、装置、产品、设备及介质。

背景技术：

1、随着越来越多的计算密集型和时延敏感型应用的出现，如增强现实、无人驾驶、云游戏等，用户对于低延时、高带宽、低能耗等提出了更高要求。移动边缘计算将计算资源、存储资源等部署到边端，从而处理计算任务，解决了集中在云端处理计算任务时产生的资源占用率高、任务处理延时大等诸多问题。

2、在边缘计算中，一般都是在边缘端部署边缘服务器，并使用中央处理器（centralprocessing unit，cpu）资源进行任务处理，然而基于cpu的传统计算架构无法充分满足高性能并行计算的需求，导致存在较大的处理延迟和较高的能耗。

3、由此可见，提高一种新的将任务卸载到边缘服务器的方式是本领域人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种任务卸载的方法、装置、产品、设备及介质，以解决当前在边缘计算中，基于cpu的传统计算架构无法充分满足高性能并行计算的需求，导致存在较大的处理延迟和较高的能耗的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种任务卸载的方法，包括：

3、获取待执行终端设备卸载的任务的边缘服务器以及获取至少一个终端设备发送的任务卸载请求；其中，所述边缘服务器中的至少一种异构计算资源待执行终端设备卸载的任务；

4、根据预先建立的用户效用模型获取用户卸载偏好列表，并获取目标边缘服务器；其中，所述用户效用模型为用于表征在边缘服务器上处理卸载任务时终端设备效用的模型；所述用户卸载偏好列表中包括用户使用不同边缘服务器处理卸载任务时的效用值；所述目标边缘服务器为根据所述用户卸载偏好列表中效用值的排名情况确定出的边缘服务器；在检测到所述目标边缘服务器的资源满足预设资源要求的情况下，控制所述目标边缘服务器接收并响应终端设备发送的用于表征卸载任务的请求；

5、在检测到所述目标边缘服务器的资源不满足预设资源要求的情况下，根据预先建立的边缘服务器效益模型获取所述目标边缘服务器待处理各终端设备的卸载任务时的效益值，根据效益值的排名情况剔除目标终端设备的卸载任务，并返回检测所述目标边缘服务器的资源是否满足所述预设资源要求；其中，所述边缘服务器效益模型为用于表征边缘服务器处理卸载任务时所获效益的模型。

6、一方面，根据任务卸载时终端设备上的能耗、任务卸载时延和将任务卸载到边缘服务器上的费用开销建立所述用户效用模型包括：

7、获取终端设备将任务上传到中央处理器服务器的时延、预先分配的终端设备的信道带宽与单位时间单位带宽的费用值的第一乘积；

8、根据任务卸载时终端设备上的能耗、任务卸载时延、将任务卸载到边缘服务器上时，执行终端设备卸载的任务的所有异构计算资源的总费用与所述第一乘积的第一加和结果建立所述用户效用模型。

9、另一方面，根据终端设备将任务卸载到所述边缘服务器上的费用开销与所述边缘服务器待处理卸载任务时的能耗开销建立所述边缘服务器效益模型包括：

10、获取所有终端设备对应的所述第一乘积之和与所有终端设备将任务卸载到对应的边缘服务器上时执行终端设备卸载的任务的所有异构计算资源的总费用的第二加和结果；

11、根据所述第二加和结果与所述边缘服务器待处理卸载任务时的能耗开销的之间的差值建立所述边缘服务器效益模型。

12、另一方面，获取将任务卸载到对应的边缘服务器上时执行终端设备卸载的任务的所有异构计算资源的总费用包括：

13、获取将任务卸载到对应的边缘服务器上时执行终端设备卸载的任务的所有异构计算资源的算力资源的总费用以及内存资源的总费用的第三加和结果；

14、将所述第三加和结果作为执行终端设备卸载的任务的所有异构计算资源的总费用。

15、另一方面，在所述根据预先建立的用户效用模型获取用户卸载偏好列表之前，还包括：

16、判断任务卸载时的参数是否满足对应的预设参数要求；其中，所述任务卸载时的参数中至少包括任务卸载时延、将任务卸载到边缘服务器上的费用、预先分配的终端设备的信道带宽、任务待全部卸载到一块异构计算资源上或用于表征任务卸载到异构计算资源的情况的参数的值在预设范围内；

17、若是，则进入所述根据预先建立的用户效用模型获取用户卸载偏好列表的步骤。

18、另一方面，所述任务卸载时的参数为任务卸载时延时，所述任务卸载时延时满足的预设参数要求为：所述任务卸载时延时小于或等于预设的最大处理时延；其中，所述预设的最大处理时延为预设的所有处理时延中的最大值；

19、所述任务卸载时的参数为将任务卸载到边缘服务器上的费用，所述将任务卸载到边缘服务器上的费用满足的预设参数要求为：执行终端设备卸载的任务的所有异构计算资源的总费用小于或等于预设的最大成本费用；其中，所述预设的最大成本费用为预设的所有成本费用中的最大值；

20、所述任务卸载时的参数为预先分配的终端设备的信道带宽，所述预先分配的终端设备的信道带宽满足的预设参数要求为：预先分配的终端设备的信道带宽小于或等于预设的最低传输带宽需求；其中，所述预设的最低传输带宽需求为预设的所有传输带宽需求中的最小值。

21、另一方面，所述目标边缘服务器为所述用户卸载偏好列表中记录的所有效用值中效用值最小时所对应的所述边缘服务器；

22、检测所述目标边缘服务器的资源是否满足所述预设资源要求包括：

23、若检测到预先分配的所有终端设备的信道带宽之和小于或等于基站提供的最大带宽资源、各所述目标边缘服务器分配至终端设备的异构计算资源的算力资源小于或等于预先配置的异构计算资源的算力资源、各所述目标边缘服务器分配至终端设备的异构计算资源的内存资源小于或等于预先配置的异构计算资源的内存资源，以及若用于表征任务卸载到异构计算资源的情况的参数的值为预设值时，存在各所述目标边缘服务器分配至终端设备的异构计算资源的资源，则确定所述目标边缘服务器的资源满足所述预设资源要求；

24、反之，则确定所述目标边缘服务器的资源不满足所述预设资源要求。

25、另一方面，所述目标终端设备为所有效益值中效益值最小时所对应的终端设备；在所述根据效益值的排名情况剔除目标终端设备的卸载任务之后，所述返回检测所述目标边缘服务器的资源是否满足所述预设资源要求之前还包括：

26、将剔除的效益值最小时所对应的终端设备的任务卸载请求存储在第一集合中，并将所述目标边缘服务器作为效益值最小时所对应的终端设备的不可卸载的边缘服务器集合中的元素；其中，所述第一集合中的元素为剔除的终端设备的任务卸载请求。

27、另一方面，在所述返回检测所述目标边缘服务器的资源是否满足所述预设资源要求之后，若检测到所述目标边缘服务器的资源满足预设资源要求的情况下，则在控制所述目标边缘服务器接收终端设备发送的用于表征卸载任务的请求之后，还包括：

28、更新终端设备的不可卸载的边缘服务器集合以及从所述第一集合中剔除所述目标边缘服务器接收的终端设备发送的用于表征卸载任务的请求，以更新所述第一集合。

29、另一方面，在控制所有所述目标边缘服务器接收终端设备发送的用于表征卸载任务的请求之后，在控制所述目标边缘服务器响应终端设备发送的用于表征卸载任务的请求之前，还包括：

30、获取用于表征所述目标边缘服务器的负载均衡情况的负载均衡值；

31、判断所述目标边缘服务器的负载均衡值是否大于负载均衡阈值；

32、若否，输出任务对应的卸载策略；其中，所述卸载策略中包括用于表征任务卸载到异构计算资源的情况的参数的值、各所述目标边缘服务器分配至终端设备的异构计算资源的算力资源和各所述目标边缘服务器分配至终端设备的异构计算资源的内存资源；

33、若是，则调整任务待卸载到的边缘服务器，返回所述获取用于表征所述目标边缘服务器的负载均衡情况的负载均衡值的步骤；

34、所述控制所述目标边缘服务器响应终端设备发送的用于表征卸载任务的请求包括：

35、根据所述输出任务对应的卸载策略控制所述目标边缘服务器响应终端设备发送的用于表征卸载任务的请求。

36、另一方面，在所述输出任务对应的卸载策略之前，还包括：

37、判断所述第一集合是否为空集；

38、若是，则进入所述输出任务对应的卸载策略的步骤；

39、若否，则返回所述判断任务卸载时的参数是否满足对应的预设参数要求的步骤。

40、另一方面，所述调整任务待卸载到的边缘服务器包括：

41、从所有边缘服务器中获取资源占用率最高的边缘服务器并剔除资源占用率最高的边缘服务器上服务器效益值最小的卸载任务的请求；

42、将剔除效益值最小的卸载任务的请求发送至所有边缘服务器中资源占用率最低的边缘服务器，返回所述获取用于表征所述目标边缘服务器的负载均衡情况的负载均衡值的步骤。

43、另一方面，在所述将剔除效益值最小的卸载任务的请求发送至所有边缘服务器中资源占用率最低的边缘服务器之后，还包括：

44、将效益值最小的卸载任务的请求作为用于表征转发的用户请求集合中的元素；

45、判断所述用于表征转发的用户请求集合是否为空集；

46、若是，则进入所述判断所述第一集合是否为空集的步骤；

47、若否，在检测到新的卸载策略中任务卸载时的参数满足对应的所述预设参数要求的情况下，更新终端设备的任务卸载策略并将终端设备发送的用于表征卸载任务的请求从所述用于表征转发的用户请求集合中剔除，返回所述判断所述用于表征转发的用户请求集合是否为空集的步骤；在检测到新的卸载策略中任务卸载时的参数不满足对应的所述预设参数要求的情况下，则将用于表征卸载任务的请求添加到所述第一集合中，并将用于表征卸载任务的请求从所述用于表征转发的用户请求集合中剔除，返回所述判断所述用于表征转发的用户请求集合是否为空集的步骤。

48、另一方面，所述获取用于表征所述目标边缘服务器的负载均衡情况的负载均衡值包括：

49、获取所有边缘服务器的所有异构计算资源的总体平均占用率以及获取所述边缘服务器的数量；其中，所有异构计算资源包括算力资源和内存资源；

50、根据所有边缘服务器的所有异构计算资源总体平均占用率与所述边缘服务器的数量确定所有边缘服务器的所有异构计算资源的资源利用率的均值；

51、根据各边缘服务器的所有异构计算资源的总体平均占用率和所述均值确定所有边缘服务器的总体资源占用率的方差；

52、将所述方差作为用于表征所述目标边缘服务器的负载均衡情况的负载均衡值；其中，方差越小表征服务器的资源占用率波动越小。

53、另一方面，在所述获取所有边缘服务器的所有异构计算资源的总体平均占用率以及获取所述边缘服务器的数量之前，还包括：

54、若检测到边缘服务器的资源满足所述预设资源要求，则进入所述获取所有边缘服务器的所有异构计算资源的总体平均占用率以及获取所述边缘服务器的数量的步骤。

55、另一方面，在所述将剔除的效益值最小时所对应的终端设备的任务卸载请求存储在第一集合中之前，还包括：

56、判断是否是首次处理终端设备的任务卸载请求；

57、若是，则控制所述第一集合、所述终端设备的不可卸载的边缘服务器集合和所述用于表征转发的用户请求集合均为空集。

58、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种任务卸载的装置，包括：

59、第一获取模块，用于获取待执行终端设备卸载的任务的边缘服务器以及获取至少一个终端设备发送的任务卸载请求；其中，所述边缘服务器中的至少一种异构计算资源待执行终端设备卸载的任务；

60、第二获取模块，用于根据预先建立的用户效用模型获取用户卸载偏好列表，并获取目标边缘服务器；其中，所述用户效用模型为用于表征在边缘服务器上处理卸载任务时终端设备效用的模型；所述用户卸载偏好列表中包括用户使用不同边缘服务器处理卸载任务时的效用值；所述目标边缘服务器为所述用户卸载偏好列表中记录的所有效用值中效用值最小时所对应的所述边缘服务器；

61、判断模块，用于判断所述目标边缘服务器的资源是否满足预设资源要求；若是，则触发控制模块；若否，则触发获取及剔除模块；

62、所述控制模块，用于控制所述目标边缘服务器接收并响应终端设备发送的用于表征卸载任务的请求；

63、所述获取及剔除模块，用于根据预先建立的边缘服务器效益模型获取所述目标边缘服务器待处理各终端设备的卸载任务时的效益值，根据效益值的排名情况剔除目标终端设备的卸载任务，并返回触发所述判断模块；其中，所述边缘服务器效益模型为用于表征边缘服务器处理卸载任务时所获效益的模型。

64、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述的任务卸载的方法的步骤。

65、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种任务卸载的设备，包括：

66、存储器，用于存储计算机程序；

67、处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述的任务卸载的方法的步骤。

68、为了解决上述技术问题，本发明还提供一种非易失性存储介质，所述非易失性存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的任务卸载的方法的步骤。

69、本发明的有益效果在于，首先，相比于在边缘端部署边缘服务器，并使用cpu资源进行任务处理，本发明提供的方法中，在进行任务卸载时，利用边缘服务器中的至少一种异构计算资源待执行终端设备卸载的任务，实现了并行计算的需求，有效降低了处理延迟和功耗；其次，通过用户效用模型来获取用户卸载偏好列表，并根据效用值的排名情况确定出目标边缘服务器，即在确定目标边缘服务器时，考虑到用户的效用值，提高了用户体验感；当目标边缘服务器的资源不满足预设资源要求时，还基于边缘服务器效益模型确定出的效益值的排名情况剔除目标终端设备的卸载任务，保证了目标边缘服务器上能够处理其上分配的终端设备卸载的任务，且考虑了目标边缘服务器的收益，提高了边缘服务器供应商的体验感。

70、此外，根据任务卸载时终端设备上的能耗、任务卸载时延、将任务卸载到边缘服务器上时，执行终端设备卸载的任务的所有异构计算资源的总费用与第一乘积（终端设备将任务上传到中央处理器服务器的时延、预先分配的终端设备的信道带宽与单位时间单位带宽的费用值的乘积）的第一加和结果建立用户效用模型。基于能耗、时延、异构计算资源的总费用、信道带宽和信道带宽的费用，保证了建立的用户效用模型的准确性。

71、在建立边缘服务器效益模型的过程中，获取将任务卸载到对应的边缘服务器上时执行终端设备卸载的任务的所有异构计算资源的算力资源的总费用以及内存资源的总费用的第三加和结果；将第三加和结果作为执行终端设备卸载的任务的所有异构计算资源的总费用。即充分考虑了异构计算资源的不同资源（算力资源和内存资源）的费用，保证了建立的边缘服务器效益模型的准确性。

72、目标边缘服务器为用户卸载偏好列表中记录的所有效用值中效用值最小时所对应的边缘服务器。对于终端设备来说，在目标边缘服务器上处理卸载的任务，有效降低了用户的开销，提高了终端设备任务卸载时用户的体验感；当目标终端设备为所有效益值中效益值最小时所对应的终端设备时，剔除该目标终端设备，有效保证了目标边缘服务器处理终端设备卸载的任务时的收益，提高了边缘服务器供应商的体验感。

73、先判断任务卸载时的参数是否满足对应的预设参数要求，当满足预设要求时，才根据预先建立的用户效用模型获取用户卸载偏好列表。任务卸载时的参数中至少包括任务卸载时延、将任务卸载到边缘服务器上的费用、预先分配的终端设备的信道带宽、任务待全部卸载到一块异构计算资源上或用于表征任务卸载到异构计算资源的情况的参数的值在预设范围内，保证了卸载任务时能够符合用户的需求。

74、通过将剔除的效益值最小时所对应的终端设备的任务卸载请求存储在第一集合中，并将目标边缘服务器作为效益值最小时所对应的终端设备的不可卸载的边缘服务器集合中的元素，保证了能够了解到任务卸载的情况；以及会更新终端设备的不可卸载的边缘服务器集合以及从第一集合中剔除目标边缘服务器接收的终端设备发送的用于表征卸载任务的请求，以更新第一集合，保证了集合中的元素能够准确地反映任务卸载的情况。

75、在控制所有目标边缘服务器接收终端设备发送的用于表征卸载任务的请求之后，在控制目标边缘服务器响应终端设备发送的用于表征卸载任务的请求之前，还根据目标边缘服务器的负载均衡值来调整任务待卸载到的边缘服务器，保证了边缘服务器的负载均衡，实现了先从用户终端设备（移动设备）效用角度、然后从边缘服务器效益角度，最后从边缘服务器负载均衡角度，使得终端设备（用户）与边缘服务器作为博弈中的双方，通过三个阶段不断改变自己的卸载策略或资源分配策略以适应对方的策略，最终达到两者的平衡和总体最优效用。

76、另外，本发明还提供一种任务卸载的装置、计算机程序产品、任务卸载的设备以及非易失性存储介质，与上文中描述的任务卸载的方法具有相同或相对应的技术特征，效果同上。