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专利号: 2024104633030
申请人: 安徽大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于边云协同计算的数据集放置方法,其特征在于:包括有以下步骤:

(1)、私有云服务器存储来自终端设备的数据请求,将私有数据集和共享数据集进行标记分类;

(2)、私有云服务器将共享数据集发送到公有云服务器,将私有数据集发送到离数据集上传者最近的边缘服务器上;

(3)、当私有数据集放置完成后,进行环境动态变化检测,当检测到存储私有数据集的边缘服务器故障后,私有云服务器通过动态数据放置算法生成动态数据放置方案,具体步骤为:S31、当私有数据集放置完成后,进行环境动态变化检测后,生成动态变化集合,具体见下式(1):ξ={(e,t),e:event,t∈τ}    (1);

式(1)表示动态事件e在时间t引起的变化ξ,τ是每个动态事件发生在不同时间的集合,动态事件具体指边缘服务器发生故障;

S32、定义数据放置策略S,具体见下式(2):

S=(Map,Trans,Ttotal)    (2);

式(2)中,Map表示数据集到服务器的位置映射;根据数据集的不同属性,Map分为Map.pub和Map.pri,dsk表示第k个数据集,ds.pri和ds.pub分别表示私

有数据集和共享数据集,dsk.dc表示dsk存放的公有云服务器、私有云服务器或边缘服务器;

Trans={trans1,trans2,...,transi}表示数据集传输集合,transi表示数据集dsk从服务器dci传输到服务器dcj,服务器dci、服务器dcj选自公有云服务器、私有云服务器或边缘服务器;transi的计算公式见下式(3):式(3)中,dsizek表示数据集dsk的大小,bandij表示服务器dci和服务器dcj之间的带宽accessij,accessij表示从服务器dci传输到服务器dcj的频率;

Ttotal表示数据集传输总时间,计算公式见下式(4):

S33、动态数据放置算法在存储约束下,遍历可用的边缘服务器,以及带宽、动态变化因素和服务器的存储容量,求出数据集传输总时间最小的动态数据放置方案,并发送给对应的边缘服务器,动态数据放置算法包括有两种适应度函数,具体见下式(5)和(6):fitness=Ttotal    (5);

当所有数据集放置方案中私有数据集放置的位置都是可行的,即私有数据集大小均不大于邻近边缘服务器的可用存储容量时,数据集传输总时间最小的方案被选为最优方案,即此种情况下,动态数据放置算法的适应度函数为式(5);其中,邻近边缘服务器为邻近于故障边缘服务器的多个可用边缘服务器;

当所有数据集放置方案中私有数据集放置的位置都是不可行的,即私有数据集大小均大于邻近边缘服务器的可用存储容量时,数据集传输总时间最小的方案被选为最优方案,即此种情况下,动态数据放置算法的适应度函数为式(5);

式(6)中,dsk·ujk>capacityj表示存储在边缘服务器dcj的私有数据集dsk的大小大于边缘服务器的可用存储容量capacityj,ujk={0,1},当ujk=1表示dsk被存储在dcj,当ujk=0表示dsk没有存储在dcj,式(6)表示当一部分数据集放置方案中私有数据集放置的位置是可行的,另一部分数据集放置方案中私有数据集放置的位置是不可行的,数据集放置方案不可行的,认为数据集传输总时间Ttotal为无穷大,所以选择可行的数据集放置方案中数据集传输总时间最小的方案为最优方案;

S34、私有云服务器将私有数据集发送至最优方案确定的边缘服务器位置,完成私有数据集的重新放置;

(4)、私有云服务器通过动态数据放置方案将私有数据集放传输至新的边缘服务器中;

(5)、终端设备直接在存储该私有数据集的边缘服务器中请求数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于边云协同计算的数据集放置方法,其特征在于:所述的数据请求包括数据集本身、数据集的属性、数据集大小、数据集处理的业务工作流程和数据集访问的频率,私有云服务器根据数据集的属性将数据集本身标记为私有数据集或共享数据集。

3.根据权利要求1所述的一种基于边云协同计算的数据集放置方法,其特征在于:所述的私有云服务器采用动态数据放置算法生成动态数据放置方案,首先检查邻近边缘服务器的容量大小是否不小于私有数据集的大小,且数据集传输总时间是否不大于数据传输最高延迟要求,当上述两个条件都满足时,保留满足条件的邻近边缘服务器,任一个条件不满足,则删除不能满足的邻近边缘服务器,然后从保留的邻近边缘服务器中选出最优方案。

4.根据权利要求3所述的一种基于边云协同计算的数据集放置方法,其特征在于:所述的邻近边缘服务器的容量大小不小于私有数据集的大小,且数据集传输总时间不大于数据传输最高延迟要求时,私有云服务器采用动态数据放置算法生成动态数据放置方案,且最优方案确定的邻近边缘服务器距离用户所属终端设备的位置更近,即私有数据集放置于新的边缘服务器中后,私有数据集的数据集传输总时间不大于重新放置前故障边缘服务器的数据集传输总时间;当不同的终端设备访问同一私有数据集多次,新确定的邻近边缘服务器位置满足每个终端设备访问该私有数据集的数据传输最高延迟要求。

5.根据权利要求1所述的一种基于边云协同计算的数据集放置方法,其特征在于:所述的私有云服务器生成动态数据放置方案的过程中,私有云服务器始终监测边缘服务器和终端设备的位置和带宽的当前运行状态,同时更新终端设备对私有数据集访问频率的变化。

6.根据权利要求1所述的一种基于边云协同计算的数据集放置方法,其特征在于:所述私有云服务器生成动态数据放置方案并发送私有数据集到新的边缘服务器后,私有云服务器系统不断监控环境状态的变化,当新的边缘服务器的环境状态发生变化时,私有云服务器再次生成新的动态数据放置方案。