的時延（Tardiness)可以表示 為!"= max{0, C^-dJ。本發明的實施例是在中間處理約束下，最小化所有數據流的總時延， 即Σ7：?因此，本發明實施例的方法從數據流調度和路由兩個角度進行聯合優化，具體來 ftieM σ 說，解決了如何將中間節點分配給數據流，且哪些數據流應該被優先地處理，以最小化所有 數據流的總時延。
[0054] 對于中間節點的分配，本發明的實施例采用在數據流和中間節點之間進行雙向匹 配的方法，通過循環迭代，實現中間節點的接近最優的分配方案。例如，定義A"為數據流m 選擇中間節點時的偏好列表（A"中的元素屬于集合K)，定義Bk為中間節點k(k e K)選擇 數據流時的偏好列表（Bk中的元素屬于集合Μ)。例如：
[0055] 在數據流選擇中間節點時，定義一個標準化的變量Θ i作為衡量數據流經過中間 節點的數據傳輸路徑長度e M，k e K)的評價分數，Θ 1與1 nk成反比。類似地，標準 化的變量叭作為衡量數據流的期望完工時間的評價分數，Θ 成反比，則偏好列 表A"由按Θ 1+0 3寸中間節點進行降序排序得到。由于數據流期望的完工時間取決于隊列 中的數據流相互作用，因而偏好列表A"在匹配的每一次迭代里都是動態變化的。
[0056] 在中間節點選擇數據流時，定義一個標準化的變量Θ d作為衡量數據流截止時間 cU勺評價分數，Θ ,與屯成反比。類似地，標準化的變量Θ ^乍為衡量數據流的資源需求量 qn的評價分數，Θ。與9">成反比，則偏好列表Bk由按Θ d+0q對數據流進行降序排序得到。
[0057] 由于數據流的完工時間取決于數據流在中間節點上的排隊時間和處理時間，為了 計算數據流在各個中間節點上期望的完工時間，需要在節點上進行一次模擬調度過程。作 為具體的示例，參見圖3所示，f\，&和匕三個數據流已經在某個中間節點的準處理名單里， 計算數據流f4在該中間節點上的期望的完工時間，則只需臨時地將f4加入到該中間節點的 準處理名單中，然后，根據f 4在偏好列表B k上的排序進行調度。在該示例中，假設B k中的排列順序為：^> f f 4,資源需求量qi= 10, q；!= 5, q3= 8, q4= 6,假設數據 流在節點上的處理時間pm與資源需求量qm成正比，不失一般性，設pm= qm(m = 1，2, 3, 4)。 節點上的總資源量為Q= 18。在該節點上調度四個數據流，則可以得到數據流^在該中間 節點上的期望的排隊時間為10,期望的完工時間為16。
[0058] 進一步地，為實現中心節點的高效資源分配方案，下面在數據流與中心節點之間 進行雙向匹配。該雙向匹配是一個循環迭代的過程，具體來說，就是不斷循環迭代以下步驟 1至步驟2 :
[0059] 步驟1 :生成偏好列表A"，每個數據流向其偏好列表上的第一個中間節點提出申 請，對于每一個中間節點，如果向其申請的數據流的數目X超過其服務名額^即PU1J 根據偏好列表Bk，每個中間節點剔除可服務名額之外的數據流個），將可服務名額之 內的數據流（前X個）放入其準服務名單，然后，將該中間節點的可服務名額增加1 ;否則， 直接將X個數據流放入其準服務名單。
[0060] 步驟2 :如果所有數據流都在某個中間節點的準服務名單里，則迭代中止，此時每 個中間節點的準服務名單，即為中間節點和數據流的映射關系；否則，繼續進行循環迭代。 [0061 ] 另一方面，針對哪些數據流應該被優先地處理的問題，例如，本發明的實施方案如 下：如果一個中間節點要服務的數據流超過1，則根據準處理名單上的數據流在偏好列表Bk中的排序，進行順序調度。其中，數據流在節點上的處理必須滿足資源約束，即同一時間處 理的數據流的資源需求總量不能超過該節點上可用的資源量。
[0062] 以下通過具體的示例對本發明的實施例進行性能評估。例如，參見圖4所示，考慮 一個智慧城市中的智能交通系統，其中擁有500個傳感器節點，10個中間處理節點，即|M| =500, |K| = 10。其它的參數在合理的范圍內隨機生成，一共生成100個隨機網絡拓撲。
[0063] 參見圖5所示，相比單一的調度策略和路由策略，本發明的實施例能夠實現最短 的時延。在本示例中，能夠實現60 %的實例中總時延為0,這表示60 %的應用能夠及時地完 成。
[0064] 為定量地評估本發明實施例的最優性，對于每一個實例I，定義最優性差距為：
[0066] 其中，Z⑴表示實例I的目標函數值，Z"I)表示該優化問題的下界。參見圖6所 示，超過90%的情況下，本發明實施例的最優性差距都小于0. 4,然而，單一的調度策略和 路由策略僅能夠實現5%的情況下，最優性差距小于0. 4。這說明本發明實施例的結果與問 題下界非常接近，能夠實現接近最優的性能。
[0067] 圖7給出了最大完成時間的累積概率分布示意圖。從圖7中可以看出，本發明的 實施例可以實現最小的最大完成時間。圖8給出了平均路由延遲的累積概率分布示意圖。 從圖8中可以看出，由于將具有最短傳輸路徑的中間節點分配給流，單一的路由策略實現 了最短路由延遲，然而單一的調度策略由于不考慮傳輸路徑的長短，從而導致路由延遲不 可控。
[0068] 也就是說，本發明的實施例針對中間處理約束下的異構網絡資源分配問題，提出 了最小化所有流的總時延的優化目標。通過對影響優化目標的因素進行權衡，分別提出了 針對流和中間節點的偏好列表生成方法。通過逐步提升名額的方法，提出了流和中間節點 之間的雙向匹配框架。通過該框架的循環迭代，實現中間節點的優化分配。最后，根據節點 分配方案，在節點上對流進行順序調度。因此，本發明能夠實現低時延的優化目標，能夠得 到接近最優的異構網絡資源分配結果。
[0069] 綜上，根據本發明實施例的中間處理約束下的異構網絡資源配置方法，基于經典 的匹配理論，采用逐步提升名額的循環迭代機制，根據流和中間節點之間的相互偏好性，提 出了流和中間節點之間的雙向匹配框架，以達到路由與調度的融合，即從調度和路由兩個 角度進行聯合優化，以最小化數據密集型應用的延遲，實現了數據密集型應用在中間處理 約束下的低延遲及高性能，從而達到資源最優配置和最佳網絡性能。另外，本發明可以適用 于比較廣泛的場景，如智慧城市、智能工廠和云數據中心等，因此適用范圍廣。
[0070] 在本發明的描述中，需要理解的是，術語"中心"、"縱向"、"橫向"、"長度"、"寬度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底" "內"、"外"、"順時 針"、"逆時針"、"軸向"、"徑向"、"周向"等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或 位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必 須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0071] 此外，術語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性 或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有"第一"、"第