为客户端选择迁移目标计算节点的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种确定边缘计算节点的方法和系统，具体地涉及一种在边缘业务中判断待迁移的目标计算节点的方法和系统。

背景技术

对于时延要求低且具有快速移动性的业务，如自动驾驶等，保障客户端低延时的情况下，需要根据客户端的实时位置及时地切换到新的边缘计算节点。目前常规做法是采用切换到距离最近的计算节点上，因未考虑具体的业务类型，会存在切换节点不合理、业务体验不佳的问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供一种为客户端选择迁移目标计算节点的方法和系统，该方法和该系统能够获取最优的目标计算节点进行移动客户端的计算业务迁移。

本发明提供一种为客户端选择迁移目标计算节点的方法，所述方法包括：实时地获取客户端的位置信息和时间信息，并实时地获取第一计算节点的位置信息，其中所述第一计算节点为所述客户端在第一时刻位置处所使用的计算节点，所述方法还包括：步骤S1，获取在第二时刻位置处能满足客户端计算需要的计算节点的集合，并根据各计算节点到客户端的欧式距离从小到大排序，以得到第一计算节点集合；步骤S2，判断所述第一计算节点集合中的各计算节点是否满足方向一致性条件，以得到第二计算节点集合；以及步骤S3，计算所述第二节点集合中的每个计算节点的可用值，并按可用值从大到小排序，选择可用值最大的计算节点作为所述客户端在所述第二时刻位置处的目标计算节点。

根据本发明的方法，其中在步骤S1中，筛选客户端的第二时刻位置附近满足客户端计算条件的计算节点，其中所述客户端计算条件包括计算资源类型、计算资源大小、网络时延、网络带宽和资源可用性。

根据本发明的方法，其中在步骤S2中，计算在预定时间内所述客户端移动的方向矢量与所述第一计算节点集合中的任一计算节点移动的方向矢量的夹角的余弦值r

其中若所述余弦值为负数，则从所述所述第一计算节点集合中排除该计算节点，选择下一个计算节点继续计算；其中若所述余弦值为正数，则记录所述余弦值为正数的计算节点以得到所述第二计算节点集合，

其中通过以下公式计算余弦值r

其中

根据本发明的方法，还包括：判断所述客户端与所述第二计算节点集合中的计算节点各自在预定时间内所移动的欧式距离之间的差值M

其中若所述差值大于或等于所述第一阈值，则从所述第二计算节点集合中排除所述计算节点；若所述差值小于所述第一阈值，则将满足所述第一阈值要求的计算节点保留在所述第二计算节点集合中，

其中通过以下公式计算差值M

M

其中X

根据本发明的方法，还包括：判断在预定时间内所述第二计算节点集合中的各计算节点从所述第一计算节点的移动距离N

其中若所述移动距离大于或等于所述第二阈值，则从所述第二计算节点集合中排除所述计算节点；若所述移动距离小于所述第二阈值，则将满足所述第二阈值要求的计算节点保留在所述第二计算节点集合中，

其中通过以下公式计算移动距离N

N

其中，X

根据本发明的方法，步骤S3还包括：根据所述余弦值r

其中r

本发明提供一种为客户端选择迁移目标计算节点的系统，所述系统实时地获取客户端的位置信息和时间信息，并实时地获取第一计算节点的位置信息，其中所述第一计算节点为所述客户端在第一时刻位置处所使用的计算节点，所述系统包括：初筛单元，获取在第二时刻位置处能满足客户端计算需要的计算节点的集合，并根据各计算节点到客户端的欧式距离从小到大排序，以得到第一计算节点集合；第一筛选单元，判断所述第一计算节点集合中的各计算节点是否满足方向一致性条件，以得到第二计算节点集合；以及评估选择单元：计算所述第二节点集合中的每个计算节点的可用值，并按可用值从大到小排序，选择可用值最大的计算节点作为所述客户端在所述第二时刻位置处的迁移目标计算节点。

根据本发明的系统，其中所述初筛单元被构造成：筛选客户端的第二时刻位置附近满足客户端计算条件的计算节点，其中所述客户端计算条件包括计算资源类型、计算资源大小、网络时延、网络带宽和资源可用性。

根据本发明的系统，其中所述第一筛选单元被构造成：计算在预定时间内所述客户端移动的方向矢量与所述第一计算节点集合中的任一计算节点移动的方向向量的夹角的余弦值r

其中若所述余弦值为负数，则排除该节点，选择下一个计算节点计算；若所述余弦值为正数，则记录所述余弦值为正数的计算节点以得到第二计算节点集合，

其中通过以下公式计算余弦值r

其中

根据本发明的系统，还包括第二筛选单元，其被构造成：判断在预定时间内客户端移动的欧式距离与所述第二计算节点集合中的计算节点移动的欧式距离之间的差值M

其中若所述差值大于或等于所述第一阈值，则从所述第二计算节点集合中排除所述计算节点；若所述差值小于所述第一阈值，则将满足所述第一阈值要求的计算节点保留在所述第二计算节点集合中，

其中通过以下公式计算差值M

M

其中X

根据本发明的系统，还包括第三筛选单元，其被构造成：判断在预定时间内所述第二计算节点集合中的各计算节点从所述第一计算节点的移动距离N

其中若所述移动距离大于或等于所述第二阈值，则从所述第二计算节点集合中排除所述计算节点；若所述移动距离小于所述第二阈值，则将满足所述第二阈值要求的计算节点保留在所述第二计算节点集合中，

其中通过以下公式计算移动距离N

N

其中X

根据本发明的系统，所述评估选择单元被构造成：根据所述余弦值r

其中r

本发明提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行根据本发明的为客户端选择迁移目标计算节点的方法。

本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，所述处理器执行根据本发明的为客户端选择迁移目标计算节点的方法。

本申请提供一种为客户端选择迁移目标计算节点的方法和系统，通过对将要迁移的目标计算节点的位置、方向、计算资源以及时空一致性等各方面的综合能力评估，得到移动客户端在移动过程中能选择的最佳目标计算节点，而不影响移动用户的业务体验。

附图说明

下面，结合下列附图对本发明的各个实施例进行描述，其中：

图1是说明本申请的一种为客户端选择迁移目标计算节点的方法和系统的技术原理的示意图；

图2是示出根据本申请实施例的为客户端选择迁移目标计算节点的方法的处理步骤的流程图；

图3是示出根据本申请实施例的为客户端选择迁移目标计算节点的方法的处理步骤的流程图；以及

图4是示出根据本申请实施例的一种为客户端选择迁移目标计算节点的系统的组成部分的结构图。

具体实施方式

一个算力节点可以是指运营商的数据中心，边缘节点或者端侧节点，可以由单台高性能服务器组成，也可以由多台普通服务器组成。

运营商拥有丰富的算力资源，其核心是数据中心、云资源(公有云、私有云或混合云)以及边缘节点，运营商可通过业务编排系统，实现资源池的管理与业务编排，为用户提供服务。

假设客户正在行驶中的汽车上，使用某种需要实时计算的应用，如AR实时会议，该会议的实时场景需要通过就近的边缘计算节点将画面渲染后，再传送到随车辆移动的客户端，为了不影响客户体验，保障时延的确定性，那么随着汽车的移动，需要及时的切换边缘计算节点。

下面，参照附图对本发明的为客户端选择迁移目标计算节点的方法和系统的实施例作具体描述。

如图1所示，假设移动客户端在第一时刻t1，处于第一时刻位置A(X

第一实施例

如图2所示，本发明的为客户端选择迁移目标计算节点的方法包括：

实时地获取客户端的位置信息和时间信息，并实时地获取第一计算节点的位置信息，其中所述第一计算节点为所述客户端在第一时刻位置处所使用的计算节点，所述方法还包括：

步骤S1，获取在第二时刻位置处能满足客户端计算需要的计算节点的集合，并根据各计算节点到客户端的欧式距离从小到大排序，以得到第一计算节点集合；

步骤S2，判断所述第一计算节点集合中的各计算节点是否满足方向一致性条件，以得到第二计算节点集合；以及

步骤S3：计算所述第二节点集合中的每个计算节点的可用值，并按可用值从大到小排序，在所述第二节点集合中选择可用值最大的计算节点作为所述客户端在所述第二时刻位置处的目标计算节点。

在本实施例中，在步骤S1中，筛选客户端的第二时刻位置附近满足客户端计算条件的计算节点，其中所述客户端计算条件包括计算资源类型、计算资源大小、网络时延、网络带宽和资源可用性。

在本实施例中，在步骤S2中，计算在预定时间内所述客户端移动的方向矢量与所述第一计算节点集合中的任一计算节点移动的方向矢量的夹角的余弦值r

其中若所述余弦值为负数，表明上述两个方向矢量

其中

在本实施例中，如图3所示，所述方法还包括：判断所述客户端与所述第二计算节点集合中的计算节点各自在预定时间内所移动的欧式距离之间的差值M

其中若所述差值大于或等于所述第一阈值(此时不符合第一阈值要求)，则从所述第二计算节点集合中排除所述计算节点；若所述差值小于所述第一阈值(此时符合第一阈值要求)，则将满足所述第一阈值要求的计算节点保留在所述第二计算节点集合中，

其中通过以下公式计算差值M

M

其中X

在本实施例中，如图3所示，所述方法还包括：判断在预定时间内所述第二计算节点集合中的各计算节点从所述第一计算节点的移动距离N

其中若所述移动距离大于或等于所述第二阈值(此时不符合第二阈值要求)，则从所述第二计算节点集合中排除所述计算节点；若所述移动距离小于所述第二阈值(此时符合第二阈值要求)，则将满足所述第二阈值要求的计算节点保留在所述第二计算节点集合中，

其中通过以下公式计算移动距离N

N

其中X

在本实施例中，步骤S3还包括：根据所述余弦值r

其中r

本申请首先筛选客户端的第二时刻位置附近能够满足客户端计算需要的计算节点的集合以得到第一计算节点集合，然后从第一计算节点集合中排出不满足方向一致性条件的计算节点以得到第二计算节点集合，再利用第一阈值要求和第二阈值要求作为条件来筛选出同时满足方向一致性条件、第一阈值要求和第二阈值要求的计算节点，从保留下来的这些计算节点中利用可用性指标选出评估值最大的计算节点作为客户端在第二时刻位置处进行切换的最佳目标计算节点。与现有技术相比，本申请能够更快速、更有效地判定和选择在边缘业务中客户端所要迁移的最佳目标计算节点。

第二实施例

如图4所示，本发明的为客户端选择迁移目标计算节点的系统实时地获取客户端的位置信息和时间信息，并实时地获取第一计算节点的位置信息，其中所述第一计算节点为所述客户端在第一时刻位置处所使用的计算节点，所述系统包括：

初筛单元1，其被构造成：获取在第二时刻位置处能满足客户端计算需要的计算节点的集合，并根据各计算节点到客户端的欧式距离从小到大排序，以得到第一计算节点集合；

第一筛选单元2，其被构造成：判断所述第一计算节点集合中的各计算节点是否满足方向一致性条件，以得到第二计算节点集合；以及

评估选择单元3，其被构造成：计算所述第二节点集合中的每个计算节点的可用值，并按可用值从大到小排序，在所述第二节点集合中选择可用值最大的计算节点作为所述客户端在所述第二时刻位置处的目标计算节点。

在本实施例中，初筛单元1还被构造成：筛选客户端的第二时刻位置附近满足客户端计算条件的计算节点，其中所述客户端计算条件包括计算资源类型、计算资源大小、网络时延、网络带宽和资源可用性。

在本实施例中，第一筛选单元2还被构造成：计算在预定时间内所述客户端移动的方向矢量与所述第一计算节点集合中的任一计算节点移动的方向向量的夹角的余弦值r

其中若所述余弦值为负数，则排除该节点，选择下一个计算节点计算；若所述余弦值为正数，则记录所述余弦值为正数的计算节点以得到第二计算节点集合，

其中通过以下公式计算余弦值r

其中

在本实施例中，所述系统还包括第二筛选单元4，其被构造成：判断在预定时间内客户端移动的欧式距离与所述第二计算节点集合中的计算节点移动的欧式距离之间的差值M

其中若所述差值大于或等于所述第一阈值，则从所述第二计算节点集合中排除所述计算节点；若所述差值小于所述第一阈值，则将满足所述第一阈值要求的计算节点保留在所述第二计算节点集合中，

其中通过以下公式计算差值M

M

其中X

在本实施例中，所述系统还包括第三筛选单元5，其被构造成：判断在预定时间内所述第二计算节点集合中的各计算节点从所述第一计算节点的移动距离N

其中若所述移动距离大于或等于所述第二阈值，则从所述第二计算节点集合中排除所述计算节点；若所述移动距离小于所述第二阈值，则将满足所述第二阈值要求的计算节点保留在所述第二计算节点集合中，

其中通过以下公式计算移动距离N

N

其中X

在本实施例中，评估选择单元3还被构造成：根据所述余弦值r

其中r

在本申请中，通过分析当前位置预设范围内各计算节点在位置、方向、计算资源以及时空一致性等各方面的综合能力及其具体的计算公式对计算节点进行评估，筛选出移动客户端在移动过程中的最佳目标计算节点。

而本申请不仅从位置距离考虑目标计算节点，还考虑计算节点在计算资源、方向、可用值等方面的综合能力，以筛选出综合能力均满足客户端计算要求的最优目标计算节点。此外，本申请能够筛选出最佳目标计算节点，而不影响移动用户的业务体验。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

因此，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时，所述处理器执行本发明的为客户端选择迁移目标计算节点的方法。

因此，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，所述处理器执行本发明的为客户端选择迁移目标计算节点的方法。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。本发明的范围也应当涵盖这些修改和变化。