边缘云环境下面向成本优化的应用部署算法

来源：计算机集成制造系统杂志2025年第10期北京时间：

作者：吴倩雯, 卢宇, 林兵, 陈星, 郑裕恒

单位：1.福建师范大学物理与能源学院2.福建省网络计算与智能信息处理重点实验室3.福州大学计算机与大数据学院/软件学院

摘要：应用程序的高效部署一直是工厂智能制造领域的重要挑战。针对该挑战,提出一种边缘云环境下基于多图划分的应用程序部署算法(MGPAD),旨在满足数据中心容量限制和节点时延限制的约束条件下,优化部署总成本和时延,以提升部署效率。该方法综合考虑了计算成本、存储成本和通信成本对总成本的影响,优化过程可以分为粗化阶段、初始划分阶段和细化阶段3个阶段。首先,在粗化阶段采用粗化操作以缩小图的规模;其次,在初始划分阶段从最小的粗化图上找到最优的划分方案;最后,在细化阶段将划分方案逐层投影到原始图上,并通过计算交换节点的增益进行局部优化。同时证明了该应用程序部署成本优化问题是NP-hard问题。实验结果表明,所提出的算法能够有效降低部署总成本和时延,与表现最优的对比算法相比,成本和时延分别降低了约3.2%和99.2%。

关键词：云计算,边缘计算,应用程序部署,成本优化

基金资助：国家自然科学基金资助项目(62072108);福建省高校产学合作项目(2022H6024,2021H6026);福建省高校物理学学科联盟教学改革项目(FJPHYS-2022-B02);福建省促进海洋与渔业产业高质量发展专项资金资助项目(FJHYF-ZH-2023-02);福建省技术创新重点攻关及产业化项目(2024XQ004);福建省科技厅引导性项目(2023H0009)。