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申请/专利权人:郑州科技学院
摘要:一种基于精英小生境改进遗传算法的边缘服务器部署方法,步骤1:首先设计解空间构建方法,对边缘服务器部署方案进行编码;步骤2:设计适应度函数;步骤3:基于精英思想和小生境技术设计遗传算法进化策略:重复执行种群迭代更新步骤;步骤4:返回全局最优个体对应的边缘服务器部署策略。本发明优化用户请求处理的响应时间。所提方法以二进制编码构建服务器部署解决方案搜索空间,然后受生物遗传学中“杂交优势”现象的启发,在小生境技术优化的基础上,创新地提出运用跨小生境的基因交叉提高种群多样性,改进遗传算法的进化效率和效果。
主权项:1.一种基于精英小生境改进遗传算法的边缘服务器部署方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤1:首先设计解空间构建方法,对边缘服务器部署方案进行编码;使用一个N×M的二进制串表示一个部署方案,其中N和M分别是边缘服务器数量和服务数量;二进制串的第M×i-1到M×i-1位表示第i个边缘服务器ei上的服务器部署情况:对于第M-i-1+j-1位xij的取值,1表示第j个服务aj在第i个边缘服务器ei上部署;0表示不部署;步骤2:设计适应度函数,评价每个二进制串对应部署方案的优劣;采用基于排队论计算出的所有服务请求响应时间的平均值倒数作为部署方案的适应度函数;计算其适应度的具体步骤如下:步骤2-1:对于每个二进制串,对其进行修正使其满足每个边缘服务器的存储容量限制;对于边缘服务器ei,如果则迭代地对其中的一个值为1的比特位清0,直至具体步骤如步骤2-1-1;如果则只要满足就迭代地对其中的一个值为0的比特位置位,具体步骤如步骤2-1-2;其中Si为边缘服务器ei的存储容量,sj为服务aj部署所需的存储资源量;步骤2-1-1:选取服务sj,满足j=argmaxj{sjλij|xij=1},将xij设置为0;如果继续重复该步骤,其中λij表示在ei上aj的请求到达率;步骤2-1-2:对所有未部署的服务{sj|xij=0},按sjλij进行排序,并一次执行步骤:如果将xij设置为1满足则将xij设置为1;步骤2-2:使用公式1计算每个边缘服务器上,每种服务处理任务请求的响应时间,其中tij表示第i个边缘服务器上第j个服务处理请求的延时;Tj表示云端处理第j个服务的请求延时;xij为二进制串第N×j-1+i-1位的值;μij表示第j个服务在第i个边缘服务器上的服务能力,λij表示在第i个边缘服务器上第j个服务的请求到达率, 步骤2-3:通过公式2计算所有服务请求响应时间平均值的倒数,即为二进制串或边缘部署方案的适应度; 步骤3:基于精英思想和小生境技术设计遗传算法进化策略:首先随机生成一个由若干二进制串个体构成的种群,使用步骤2计算每个二进制串的适应度,并找出适应度最优的个体为全局最优个体;然后将整个种群平均分为几组,每组为一个普通小生境,并选取整个种群中适应度排在前elite_size的个体,组成一个精英小生境;此后,重复执行种群迭代更新步骤;步骤4:返回全局最优个体对应的边缘服务器部署策略。
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