一种基于边缘计算的延迟优化方法与流程

文档序号:23624624发布日期:2021-01-12 10:36阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于边缘计算的延迟优化方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤一:将设置在云服务器上的数据采集模块和物联网平台进行通讯连接,并将设置在云服务器上的数据处理模块和物联网平台进行通讯连接,数据处理模块用于获取数据采集模块上采集到的数据包并进行分析;

步骤二:对数据传输的节点资源与时延要求进行具体分析,测量各路径的往返时间rtt及往返时间的变化导数值,具体过程为:

s21:计算出数据从一个主机发送到另一个主机然后又返回至发送主机节点过程中所花费的单程时间,然后根据单程时间计算出数据发送的往返时延,定义4个时间标签,求出往返时延rtt;

其中,4个时间标签分别用t1、t2、t3和t4表示;t1表示节点a的发送时刻,t2表示节点b的接收时刻,t3表示节点b往返发送时刻,t4表示返回到达节点a的时刻,所述t2和t4由发送端节点a标识,t2和t3由接收端节点b标识,往返时延rtt的计算公式如下:

rtt=(t4-t1)-(t3-t2)

s22:建立往返时延rtt随时间变化的曲线图;根据往返时延rtt的变化情况将往返时延rtt随时间变化的曲线分割为上升阶段、过渡阶段和下降阶段;

分别计算曲线图中上升阶段、过渡阶段和下降阶段曲线方程的往返时延rtt变化导数值;

s23:当往返时延rtt处于上升阶段,若在第一预设时间t1内,往返时延rtt变化导数值均大于等于预设导数阈值;则表示该路径为拥塞路径,直接摒弃;

当往返时延rtt处于下降阶段,若在第一预设时间t1内,往返时延rtt变化导数值均小于零且往返时延rtt变化导数值的绝对值均大于等于预设导数阈值;则表示该路径正在快速恢复,保留该路径;

s24:当往返时延rtt处于过渡阶段,若在第一预设时间t1内,往返时延rtt变化导数值的绝对值均小于预设导数阈值,则表示该路径数据传输稳定;

若往返时延rtt小于等于预设时延阈值,则保留该路径;

若往返时延rtt大于预设时延阈值,则摒弃该路径;

步骤三:为各路径分配数据传输配额,通过粒子群算法实现自动分配路径资源与数据传输的节点数量;

步骤四:调度器按照步骤三得出的各路径的数据传输配额分发传输数据包;包括:

调度器选取最低往返时延p0最小的路径作为最佳路径,按步骤三得出的数据传输配额分配数据包进行数据传输,当最低往返时延p0最小的路径的数据传输配额用完之后,再选取最低往返时延p0次小的路径进行传输,依次进行,直到发送完成缓存的全部数据包为止。

2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的延迟优化方法,其特征在于,步骤一中数据处理模块用于获取数据采集模块上采集到的数据包并进行分析,具体步骤包括:

s11:获取预设时间内数据采集模块采集到的数据包的基本信息;所述基本信息包括采集设备、数据类型以及数据大小;

s12:按照采集设备将同一采集设备的采集次数累加形成设备频次,将设备频次标记为f1i;其中i表示第i个采集设备;

按照采集设备将同一采集设备采集的数据大小累加形成设备总量,将设备总量标记为f2i;设备频次f2i与设备总量f1i一一对应;

s13:对设备频次和设备总量进行权重分配,将设备频次的权重标记为z1,将设备总量的权重标记为z2;其中z1+z2=1;

利用公式qi=f1i×z1+f2i×z2分别计算每个采集设备的采集吸引值qi;

s14:按照数据类型将同一数据类型的采集次数累加形成类型频次,将类型频次标记为f3m;其中m表示第m种数据类型;

按照数据类型将同一数据类型的数据大小累加形成类型总量,将类型总量标记为f4m;类型频次f3m与类型总量f4m一一对应;

s15:对类型频次和类型总量进行权重分配,将类型频次的权重标记为z3,将类型总量的权重标记为z4;其中z3+z4=1;

利用公式pm=f3m×z3+f4m×z4分别计算每种数据类型的采集吸引值pm;

s16:利用公式计算得出数据包的处理优先值yim,具体计算公式如下:

其中b1、b2和b3均为预设比例系数,且b1+b2+b3=1,β为均衡因子,取值0.65564321;yim表示第i个采集设备采集的第m种数据类型的处理优先值;

s17:根据处理优先值yim的大小依次对对应数据包进行处理。

3.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的延迟优化方法,其特征在于,步骤三中通过粒子群算法实现自动分配路径资源与数据传输的节点数量,具体过程如下:

s31:获取每条路径的最低往返时延并标记为p0;

开始时,为每条路径分配一个数据包进行传输;

s32:当数据包传输完成后,将当前数据包的往返时延标记为px;x=1,…,n;

s33:将px与预设时延阈值进行对比;

若px>预设时延阈值,则认为该路径已经满负荷,不再给该路径添加新的数据包,保持派发当前数据包数给该路径,将当前数据包数标记为该路径的数据传输配额;

若px≤预设时延阈值,则利用公式q=(px-px-1)/px-1×100%计算得出变化幅度q;

s34:若q>预设变化幅度阈值,则认为该路径已经满负荷,不再给该路径添加新的数据包,保持派发当前数据包数给该路径,将当前数据包数标记为该路径的数据传输配额;

若q≤预设变化幅度阈值,则认为该路径还能添加更多的数据包,则会在当前派发数据包数基础上再加一,派发给该路径,继续执行s32;由此得到所有路径的数据传输配额。


技术总结
本发明公开了一种基于边缘计算的延迟优化方法,包括如下步骤:数据处理模块用于获取数据采集模块上采集到的数据包并进行分析;对数据传输的节点资源与时延要求进行具体分析,测量各路径的往返时间RTT及往返时间的变化导数值;为各路径分配数据传输配额,通过粒子群算法实现自动分配路径资源与数据传输的节点数量;调度器按照得出的各路径的数据传输配额分发传输数据包;本发明根据处理优先值的大小依次对对应数据包进行处理,使数据处理更加有层次,有条不紊,根据往返时延RTT和往返时延RTT变化导数值对各传输路径进行初步筛选,淘汰过度拥塞的路径,保留传输质量和稳定性尚好的路径作为可用路径,提高数据处理效率。

技术研发人员:张俊杰
受保护的技术使用者:安徽极玩云科技有限公司
技术研发日:2020.10.13
技术公布日:2021.01.12
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