面向边缘计算的组合拍卖式任务卸载机制

李颖浩，嵩 天，杨雅婷

北京理工大学计算机学院，北京100081

近年来，随着物联网、人工智能和虚拟现实（virtual reality，VR）等技术的发展以及可穿戴设备、智能手机、平板电脑等终端设备的普及，诸如智能家居、VR游戏等新兴应用涌入了人们的生活[1-2]。该类应用在运行时，受限于终端设备的计算能力以及“Client-Server”应用模式，用户需要向ASP（application service provider）发送数据，请求服务[3]。对于应用部署方式，传统的云计算模式正在遭受挑战。一方面，带宽资源消耗迅速增长：根据思科的年度网络报告[4]预测，到2023 年，人均持有3.6 台联网设备，全球联网设备数量达293 亿，为满足应用服务需求，将消耗大量带宽资源。另一方面，时延要求不断提高：对于远程医疗、自动驾驶等实时性应用，对低时延的保障是正常运行的必要条件。

与此同时，边缘计算为ASP 部署应用服务提供了新的模式：通过向ECP（edge computing provider）支付费用，将应用服务作为计算任务卸载到网络边缘，由ECP 代理执行，以解决云计算模式中带宽消耗严重和响应时延过高等问题[5-6]。边缘计算模式将原本云计算中心的部分或全部计算任务卸载到数据源的附近执行[5]。例如，VR 游戏的ASP 可以将部分应用服务部署到用户聚集的城市附近，以降低游戏时延，提升用户体验，而在目标城市区域，各运营商、网络设备制造商、高校等均可作为ECP，利用空闲资源提供计算服务[7]。

然而，采用边缘计算模式进行应用服务部署需要可行的任务卸载机制，以解决其中的双向选择问题：一方面，ECP 不同于传统的云计算提供商，其计算资源相对有限，在多任务场景下，不能确保满足所有的任务需求，因此将基于自身资源条件，选择性接受ASP 所提出的计算任务；……