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KR102717244B1 - Cloud-Multiple Edge Server Collaboration System and Method Based on Service Classification in Intelligent Video Security Environments - Google Patents

Cloud-Multiple Edge Server Collaboration System and Method Based on Service Classification in Intelligent Video Security Environments Download PDF

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KR102717244B1
KR102717244B1 KR1020220094521A KR20220094521A KR102717244B1 KR 102717244 B1 KR102717244 B1 KR 102717244B1 KR 1020220094521 A KR1020220094521 A KR 1020220094521A KR 20220094521 A KR20220094521 A KR 20220094521A KR 102717244 B1 KR102717244 B1 KR 102717244B1
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KR
South Korea
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service
edge server
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cloud
context
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KR1020220094521A
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정광수
김민선
박진호
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광운대학교 산학협력단
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Abstract

지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템 및 방법이 개시된다. 상기 시스템은 하나 이상의 단말; 지능형 영상 보안 환경에서, 상기 단말로부터 발생한 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트 정보를 유무선 통신망을 통해 수신받고, 각 모듈을 통해 서비스 분류를 위한 임계값 계산, 서비스의 분류, 서비스의 전송, 그리고 서비스를 처리하는 다수의 엣지 서버; 및 각 엣지 서버로부터 수신된 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트 정보에 기초하여 협업 대상인 엣지 서버를 결정하여 결정된 협업 대상이 서비스 되도록 하는 강화학습 에이전트와 연동된 클라우드 서버를 포함한다. A cloud-multi-edge server collaboration system and method based on service classification in an intelligent video security environment are disclosed. The system includes one or more terminals; a plurality of edge servers which receive, in an intelligent video security environment, a context of a service generated from the terminals and context information of a computing node through a wired/wireless communication network, and calculate a threshold for service classification, classify the service, transmit the service, and process the service through each module; and a cloud server linked with a reinforcement learning agent which determines an edge server as a collaboration target based on the context of the service received from each edge server and the context information of the computing node, and ensures that the determined collaboration target is serviced.

Description

지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템 및 방법{Cloud-Multiple Edge Server Collaboration System and Method Based on Service Classification in Intelligent Video Security Environments}Cloud-Multiple Edge Server Collaboration System and Method Based on Service Classification in Intelligent Video Security Environments

본 발명은 지능형 영상 보안을 위해 주기적으로 공유되는 서비스 및 엣지 서버 관련 컨텍스트 기반 서비스 분류에 따라 강화학습 에이전트(agent)에 연결된 클라우드-다중 엣지 서버간 협업을 수행하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for performing collaboration between cloud-multi-edge servers connected to reinforcement learning agents according to periodically shared services and edge server-related context-based service classification for intelligent image security.

협업 시스템의 구조는 강화학습 에이전트(agent)에 연결된 클라우드와 다수의 엣지 서버와 단말들로 구성된다. 엣지 서버는 연결된 단말로부터 수신한 서비스와 엣지 서버의 서비스의 컨텍스트, 컴퓨팅 노드의 컨텍스트를 추출하여 서비스 분류를 한다. 서비스의 컨텍스트는 서비스의 크기와 deadline을 포함한다. 컴퓨팅 노드는 클라우드 또는 엣지 서버를 포함한다. 클라우드 또는 엣지 서버를 포함하는 컴퓨팅 노드의 컨텍스트는 컴퓨팅 노드의 컴퓨팅 리소스(CPU 점유율, RAM 점유율, storage 사용량), 컴퓨팅 노드간 가용 대역폭, 그리고 컴퓨팅 노드의 버퍼에 저장된 서비스의 수를 포함한다. 클라우드는 분류된 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드들의 컨텍스트를 이용하여 강화 학습(reinforcement) 기반으로 협업 대상(엣지 서버)을 선택한다. 협업 대상으로 선택되는 컴퓨팅 노드는 다른 컴퓨팅 노드와 비교하여 서비스의 실패를 낮추며, 서비스의 처리 시간을 단축한다.The structure of the collaboration system consists of a cloud connected to a reinforcement learning agent, a number of edge servers, and terminals. The edge server extracts the service received from the connected terminal, the context of the service of the edge server, and the context of the computing node to classify the service. The context of the service includes the size and deadline of the service. The computing node includes a cloud or an edge server. The context of the computing node including the cloud or the edge server includes the computing resources of the computing node (CPU occupancy, RAM occupancy, storage usage), the available bandwidth between the computing nodes, and the number of services stored in the buffer of the computing node. The cloud selects a collaboration target (edge server) based on reinforcement learning using the context of the classified service and the context of the computing nodes. The computing node selected as the collaboration target reduces the service failure rate and shortens the service processing time compared to other computing nodes.

클라우드 컴퓨팅(Cloud computing)은 서버의 중앙 집중식으로 클라이언트/서버 방식으로 트랜잭션 데이터를 처리하며, 이와 달리, 엣지 컴퓨팅(Edge computing)은 클라우드 컴퓨팅과 대조적 개념의 컴퓨팅 방식으로, 클라우드 컴퓨팅이나 중앙 집중식이 아닌 네트워크 종단(Edge)에서 컴퓨팅이 이루어진다. 엣지 컴퓨팅은 클라우드 컴퓨팅이나 중앙 집중식으로 대용량 데이터의 부하(load)가 집중되는 중앙 서버에서 데이터를 처리하지 않고, 도 1에 도시된 바와 같이 모바일 기기와 IoT 디바이스 자체 또는 물리적으로 근거리 위치한 엣지 서버(edge server)를 사용하여 데이터 분석과 기기 동작이 이루어진다. Cloud computing processes transaction data in a client/server manner with a centralized server architecture. Edge computing, on the other hand, is a computing method that contrasts cloud computing in that computing is performed at the edge of a network rather than in a cloud or centralized manner. Edge computing does not process data in a central server where the load of large amounts of data is concentrated, as in cloud computing or a centralized manner, but uses mobile devices and IoT devices themselves or edge servers located physically close to each other, as shown in Fig. 1, to perform data analysis and device operation.

도 1은 지능형 엣지 컴퓨팅 개념도이다. Figure 1 is a conceptual diagram of intelligent edge computing.

클라우딩 컴퓨팅이 중앙 집중식으로 데이터를 처리해주는 것과는 반대로, 모바일 엣지 컴퓨팅(Mobile Edge Computing, MEC) 기술은 분산된 엣지 서버를 통해 모바일 기기의 주변에서 개별로 데이터를 수집, 빅 데이터 분석, 처리한다. 최근, LTE 4G/5G 이동통신 기술, 드론, IoT 기술이 발전하면서, 인공지능과 기계학습(Machine Learning, ML)을 사용한 빅 데이터 분석을 사용하는 지능형 Edge 컴퓨팅 기술로 발전하고 있다. In contrast to cloud computing, which centrally processes data, Mobile Edge Computing (MEC) technology collects, analyzes, and processes data individually around mobile devices through distributed edge servers. Recently, with the development of LTE 4G/5G mobile communication technology, drones, and IoT technology, it is developing into an intelligent Edge Computing technology that uses big data analysis using artificial intelligence and machine learning (ML).

예를 들면, CCTV 지능형 영상 처리는 중앙 서버에 저장되는 대용량 영상 데이터의 과부하와 대용량 영상 데이터 처리를 위해 지역별로 분산된 다수의 엣지 서버를 사용한 지능형 엣지 컴퓨팅 기술이 필요하다. For example, CCTV intelligent image processing requires intelligent edge computing technology that uses multiple edge servers distributed by region to process large amounts of image data and to overcome the overload of large amounts of image data stored in the central server.

이와 관련된 선행기술1로써, 특허등록번호 10-2110592에서는 "IoT 컴퓨팅 환경에서의 클라우드와 엣지간의 분산 처리 시스템"이 등록되어 있다. As a related prior art1, “Distributed processing system between cloud and edge in IoT computing environment” is registered in patent registration number 10-2110592.

IoT 컴퓨팅 환경에서의 클라우드와 엣지간의 분산 처리 시스템은 Distributed processing system between cloud and edge in IoT computing environment

사물측에 연결되어 데이터를 수집하고 사물측으로 제어신호를 보내주는 다수의 엣지와, 각 엣지로부터 데이터를 받아 처리하고 처리 결과를 엣지로 전달하는 클라우드를 포함하는, IoT 컴퓨팅 환경에서의 상기 클라우드 및 엣지간의 분산 처리 시스템으로서,A distributed processing system between the cloud and the edge in an IoT computing environment, including a plurality of edges that are connected to the object side, collect data, and send control signals to the object side, and a cloud that receives data from each edge, processes it, and transmits the processing results to the edge.

상기 클라우드는, 상기 수집한 데이터의 처리를 위해 모델을 생성하는 모델 생성부, 상기 클라우드와 엣지 간의 분산처리를 위한 모델분배 규칙, 및 상기 모델 분배규칙에 따라 모델을 엣지로 분배하는 모델분배부를 포함하며,The above cloud includes a model generation unit that generates a model for processing the collected data, a model distribution rule for distributed processing between the cloud and the edge, and a model distribution unit that distributes the model to the edge according to the model distribution rule.

상기 모델 분배규칙은 각 엣지의 프로세싱 성능 및 메모리용량 중 적어도 하나에 따라 결정되고, 이 결정된 분배규칙에 따라 상기 클라우드로부터 각 엣지에 분배되는 모델의 종류와 수가 상이한 것을 특징으로 한다. The above model distribution rule is determined based on at least one of the processing performance and memory capacity of each edge, and the type and number of models distributed from the cloud to each edge are different based on the determined distribution rule.

이와 관련된 선행기술2로써, 특허등록번호 10-2163280에서는 "엣지 컴퓨팅 기반 네트워크 모니터링 방법, 장치 및 시스템"이 등록되어 있다. As a related prior art2, “Edge computing-based network monitoring method, device and system” is registered in patent registration number 10-2163280.

엣지 컴퓨팅 기반 네트워크 모니터링 방법, 장치 및 시스템은 제 1 엔티티 (entity) 와 제 2 엔티티, 상기 제 1 엔티티 및 제 2 엔티티 간에 구비되는 스위칭 장치를 포함하는 네트워크에 포함된, 제 2 엔티티가 제공된다. 제 2 엔티티는, 제 1 엔티티와 패킷을 송수신하기 위한 송수신부를 포함하고, 제 2 엔티티는, 프로세서를 구비하여 엣지 컴퓨팅 (Edge computing) 을 수행하거나, 프로세서를 구비하는 엣지 컴퓨팅 장치를 경유하여 상기 스위칭 장치에 연결되며, Edge computing-based network monitoring method, device and system are provided, wherein a second entity is included in a network including a first entity, a second entity, and a switching device provided between the first entity and the second entity. The second entity includes a transceiver for transmitting and receiving packets with the first entity, and the second entity performs edge computing by having a processor, or is connected to the switching device via an edge computing device having a processor,

프로세서는, 제 2 엔티티로 수신되거나 제 2 엔티티에서 송신되는 적어도 하나의 패킷들에 포함된 정보들 중 적어도 일부를 기반으로 제 1 엔티티와 제 2 엔티티와 연관된 네트워크에 대한 보안 문제 발생 여부를 결정하도록 구성된다.The processor is configured to determine whether a security issue exists for a network associated with the first entity and the second entity based on at least some of the information contained in at least one packet received by or transmitted from the second entity.

상기 패킷 정보를 기반으로 보안 문제 발생 여부를 결정하는 것은,Determining whether a security issue has occurred based on the above packet information is as follows:

미리 결정한 제 1 소스 IP 로부터 제 1 목적지 IP 까지의 구간의 접속의 수가 미리 결정한 임계값 이상이라는 결정, 미리 결정한 제 1 URL에 대한 요청이 미리 결정한 임계값 이상이라는 결정, 미리 결정한 제 1 서버의 BPS(Bit Per Second) 가 미리 결정한 임계값 이상이라는 결정, 미리 결정한 제 2 소스 IP로부터의 PPS(Packet Per Second)가 미리 결정한 임계값 이상이라는 결정, 미리 결정한 제 3 소스 IP 로부터의 동기신호(SYN) 패킷의 수가 미리 결정한 임계값 이상이라는 결정, 및 미리 결정한 제 4 소스 IP가 미리 결정한 임계값 이상의 개수의 서버 IP로 동시에 접속을 시도한다는 결정 중 적어도 하나를 기반으로 상기 네트워크에 보안 문제가 발생하였다고 결정한다. It is determined that a security issue has occurred in the network based on at least one of a determination that the number of connections from a predetermined first source IP to a first destination IP exceeds a predetermined threshold, a determination that a request for a predetermined first URL exceeds a predetermined threshold, a determination that a BPS (Bit Per Second) of a predetermined first server exceeds a predetermined threshold, a determination that a PPS (Packet Per Second) from a predetermined second source IP exceeds a predetermined threshold, a determination that a number of synchronization signal (SYN) packets from a predetermined third source IP exceeds a predetermined threshold, and a determination that a predetermined fourth source IP simultaneously attempts to connect to a number of server IPs exceeding a predetermined threshold.

이와 관련된 선행기술3로써, 특허 등록번호 10-2304477에서는 "지능형 영상 보안을 위한 적응적 컨텍스트 공유 및 엣지 서버간 자율협업 시스템"이 등록되어 있다. As a related prior art3, patent registration number 10-2304477 is registered for “Adaptive context sharing and autonomous collaboration system between edge servers for intelligent video security.”

지능형 영상 보안을 위한 적응적 컨텍스트 공유 및 엣지 서버간 자율협업 시스템은, 유무선 통신부를 구비한 단말; 연결된 단말과 엣지 서버의 컨텍스트를 실시간으로 추출 및 정형화하고 Master 엣지 서버로 적응적으로 컨텍스트를 공유하는 Worker 엣지 서버; 및 상기 Worker 엣지 서버로부터 공유된 컨텍스트(Context)를 취합 및 관리하고 단말 연결 제어를 통해 엣지 서버간 자율협업을 수행되도록 하는 Master 엣지 서버를 포함한다. The adaptive context sharing and autonomous collaboration system between edge servers for intelligent video security includes: a terminal equipped with a wired/wireless communication unit; a worker edge server which extracts and formalizes contexts of connected terminals and edge servers in real time and adaptively shares the contexts with a master edge server; and a master edge server which collects and manages contexts shared from the worker edge servers and performs autonomous collaboration between edge servers through terminal connection control.

상기 적응적 컨텍스트 공유는 컨텍스트의 특성을 분류하고, 분류된 컨텍스트 특성을 기반으로 공유 시점을 결정하는 방식으로 수행되며, "컨텍스트를 적응적으로 공유"는 각 Worker 엣지 서버가 자신이 가지고 있는 또는 추출한 단말 및 엣지 서버 컨텍스트를 상기 Master 엣지 서버로 전송하는 과정이 컨텍스트를 공유한다는 의미이며, 상기 컨텍스트의 특성은 Worker 엣지 서버간 자율협업에서 자율협업이 필요한 엣지 서버와 자율협업을 수행할 엣지 서버를 결정할 때, 핵심적으로 고려해야 할 컨텍스트인지, 아니면 보조 역할을 하는 컨텍스트인지를 나타내는 특성이며, 상기 컨텍스트 특성은 자율협업형 연계에 직접적으로 관여하는 요소[컴퓨팅 리소스(CPU clock, CPU 점유율, RAM 점유율)]와 간접적으로 관여하는 요소[엣지 서버로 전송되는 비디오의 품질(비트율), 비디오 인코딩 방식, 단말의 GPS 위치 정보, 엣지 서버의 저장 공간 크기, 연결된 단말의 개수, 엣지 서버의 IP 주소]에 따라 분류된다. The above adaptive context sharing is performed by classifying the characteristics of the context and determining the sharing time based on the classified context characteristics, and "adaptive sharing of the context" means that the process in which each Worker edge server transmits the terminal and edge server context it has or extracts to the Master edge server shares the context, and the characteristics of the context are characteristics that indicate whether the context is a core context to be considered when determining an edge server that requires autonomous collaboration and an edge server that will perform autonomous collaboration in autonomous collaboration between Worker edge servers, or a context that plays a supporting role, and the context characteristics are classified according to factors directly involved in autonomous collaboration-type linkage [computing resources (CPU clock, CPU occupancy, RAM occupancy)] and factors indirectly involved [quality (bit rate) of the video transmitted to the edge server, video encoding method, GPS location information of the terminal, storage space size of the edge server, number of connected terminals, IP address of the edge server].

최근, 네트워크 처리 기술 및 스마트 단말의 발전에 따라 동시 연결된 단말의 수가 증가하고 다양한 형태의 서비스가 등장하면서 클라우드-다중 엣지 서버를 활용한 지능형 영상 보안 기술이 주목받고 있다. 기존 VMS(Video Management System) 기반의 영상 보안 기술의 경우 다수의 단말이 VMS와 같은 클라우드를 통해 모든 서비스를 전송하여 처리하기 때문에 클라우드의 리소스 부하와 지연에 의해 서비스 처리 효율성이 떨어지는 문제가 있었다. Recently, with the development of network processing technology and smart terminals, the number of simultaneously connected terminals has increased and various types of services have appeared, and intelligent video security technology utilizing cloud-multi-edge servers has been attracting attention. In the case of existing VMS (Video Management System)-based video security technology, since many terminals transmit and process all services through the cloud such as VMS, there was a problem that the service processing efficiency was reduced due to the cloud resource load and delay.

클라우드-엣지 서버를 활용한 지능형 영상 보안 기술은 클라우드 기반의 영상 처리 기술의 문제를 해결하기 위해 단말과 위치적으로 가까운 엣지 서버에서 클라우드의 부하를 줄여주기 위해 효율적인 처리가 가능한 서비스는 엣지 서버에서 처리하고 효율적인 처리가 불가능한 서비스는 클라우드에서 처리하며 협업을 수행한다. Intelligent video security technology utilizing cloud-edge servers is designed to solve the problem of cloud-based video processing technology by reducing the load on the cloud in edge servers that are geographically close to the terminals, and performing collaboration by processing services that can be processed efficiently in edge servers and processing services that cannot be processed efficiently in the cloud.

본 발명에서 제안하는 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템을 통해 다수의 엣지 서버 및 단말이 존재하는 환경에서 서비스의 실패 최소화를 위해 서비스를 분류하고, 분류한 서비스의 최소 처리 시간을 보장하기 위해 강화학습 기반으로 협업 대상 결정을 수행함으로써 지능형 영상 보안 서비스 및 다양한 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템 환경에서의 서비스 실시간성과 효율성을 높일 수 있을 것으로 예상된다.In the intelligent video security environment proposed in the present invention, a cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification is proposed to minimize service failure in an environment where multiple edge servers and terminals exist, and collaboration target decisions are made based on reinforcement learning to ensure the minimum processing time of the classified services. As a result, it is expected that the service real-timeness and efficiency in intelligent video security services and various cloud-multi-edge server collaboration system environments can be increased.

특허 등록번호 10-2110592 (등록일자 2020년 05월 07일), "IoT 컴퓨팅 환경에서의 클라우드와 엣지간의 분산 처리 방법 및 시스템", 전자부품연구원Patent registration number 10-2110592 (registration date May 7, 2020), "Method and system for distributed processing between cloud and edge in IoT computing environment", Electronics and Telecommunications Research Institute 특허 등록번호 10-2163280 (등록일자 2020년 09월 29일), "엣지 컴퓨팅 기반 네트워크 모니터링 방법, 장치 및 시스템", 주식회사 맥데이타Patent registration number 10-2163280 (registration date September 29, 2020), "Edge computing-based network monitoring method, device and system", Macdata Co., Ltd. 특허 등록번호 10-2304477 (등록일자 2021년 09월 14일), "지능형 영상 보안을 위한 적응적 컨텍스트 공유 및 엣지 서버간 자율협업 시스템", 광운대학교 산학협력단Patent registration number 10-2304477 (registration date September 14, 2021), "Adaptive context sharing and autonomous collaboration system between edge servers for intelligent video security", Kwangwoon University Industry-Academic Cooperation Foundation

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 지능형 영상 보안을 위해 주기적으로 공유되는 서비스 및 엣지 서버 관련 컨텍스트 기반 서비스 분류에 따라 강화학습 에이전트(agent)에 연결된 클라우드-다중 엣지 서버간 협업을 수행하는, 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템을 제공한다. The purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification in an intelligent video security environment, which performs collaboration between cloud-multi-edge servers connected to reinforcement learning agents according to service classification based on context-based services and edge servers periodically shared for intelligent video security.

본 발명의 다른 목적은 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 방법을 제공한다.Another object of the present invention is to provide a cloud-multi-edge server collaboration method based on service classification in an intelligent video security environment.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템은 하나 이상의 단말; 지능형 영상 보안 환경에서, 상기 단말로부터 발생한 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트 정보를 유무선 통신망을 통해 수신받고, 각 모듈을 통해 서비스 분류를 위한 임계값 계산, 서비스의 분류, 서비스의 전송, 그리고 서비스를 처리하는 다수의 엣지 서버; 및 각 엣지 서버로부터 수신된 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트 정보에 기초하여 협업 대상인 엣지 서버를 결정하여 결정된 협업 대상이 서비스 되도록 하는 강화학습 에이전트와 연동된 클라우드 서버를 포함하고,
상기 엣지 서버는
상기 엣지 서버에 연결된 단말로부터 전송된 서비스의 컨텍스트(서비스의 크기, 서비스의 deadline), 엣지 서버의 버퍼에 저장된 서비스의 컨텍스트, 및 엣지 서버의 컴퓨팅 리소스 기반으로 서비스 분류를 위한 임계값을 계산하는 엣지 서버의 임계값 계산 모듈; 계산된 임계값을 기반으로 단말로부터 수신한 서비스를 deadline이 만족되는 서비스와, deadline이 만족되지 않는 서비스를 분류하는 서비스 분류 모듈; 협업이 필요한 서비스의 컨텍스트를 상기 클라우드로 전송하며, 상기 클라우드 서버에 연동된 상기 강화학습 에이전트에 의해 결정된 협업 대상(협업이 결정된 엣지 서버)에 서비스를 전송하는 서비스 전송 모듈; 및 상기 서비스 분류 모듈 또는 상기 클라우드 서버에 연동된 강화학습 에이전트의 협업 결정에 따라 서비스들을 처리하는 서비스 처리 모듈을 포함한다.
In order to achieve the object of the present invention, a cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification in an intelligent video security environment includes one or more terminals; a plurality of edge servers that receive, through a wired/wireless communication network, the context of a service generated from the terminals and the context information of a computing node in an intelligent video security environment, and calculate thresholds for service classification, classify services, transmit services, and process services through each module; and a cloud server linked with a reinforcement learning agent that determines an edge server as a collaboration target based on the context of the service received from each edge server and the context information of the computing node, and provides a service to the determined collaboration target.
The above edge server
The edge server includes a threshold calculation module for calculating a threshold for service classification based on the context of the service transmitted from the terminal connected to the edge server (size of the service, deadline of the service), the context of the service stored in the buffer of the edge server, and the computing resources of the edge server; a service classification module for classifying the service received from the terminal into a service that satisfies the deadline and a service that does not satisfy the deadline based on the calculated threshold; a service transmission module for transmitting the context of the service requiring collaboration to the cloud and transmitting the service to a collaboration target (the edge server where collaboration is determined) determined by the reinforcement learning agent linked to the cloud server; and a service processing module for processing services according to a collaboration decision of the service classification module or the reinforcement learning agent linked to the cloud server.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 방법은, (a) 지능형 영상 보안 환경에서, 하나 이상의 단말로부터 발생한 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트 정보를 유무선 통신망을 통해 다수의 엣지 서버로 수신받고, 상기 다수의 엣지 서버의 각 모듈을 통해 서비스 분류를 위한 임계값 계산, 서비스의 분류, 서비스의 전송, 그리고 서비스를 처리하는 단계; 및 (b) 상기 다수의 엣지 서버와 연동된 클라우드 서버를 통해 연결된 강화학습 에이전트에 의해 각 엣지 서버로부터 수신된 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트 정보에 기초하여 협업 대상인 엣지 서버를 결정하여 결정된 협업 대상이 서비스 되도록 하는 단계를 포함하고,
상기 엣지 서버는
상기 엣지 서버에 연결된 단말로부터 전송된 서비스의 컨텍스트(서비스의 크기, 서비스의 deadline), 엣지 서버의 버퍼에 저장된 서비스의 컨텍스트, 및 엣지 서버의 컴퓨팅 리소스 기반으로 서비스 분류를 위한 임계값을 계산하는 엣지 서버의 임계값 계산 모듈; 계산된 임계값을 기반으로 단말로부터 수신한 서비스를 deadline이 만족되는 서비스와, deadline이 만족되지 않는 서비스를 분류하는 서비스 분류 모듈; 협업이 필요한 서비스의 컨텍스트를 상기 클라우드 서버로 전송하며, 상기 클라우드 서버에 연동된 강화학습 에이전트(agent)에 의해 결정된 협업 대상(협업이 결정된 엣지 서버)에 서비스를 전송하는 서비스 전송 모듈; 및 상기 서비스 분류 모듈 또는 상기 클라우드 서버에 연동된 강화학습 에이전트의 협업 결정에 따라 서비스들을 처리하는 서비스 처리 모듈을 포함한다.
In order to achieve another object of the present invention, a cloud-multi-edge server collaboration method based on service classification in an intelligent video security environment comprises: (a) a step of receiving, in an intelligent video security environment, a service context generated from one or more terminals and context information of a computing node to a plurality of edge servers through a wired/wireless communication network, and calculating a threshold for service classification, classifying the service, transmitting the service, and processing the service through each module of the plurality of edge servers; and (b) a step of determining an edge server as a collaboration target based on the service context received from each edge server and the context information of the computing node by a reinforcement learning agent connected through a cloud server linked with the plurality of edge servers, so that the determined collaboration target is provided with a service.
The above edge server
The edge server includes a threshold calculation module for calculating a threshold for service classification based on the context of a service transmitted from a terminal connected to the edge server (size of the service, deadline of the service), the context of a service stored in a buffer of the edge server, and computing resources of the edge server; a service classification module for classifying a service received from a terminal into a service that satisfies a deadline and a service that does not satisfy a deadline based on the calculated threshold; a service transmission module for transmitting the context of a service requiring collaboration to the cloud server and transmitting the service to a collaboration target (the edge server where collaboration is determined) determined by a reinforcement learning agent linked to the cloud server; and a service processing module for processing services according to a collaboration decision of the service classification module or the reinforcement learning agent linked to the cloud server.

본 발명의 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템 및 방법은 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템을 통해 서비스의 실패율을 낮추기 위해 엣지 서버가 임계값 기반으로 서비스를 분류하고, 분류한 서비스를 기반으로 서비스의 처리 시간을 최소화하기 위해 강화학습 에이전트에 의해 협업 대상 엣지 서버를 선택함으로써 서비스의 실패율 및 처리 시간을 최소화할 수 있다. 협업 대상 dpt지 서버와 단말과의 서비스의 실패율 및 처리 시간을 최소화하여 지능형 영상 보안 서비스의 실시간성을 증대시키고, 서비스를 효율성을 높일 수 있다.The cloud-multi-edge server collaboration system and method based on service classification in an intelligent video security environment of the present invention can reduce the failure rate of services through the cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification in an intelligent video security environment, by allowing an edge server to classify services based on a threshold value, and by selecting an edge server to collaborate with based on the classified services, to minimize the processing time of the services, thereby minimizing the failure rate and processing time of the services. By minimizing the failure rate and processing time of the services between the dpt server and the terminal to collaborate with, the real-time nature of the intelligent video security service can be increased, and the efficiency of the service can be improved.

클라우드-엣지 서버를 활용한 지능형 영상 보안 기술은 클라우드 기반의 영상 처리 기술의 문제를 해결하기 위해 단말과 위치적으로 가까운 엣지 서버에서 클라우드의 부하를 줄여주기 위해, 효율적인 처리가 가능한 서비스는 엣지 서버에서 처리하고 효율적인 처리가 불가능한 서비스는 협업을 결정하는 강화학습 에이전트에 연동된 클라우드에서 처리하며 협업을 수행한다. Intelligent video security technology utilizing cloud-edge servers solves the problem of cloud-based video processing technology by reducing the load on the cloud on edge servers that are geographically close to the terminal, and processes services that can be processed efficiently on edge servers, and processes services that cannot be processed efficiently on the cloud linked to reinforcement learning agents that determine collaboration, thereby performing collaboration.

본 발명에서 제안하는 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템은 강화학습 에이전트와 연결된 클라우드와 다수의 엣지 서버 및 단말들이 존재하는 자율 협업 엣지 컴퓨팅 환경에서, 엣지 서버가 서비스의 실패 최소화를 위해 서비스를 분류하고, 분류한 서비스의 최소 처리 시간을 보장하기 위해 강화학습 에이전트 기반으로 협업 대상 결정하여 단말 연결을 수행함으로써 지능형 영상 보안 서비스 및 다양한 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템 환경에서의 서비스 실시간성과 효율성을 높일 수 있을 것으로 예상된다.The cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification in an intelligent video security environment proposed in the present invention is expected to increase the service real-timeness and efficiency in intelligent video security services and various cloud-multi-edge server collaboration system environments by allowing edge servers to classify services to minimize service failure and determine collaboration targets based on reinforcement learning agents to perform terminal connection to ensure the minimum processing time of the classified services in an autonomous collaborative edge computing environment where clouds and multiple edge servers and terminals connected with reinforcement learning agents exist.

본 시스템은 클라우드-다중 엣지 서버간 자율협업 기반의 지능형 영상 보안 서비스, 스마트 시티를 위한 클라우드-엣지 서버간 자율협업 플랫폼, 서비스의 실시간성을 보장하는 클라우드-엣지 서버간 협업 플랫폼, 자동화된 환경과 관제 센터간의 지휘 통제 시스템에 사용될 수 있다. This system can be used for intelligent video security services based on autonomous collaboration between cloud and multiple edge servers, autonomous collaboration platforms between cloud and edge servers for smart cities, collaboration platforms between cloud and edge servers that ensure real-time service availability, and command and control systems between automated environments and control centers.

도 1은 지능형 엣지 컴퓨팅 개념도이다.
도 2는 본 발명의 지능형 영상 보안 환경에서, 시스템 클러스터 구조 및 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 자율협업 환경을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 지능형 영상 보안 환경에서, 서비스 분류 기반 클라우드-다중 엣지 서버간 자율협업 시스템의 프레임워크를 나타낸다.
도 4는 엣지 서버에서 임계값을 계산하며, sigmoid 함수의 임계값 변화 그래프이다.
도 5는 서비스 분류에 따른 작업 전송의 예시 도면이다.
도 6은 클라우드에 연동된 강화학습 에이전트(agent)의 학습 구조를 나타낸다.
Figure 1 is a conceptual diagram of intelligent edge computing.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a system cluster structure and a cloud-multi-edge server autonomous collaboration environment based on service classification in an intelligent video security environment of the present invention.
FIG. 3 shows a framework of a service classification-based cloud-multi-edge server autonomous collaboration system in an intelligent video security environment according to the present invention.
Figure 4 is a graph of the threshold value change of the sigmoid function, calculating the threshold value on the edge server.
Figure 5 is an example diagram of task transmission according to service classification.
Figure 6 shows the learning structure of a reinforcement learning agent linked to the cloud.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

본 발명은 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 발명의 설명에 있어서 관련된 공지의 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면 번호는 동일한 구성을 표기할 때에 다른 도면에서 동일한 도면 번호를 부여한다. The present invention is not limited to the disclosed embodiments, and can be implemented in various different forms by those of ordinary skill in the art. In the description of the present invention, if it is judged that a detailed description of a related known technology or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, when the attached drawing numbers indicate the same configuration, the same drawing numbers are given in different drawings.

본 연구는 특정한 실시 형태에 대해 한정하지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.This study is not limited to specific embodiments, but should be understood to include all transformations, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

도 2는 본 발명의 지능형 영상 보안 환경에서, 시스템 클러스터 구조 및 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 자율협업 환경을 나타낸 구성도이다. FIG. 2 is a configuration diagram showing a system cluster structure and a cloud-multi-edge server autonomous collaboration environment based on service classification in an intelligent video security environment of the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 지능형 영상 보안 환경에서, 서비스 분류 기반 클라우드-다중 엣지 서버간 자율협업 시스템의 프레임워크를 나타낸다. FIG. 3 shows a framework of a service classification-based cloud-multi-edge server autonomous collaboration system in an intelligent video security environment according to the present invention.

지능형 영상 보안 환경(스마트폰 영상, CCTV 영상, 자동차의 블랙박스 영상, 드론의 카메라 영상)에서 컴퓨팅 리소스 예측 기반의 엣지 서버간 협업 시스템은 강화학습 에이전트(agent)를 구비하는/연동되는 클라우드 서버와 다수의 엣지 서버, 및 다수의 단말들로 구성된다. 지능형 영상 보안을 위해 단말, 엣지 서버 및 컨텍스트를 주기적으로 공유하고 공유된 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트를 이용하여 단말 연결 제어에 따른 컴퓨팅 리소스 예측 기반으로 엣지 서버간 자율협업을 수행하며, In an intelligent video security environment (smartphone video, CCTV video, car black box video, drone camera video), an edge server collaboration system based on computing resource prediction is composed of a cloud server equipped with/connected with reinforcement learning agents, multiple edge servers, and multiple terminals. For intelligent video security, terminals, edge servers, and contexts are periodically shared, and autonomous collaboration between edge servers is performed based on computing resource prediction according to terminal connection control using the context of the shared service and the context of the computing node.

자율협업형 연계에 관여하는 요소별로 컨텍스트를 분류하고, 분류된 컨텍스트 특성을 기반으로 부하 균형(load balancing)을 이루도록 전체적인 엣지 서버의 컴퓨팅 리소스 분산이 최소화되는 방향으로 임계치보다 컴퓨팅 리소스의 사용량이 적은 자율협업을 수행할 엣지 서버와 단말을 연결 제어를 결정하면, 클라우드 서버에 연결된 강화학습 에이전트(agent)에 의해 협업이 결정된 해당 엣지 서버와 단말을 유무선 통신망을 통해 연결한다. 각 엣지 서버의 컴퓨팅 리소스(CPU 점유율, RAM 점유율, storage 사용량)의 부하가 발생하는 상황을 최소화하고 부하 균형(load balancing)을 제공하여 자율협업을 수행하여 실시간 영상 분석에 따라 지능형 영상 보안 서비스의 효율을 높일 수 있다. By classifying the context by elements involved in autonomous collaborative linkage, and determining the connection control between the edge server and the terminal that will perform autonomous collaboration with less computing resource usage than the threshold in a way that minimizes the distribution of computing resources of the entire edge server based on the classified context characteristics to achieve load balancing, the edge server and terminal for which collaboration has been decided by the reinforcement learning agent connected to the cloud server are connected via a wired or wireless communication network. The load on the computing resources (CPU occupancy, RAM occupancy, storage usage) of each edge server can be minimized, and load balancing can be provided to perform autonomous collaboration, thereby increasing the efficiency of intelligent video security services through real-time video analysis.

엣지 서버의 컴퓨팅 리소스는 CPU 점유율, RAM 점유율, storage 사용량을 포함한다. 서비스 컨텍스트(서비스의 정보)는 서비스의 크기와 서비스 deadline을 포함한다. Computing resources of edge servers include CPU usage, RAM usage, and storage usage. Service context (information about the service) includes the size of the service and the service deadline.

서비스의 분류는 deadline이 만족되는 서비스와 deadline이 만족되지 않는 서비스로 분류를 의미한다. Classification of services means categorizing services into those that satisfy deadlines and those that do not satisfy deadlines.

클라우드 서버(100)에 연결된 강화학습 에이전트(agent)는 엣지 서버(200)로부터 협업이 필요한 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트를 클라우드 서버(100)로 전송받고, 이를 수신한 클라우드 서버(100)에 연동된 강화학습 에이전트(agent)에 의해 협업 대상(협업이 결정된 엣지 서버)을 결정하고, 결정된 협업 대상에 서비스를 제공한다. A reinforcement learning agent connected to a cloud server (100) receives the context of a service requiring collaboration and the context of a computing node from an edge server (200) to the cloud server (100), and the reinforcement learning agent connected to the cloud server (100) that receives the context determines a collaboration target (an edge server where collaboration is determined), and provides a service to the determined collaboration target.

지능형 영상 보안 환경에서 컴퓨팅 리소스 예측 기반의 엣지 서버간 협업 시스템은 강화학습 에이전트(agent)와 연동되는 클라우드 서버(100)와 다수의 엣지 서버(200), 그리고 카메라와 GPS 수신기와 유선 통신부(Ethernet, UTP 케이블, 광통신 케이블) 또는 무선 통신부(Wi-Fi, LTE 4G/5G 통신부, LoRa RF 통신부, NB-IoT 통신부)가 구비된 단말들(300)로 구성된다. In an intelligent video security environment, an edge server collaboration system based on computing resource prediction is composed of a cloud server (100) linked with a reinforcement learning agent, a plurality of edge servers (200), and terminals (300) equipped with a camera, a GPS receiver, and a wired communication unit (Ethernet, UTP cable, optical communication cable) or a wireless communication unit (Wi-Fi, LTE 4G/5G communication unit, LoRa RF communication unit, NB-IoT communication unit).

예를 들면, 상기 단말들(300)은 카메라와 GPS 수신기와 유선 통신부(Ethernet, UTP 케이블, 광통신 케이블) 또는 무선 통신부(Wi-Fi, LTE 4G/5G 통신부, LoRa RF 통신부, NB-IoT 통신부 - CCTV 카메라)를 구비하는 스마트폰, 카메라와 GPS 수신기와 유선 통신부 또는 무선 통신부가 구비된 CCTV 카메라, 카메라와 GPS 수신기와 무선 통신부가 구비된 블랙박스가 장착된 자동차, 및 카메라와 GPS 수신기와 무선 통신부가 구비된 드론 중 어느 하나의 단말을 사용한다. For example, the terminals (300) use any one of the terminals among a smartphone equipped with a camera, a GPS receiver, and a wired communication unit (Ethernet, UTP cable, optical communication cable) or a wireless communication unit (Wi-Fi, LTE 4G/5G communication unit, LoRa RF communication unit, NB-IoT communication unit - CCTV camera), a CCTV camera equipped with a camera, a GPS receiver, and a wired or wireless communication unit, a car equipped with a black box equipped with a camera, a GPS receiver, and a wireless communication unit, and a drone equipped with a camera, a GPS receiver, and a wireless communication unit.

본 발명은 지능형 영상 보안을 위해 주기적으로 공유되는 서비스 및 엣지 서버 관련 컨텍스트 기반 서비스 분류에 따라 클라우드-다중 엣지 서버간 협업을 수행하는 시스템 및 방법을 제공한다.The present invention provides a system and method for performing collaboration between cloud and multiple edge servers according to periodically shared services and edge server-related context-based service classification for intelligent image security.

클라우드-다중 엣지 서버간 협업을 수행하는 시스템의 구조는 강화학습 에이전트(agent)와 연동된 클라우드 서버(100)와 다수의 엣지 서버(200)와 단말들(300)로 구성된다. 컴퓨팅 노드는 클라우드 서버(100) 또는 다수의 엣지 서버(200)를 포함한다. 엣지 서버(200)는 연결된 하나 이상의 단말들(300)로부터 수신한 서비스와 엣지 서버의 서비스 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트(context)를 추출하여 서비스 분류(deadline이 만족되는 서비스와, deadline이 만족되지 않는 서비스로 분류)를 한다. 서비스의 컨텍스트는 서비스의 크기와 deadline(서비스 시작 시간 from- 서비스 완료 시간 to)을 포함한다. 컴퓨팅 노드는 클라우드 서버(100)와 다수의 엣지 서버(200)를 포함한다. 컴퓨팅 노드의 컨텍스트는 컴퓨팅 노드의 컴퓨팅 리소스(CPU 점유율, RAM 점유율, storage 사용량), 컴퓨팅 노드간 가용 대역폭, 그리고 컴퓨팅 노드의 버퍼에 저장된 서비스의 수를 포함한다. 클라우드 서버(100)는 분류된 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드들의 컨텍스트를 이용하여 강화 학습(reinforcement) 에이전트에 의해 협업 대상(엣지 서버)를 결정/선택한다. 협업 대상으로 선택되는 컴퓨팅 노드는 다른 컴퓨팅 노드와 비교하여 서비스의 실패를 낮추며 서비스의 처리 시간을 단축한다.The structure of a system performing collaboration between cloud and multiple edge servers is composed of a cloud server (100) linked with a reinforcement learning agent, a plurality of edge servers (200), and terminals (300). The computing node includes the cloud server (100) or a plurality of edge servers (200). The edge server (200) extracts a service received from one or more connected terminals (300), a service context of the edge server, and a context of the computing node, and classifies the service (classifies it into a service that satisfies a deadline and a service that does not satisfies a deadline). The context of the service includes the size of the service and the deadline (service start time from - service completion time to). The computing node includes the cloud server (100) and a plurality of edge servers (200). The context of the computing node includes computing resources of the computing node (CPU occupancy, RAM occupancy, storage usage), available bandwidth between computing nodes, and the number of services stored in the buffer of the computing node. The cloud server (100) determines/selects a collaboration target (edge server) by using a reinforcement learning agent using the context of the classified service and the context of the computing nodes. The computing node selected as the collaboration target reduces service failure and shortens the service processing time compared to other computing nodes.

지능형 영상 보안을 위한 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 자율협업 시스템은 강화학습 에이전트(agent)와 연동된 클라우드 서버(100)와 다수의 엣지 서버(200)가 연결된 클러스터 구조를 기반으로 동작한다. A cloud-multi-edge server autonomous collaboration system based on service classification for intelligent image security operates based on a cluster structure in which a cloud server (100) linked with a reinforcement learning agent and a plurality of edge servers (200) are connected.

도 2는 본 발명에서 정의하는 시스템 클러스터 구조 및 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 자율협업 환경을 나타낸다. Figure 2 shows a cloud-multi-edge server autonomous collaboration environment based on a system cluster structure and service classification defined in the present invention.

단말(300)은 엣지 서버(200)에 연결되어 있으며, 단말(300)은 사용자에 의해 서비스를 생성한다. 단말(300)은 낮은 지연을 요구하는 서비스를 처리하기에 컴퓨팅 리소스가 부족하여 생성된 작업을 엣지 서버(200)로 전송한다. 단말(300)이 전송하는 서비스는 서비스의 deadline과 서비스의 크기 정보를 포함한다. 서비스의 deadline은 서비스가 생성되어 처리가 완료되기까지 요구되는 시간을 의미한다. 클라우드 서버(100)와 엣지 서버(200)와 같은 컴퓨팅 노드가 서비스의 deadline을 만족시키지 못하는 경우, 사용자의 만족도가 낮아진다. 서비스를 수신한 엣지 서버(200)는 엣지 서버의 컴퓨팅 리소스, 버퍼의 서비스의 수 버퍼의 정보, 그리고 엣지 서버의 서비스의 컨텍스트, 컴퓨팅 노드의 컨텍스트를 기반으로 서비스를 분류한다(deadline이 만족되는 서비스와, deadline이 만족되지 않는 서비스로 분류). 서비스는 엣지 서버(200)에서 처리 시 deadline이 만족되는 서비스와 deadline이 만족되지 않는 서비스로 분류된다. 엣지 서버(200)는 서비스 분류를 통해 서비스 실패(서비스의 deadline 미충족)이 예측되는 서비스들의 컨텍스트 정보가 클라우드 서버(100)로 전송되며, 클라우드 서버(100)와 연동된 강화학습 에이전트(agent)에서 서비스 처리를 위한 협업 대상(엣지 서버)이 선택된다. 클라우드 서버(100)는 각 엣지 서버로부터 전송받은 분류된 서비스와 엣지 서버의 서비스 컨텍스트 정보, 그리고 클라우드 서버(100)의 컴퓨팅 리소스 정보를 강화학습 에이전트(agent)로 전송하여 상대적으로 컴퓨팅 리소스가 여유롭고 서비스의 처리 시간을 단축시킬 수 있는 엣지 서버(200) 또는 클라우드 서버(100)를 선택한다. 선택된 협업 대상에 대한 정보는 작업을 수신한 협업이 결정된 엣지 서버(200)로 전송되며, 해당 엣지 서버(200)는 협업 대상으로 서비스를 전송한다.The terminal (300) is connected to the edge server (200), and the terminal (300) creates a service by the user. The terminal (300) transmits the created task to the edge server (200) because it lacks computing resources to process the service requiring low delay. The service transmitted by the terminal (300) includes the deadline of the service and information on the size of the service. The deadline of the service means the time required from the time the service is created until the processing is completed. If computing nodes such as the cloud server (100) and the edge server (200) do not satisfy the deadline of the service, the user's satisfaction decreases. The edge server (200) that receives the service classifies the service (classifies it into a service that satisfies the deadline and a service that does not satisfy the deadline) based on the computing resources of the edge server, the number of services in the buffer, the information of the buffer, the context of the service of the edge server, and the context of the computing node. The service is classified into a service that satisfies the deadline and a service that does not satisfy the deadline when processed by the edge server (200). Edge server (200) transmits context information of services for which service failure (non-meeting of service deadline) is predicted through service classification to cloud server (100), and a collaboration target (edge server) for service processing is selected by a reinforcement learning agent linked to cloud server (100). Cloud server (100) transmits classified services received from each edge server, service context information of edge server, and computing resource information of cloud server (100) to reinforcement learning agent, thereby selecting edge server (200) or cloud server (100) that has relatively free computing resources and can shorten service processing time. Information on selected collaboration target is transmitted to edge server (200) that received task and decided collaboration, and the edge server (200) transmits the service to collaboration target.

도 3은 본 발명에 따른 지능형 영상 보안 환경에서, 서비스 분류 기반 클라우드-다중 엣지 서버간 자율협업 시스템의 프레임워크를 나타낸다. FIG. 3 shows a framework of a service classification-based cloud-multi-edge server autonomous collaboration system in an intelligent video security environment according to the present invention.

본 발명의 지능형 영상 보안 환경에서, 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템은 In the intelligent video security environment of the present invention, a cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification is provided.

지능형 영상 보안 환경에서 하나 이상의 단말(300); One or more terminals (300) in an intelligent video security environment;

상기 단말(300)로부터 발생한 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트 정보를 유무선 통신망을 통해 수신받고, 각 모듈을 통해 서비스 분류를 위한 임계값 계산, 서비스의 분류, 서비스의 전송, 그리고 서비스를 처리하는 다수의 엣지 서버(200); 및 A plurality of edge servers (200) that receive the context of the service generated from the terminal (300) and the context information of the computing node through a wired/wireless communication network, calculate thresholds for service classification, classify services, transmit services, and process services through each module; and

상기 다수의 엣지 서버와 연동되고, 각 엣지 서버로부터 수신된 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트 정보에 기초하여 협업 대상인 엣지 서버를 결정하여 결정된 협업 대상이 서비스 되도록 하는 강화학습 에이전트(agent)와 연동된 클라우드 서버(100)를 포함하고,
상기 엣지 서버(200)는
상기 엣지 서버(200)에 연결된 단말(300)로부터 전송된 서비스의 컨텍스트(서비스의 크기, 서비스의 deadline), 엣지 서버의 버퍼에 저장된 서비스의 컨텍스트, 및 엣지 서버의 컴퓨팅 리소스 기반으로 서비스 분류를 위한 임계값을 계산하는 엣지 서버의 임계값 계산 모듈; 계산된 임계값을 기반으로 단말(300)로부터 수신한 서비스를 deadline이 만족되는 서비스와, deadline이 만족되지 않는 서비스를 분류하는 서비스 분류 모듈; 협업이 필요한 서비스의 컨텍스트를 상기 클라우드 서버(100)로 전송하며, 상기 클라우드 서버(100)에 연동된 상기 강화학습 에이전트(agent)에 의해 결정된 협업 대상(협업이 결정된 엣지 서버)에 서비스를 전송하는 서비스 전송 모듈; 및 상기 서비스 분류 모듈 또는 상기 클라우드 서버(100)에 연동된 강화학습 에이전트(agent)의 협업 결정에 따라 서비스들을 처리하는 서비스 처리 모듈을 포함한다.
A cloud server (100) linked with a reinforcement learning agent that is linked with a plurality of edge servers and determines an edge server as a collaboration target based on the context of the service received from each edge server and the context information of the computing node, and provides the service to the determined collaboration target.
The above edge server (200)
The present invention comprises: a threshold calculation module of an edge server for calculating a threshold for service classification based on a context of a service transmitted from a terminal (300) connected to the edge server (200) (size of the service, deadline of the service), a context of a service stored in a buffer of the edge server, and computing resources of the edge server; a service classification module for classifying a service received from the terminal (300) into a service that satisfies a deadline and a service that does not satisfy a deadline based on the calculated threshold; a service transmission module for transmitting a context of a service requiring collaboration to the cloud server (100) and transmitting the service to a collaboration target (edge server where collaboration is determined) determined by the reinforcement learning agent linked to the cloud server (100); and a service processing module for processing services according to a collaboration decision of the service classification module or the reinforcement learning agent linked to the cloud server (100).

엣지 서버(200)는 임계값 계산 모듈, 서비스 분류 모듈, 서비스 전송 모듈, 및 서비스 처리 모듈을 포함한다. The edge server (200) includes a threshold calculation module, a service classification module, a service transmission module, and a service processing module.

또한, 본 발명의 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 방법은, (a) 지능형 영상 보안 환경에서, 하나 이상의 단말(300)로부터 발생한 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트 정보를 유무선 통신망을 통해 다수의 엣지 서버(200)로 수신받고, 상기 다수의 엣지 서버(200)의 각 모듈을 통해 서비스 분류를 위한 임계값 계산, 서비스의 분류, 서비스의 전송, 그리고 서비스를 처리하는 단계; 및 (b) 상기 다수의 엣지 서버(200)와 연동된 클라우드 서버(100)를 통해 연결된 강화학습 에이전트(agent)에 의해 각 엣지 서버로부터 수신된 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트 정보에 기초하여 협업 대상인 엣지 서버를 결정하여 결정된 협업 대상이 서비스 되도록 하는 단계를 포함하고,
상기 엣지 서버(200)는
상기 엣지 서버(200)에 연결된 단말(300)로부터 전송된 서비스의 컨텍스트(서비스의 크기, 서비스의 deadline), 엣지 서버의 버퍼에 저장된 서비스의 컨텍스트, 및 엣지 서버의 컴퓨팅 리소스 기반으로 서비스 분류를 위한 임계값을 계산하는 엣지 서버의 임계값 계산 모듈; 계산된 임계값을 기반으로 단말(300)로부터 수신한 서비스를 deadline이 만족되는 서비스와, deadline이 만족되지 않는 서비스를 분류하는 서비스 분류 모듈; 협업이 필요한 서비스의 컨텍스트를 상기 클라우드 서버(100)로 전송하며, 상기 클라우드 서버(100)에 연동된 강화학습 에이전트(agent)에 의해 결정된 협업 대상(협업이 결정된 엣지 서버)에 서비스를 전송하는 서비스 전송 모듈; 및 상기 서비스 분류 모듈 또는 상기 클라우드 서버(100)에 연동된 강화학습 에이전트의 협업 결정에 따라 서비스들을 처리하는 서비스 처리 모듈을 포함한다.
In addition, the cloud-multi-edge server collaboration method based on service classification in an intelligent video security environment of the present invention comprises: (a) a step of receiving, in an intelligent video security environment, a service context generated from one or more terminals (300) and context information of a computing node to a plurality of edge servers (200) through a wired/wireless communication network, and calculating a threshold for service classification, classifying the service, transmitting the service, and processing the service through each module of the plurality of edge servers (200); and (b) a step of determining an edge server as a collaboration target based on the service context received from each edge server and the context information of the computing node by a reinforcement learning agent connected through a cloud server (100) linked with the plurality of edge servers (200), so that the determined collaboration target is provided with a service.
The above edge server (200)
The present invention comprises: a threshold calculation module of an edge server for calculating a threshold for service classification based on the context of a service transmitted from a terminal (300) connected to the edge server (200) (size of the service, deadline of the service), the context of a service stored in a buffer of the edge server, and computing resources of the edge server; a service classification module for classifying a service received from the terminal (300) into a service that satisfies a deadline and a service that does not satisfy a deadline based on the calculated threshold; a service transmission module for transmitting the context of a service requiring collaboration to the cloud server (100) and transmitting the service to a collaboration target (edge server where collaboration is determined) determined by a reinforcement learning agent linked to the cloud server (100); and a service processing module for processing services according to a collaboration decision of the service classification module or the reinforcement learning agent linked to the cloud server (100).

클라우드 서버(100)에 연동된 강화학습 에이전트(agent)는 엣지 서버(200)로부터 협업이 필요한 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트를 클라우드 서버(100)로 전송받고, 이를 수신한 클라우드 서버(100)에 연동된 강화학습 에이전트(agent)에 의해 협업 대상(협업이 결정된 엣지 서버)을 결정하고, 결정된 협업 대상에 서비스를 제공한다. A reinforcement learning agent linked to a cloud server (100) receives the context of a service requiring collaboration and the context of a computing node from an edge server (200) to the cloud server (100), and upon receiving this, the reinforcement learning agent linked to the cloud server (100) determines a collaboration target (the edge server where collaboration is determined) and provides a service to the determined collaboration target.

지능형 영상 보안 환경에서 컴퓨팅 리소스 예측 기반의 엣지 서버간 협업 시스템은 강화학습 에이전트와 연동되는 클라우드 서버(100)와 다수의 엣지 서버(200), 그리고 카메라와 GPS 수신기와 유선 통신부(Ethernet, UTP 케이블, 광통신 케이블) 또는 무선통신부(Wi-Fi, LTE 4G/5G 통신부, LoRa RF 통신부, NB-IoT 통신부)가 구비된 단말들(300)로 구성된다. In an intelligent video security environment, an edge server collaboration system based on computing resource prediction is composed of a cloud server (100) linked with a reinforcement learning agent, a plurality of edge servers (200), and terminals (300) equipped with a camera, a GPS receiver, and a wired communication unit (Ethernet, UTP cable, optical communication cable) or a wireless communication unit (Wi-Fi, LTE 4G/5G communication unit, LoRa RF communication unit, NB-IoT communication unit).

예를 들면, 상기 단말들(300)은 지능형 영상 보안 환경에서, 카메라와 GPS 수신기와 유선 통신부(Ethernet, UTP 케이블, 광통신 케이블) 또는 무선 통신부(Wi-Fi, LTE 4G/5G 통신부, LoRa RF 통신부, NB-IoT 통신부 - CCTV 카메라)를 구비하는 스마트폰, 카메라와 GPS 수신기와 유선 통신부 또는 무선 통신부가 구비된 CCTV 카메라, 카메라와 GPS 수신기와 무선 통신부가 구비된 블랙박스가 장착된 자동차, 및 카메라와 GPS 수신기와 무선 통신부가 구비된 드론 중 어느 하나의 단말을 사용한다. For example, in an intelligent video security environment, the terminals (300) use any one of the terminals among a smartphone equipped with a camera, a GPS receiver, and a wired communication unit (Ethernet, UTP cable, optical communication cable) or a wireless communication unit (Wi-Fi, LTE 4G/5G communication unit, LoRa RF communication unit, NB-IoT communication unit - CCTV camera), a CCTV camera equipped with a camera, a GPS receiver, and a wired or wireless communication unit, a car equipped with a black box equipped with a camera, a GPS receiver, and a wireless communication unit, and a drone equipped with a camera, a GPS receiver, and a wireless communication unit.

상기 엣지 서버(200)는 단말(300)로부터 발생한 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트 정보를 수신받고, 엣지 서버의 각 모듈을 통해 서비스 분류를 위한 임계값 계산, 서비스의 분류, 서비스 전송 그리고 서비스 처리를 수행한다. The above edge server (200) receives the context of a service generated from a terminal (300) and the context information of a computing node, and performs threshold calculation for service classification, service classification, service transmission, and service processing through each module of the edge server.

엣지 서버(200)의 임계값 계산 모듈은 엣지 서버(200)에 연결된 단말(300)로부터 전송된 서비스의 컨텍스트(서비스의 크기, 서비스의 deadline), 엣지 서버의 버퍼에 저장된 서비스의 컨텍스트, 그리고 엣지 서버(200)의 컴퓨팅 리소스 기반으로 서비스 분류를 위한 임계값을 계산한다. 서비스의 컨텍스트는 서비스의 크기와 deadline을 포함한다. 컴퓨팅 노드는 클라우드 서버(100) 또는 엣지 서버(200)를 포함한다. 컴퓨팅 노드의 컨텍스트는 컴퓨팅 노드의 컴퓨팅 리소스(CPU 점유율, RAM 점유율, storage 사용량), 컴퓨팅 노드간 가용 대역폭, 그리고 컴퓨팅 노드의 버퍼에 저장된 서비스의 수를 포함한다. The threshold calculation module of the edge server (200) calculates a threshold for service classification based on the context of the service transmitted from the terminal (300) connected to the edge server (200) (size of the service, deadline of the service), the context of the service stored in the buffer of the edge server, and the computing resources of the edge server (200). The context of the service includes the size of the service and the deadline. The computing node includes a cloud server (100) or an edge server (200). The context of the computing node includes the computing resources of the computing node (CPU occupancy, RAM occupancy, storage usage), available bandwidth between computing nodes, and the number of services stored in the buffer of the computing node.

서비스 분류 모듈은 엣지 서버(200)의 컴퓨팅 리소스, 버퍼의 서비스의 수 버퍼의 정보, 그리고 엣지 서버의 서비스의 컨텍스트, 컴퓨팅 노드의 컨텍스트에 기초하여, 서비스 분류 모듈은 계산된 임계값을 기반으로 단말(300)로부터 수신한 서비스를 분류한다(deadline이 만족되는 서비스와, deadline이 만족되지 않는 서비스로 분류한다). The service classification module classifies services received from the terminal (300) based on the computed threshold value based on the computing resources of the edge server (200), the number of services in the buffer, the information of the buffer, the context of the services in the edge server, and the context of the computing node (classifies services into services that satisfy the deadline and services that do not satisfy the deadline).

서비스 전송 모듈은 협업이 필요한 서비스의 컨텍스트를 클라우드 서버(100)로 전송하며, 이를 수신한 클라우드 서버(100)에 연동된 강화학습 에이전트(agent)에 의해 결정된 협업 대상(협업이 결정된 엣지 서버)에 서비스를 전송한다. The service transmission module transmits the context of a service requiring collaboration to a cloud server (100), and transmits the service to a collaboration target (the edge server where collaboration is determined) determined by a reinforcement learning agent linked to the cloud server (100) that receives the context.

서비스 처리 모듈은 서비스 분류 모듈 또는 클라우드 서버(100)에 연동된 강화학습 agent 결정에 따라 서비스들을 처리한다. The service processing module processes services according to the decisions of the service classification module or reinforcement learning agent linked to the cloud server (100).

클라우드 서버(100)는 컨텍스트 수신 모듈, 컨텍스트 전송 모듈, 및 서비스 처리 모듈을 포함한다. The cloud server (100) includes a context receiving module, a context transmitting module, and a service processing module.

컨텍스트 수신 모듈은 엣지 서버(200)에서 전송하는 서비스의 컨텍스트, 엣지 서버 컴퓨팅 리소스, 엣지 서버의 버퍼의 정보(버퍼에 저장된 서비스의 수, 버퍼의 메모리 정보), 그리고 컴퓨팅 노드(클라우드 서버, 엣지 서버)간 네트워크 대역폭의 정보들을 수신한다. 컨텍스트 전송 모듈은 컨텍스트 수신 모듈로부터 수신된 정보들(서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트)을 컨텍스트 전송 모듈을 통해 강화학습 에이전트(agent)로 전송된다. The context receiving module receives the context of a service transmitted from an edge server (200), edge server computing resources, information on the buffer of the edge server (the number of services stored in the buffer, memory information of the buffer), and information on network bandwidth between computing nodes (cloud servers, edge servers). The context transfer module transfers information (the context of the service and the context of the computing node) received from the context receiving module to a reinforcement learning agent through the context transfer module.

클라우드 서버(100)의 서비스 처리 모듈은 협업이 필요한 서비스 중에 강화학습(reinforcement) 에이전트에 의해 협업 대상에 따라 클라우드 서버(100)와 엣지 서버(200)로 서비스들을 전송하여 서비스들을 처리한다. The service processing module of the cloud server (100) processes services by transmitting services to the cloud server (100) and edge server (200) according to the collaboration target by a reinforcement learning agent among the services requiring collaboration.

강화학습 에이전트(agent)는 컨텍스트 전송 모듈을 통해 수신한 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트를 기반으로 강화학습 에이전트의 의사결정에 따라 서비스를 처리할 협업 대상(엣지 서버)을 결정한다. 클라우드 서버(100)로부터 강화학습 에이전트(agent)로 전송한 정보는 강화학습 에이전트(agent)의 '상태(state)'의 요소로 사용되어 서비스 시간을 단축시키고, 서비스의 실패를 줄일 수 있는 엣지 서버(200)로 협업 대상을 결정(행동)한다. 강화학습 에이전트(agent)가 결정한 협업 대상에 따라 클라우드 서버(100) 또는 엣지 서버(200)로 서비스들을 전송하며, 그에 따른 보상(서비스의 실패 및 서비스 처리 시간)을 측정한다. 강화학습 Agent는 '상태', '행동', '보상'에 따른 '다음 상태'를 이용하여 최적의 협업 결정 정책을 학습하여 협업 대상을 결정한다. The reinforcement learning agent determines a collaboration target (edge server) to process a service based on the context of the service received through the context transfer module and the context of the computing node according to the decision of the reinforcement learning agent. The information transmitted from the cloud server (100) to the reinforcement learning agent is used as an element of the 'state' of the reinforcement learning agent to shorten the service time and determine (act) a collaboration target to the edge server (200) that can reduce service failure. Services are transmitted to the cloud server (100) or the edge server (200) according to the collaboration target determined by the reinforcement learning agent, and the corresponding reward (service failure and service processing time) is measured. The reinforcement learning agent learns an optimal collaboration decision policy by using the 'next state' according to the 'state', 'action', and 'reward', and determines a collaboration target.

도 4는 엣지 서버에서 임계값을 계산하며, 서비스 분류를 위한 임계값 계산에 따른 sigmoid 함수의 임계값 변화 그래프를 나타낸다. Figure 4 shows a graph of threshold changes of a sigmoid function according to threshold calculation for service classification, calculating a threshold value on an edge server.

지능형 영상 보안을 위한 서비스 분류 기반 클라우드-다중 엣지 서버간 자율협업 시스템은 효율적인 서비스 처리를 위해 sigmoid 함수 기반으로 임계값을 설정하여 서비스 분류를 수행한다. 임계값은 식을 통해 계산한다.

Figure 112024092005411-pat00002
번째 엣지 서버의 임계값,
Figure 112024092005411-pat00004
번째 엣지 서버의 가용 컴퓨팅 리소스, 그리고 sigmoid 함수의 인자로 쓰이는
Figure 112024092005411-pat00006
식을 통해 계산된다. The autonomous collaboration system between cloud and multi-edge servers based on service classification for intelligent image security performs service classification by setting a threshold based on the sigmoid function for efficient service processing. The threshold is Calculate through the formula.
Figure 112024092005411-pat00002
Is The threshold of the th edge server,
Figure 112024092005411-pat00004
Is The available computing resources of the th edge server, and the arguments of the sigmoid function.
Figure 112024092005411-pat00006
Is It is calculated through the formula.

여기서,

Figure 112022079659251-pat00008
는 엣지 서버가 처리 중인 서비스의 수, j는 서비스의 index, Lj는 j번째 서비스의 크기,
Figure 112022079659251-pat00009
번째 서비스의 deadline, k는 j번째 서비스가 시작될 때까지 버퍼에 저장된 서비스의 index,
Figure 112022079659251-pat00011
는 엣지 서버가 처리 중인 작업의 남은 작업 크기, 그리고 N은 버퍼에 저장된 서비스의 집합을 나타낸다. Here,
Figure 112022079659251-pat00008
is the number of services being processed by the edge server, j is the index of the service, Lj is the size of the jth service,
Figure 112022079659251-pat00009
Is deadline of the jth service, k is the index of the service stored in the buffer until the jth service starts,
Figure 112022079659251-pat00011
is the remaining work size of the work being processed by the edge server, and N represents the set of services stored in the buffer.

엣지 서버(200)의 버퍼에 저장된 작업들의 처리 시간과 서비스의 deadline의 차이를 계산한다. 엣지 서버(200)가 작업을 처리 중인 경우, 버퍼에 저장된 작업은 처리 중인 작업이 완료되어야 컴퓨팅 리소스가 서비스에 할당된다. 그러므로, 엣지 서버(200)가 처리 중인 작업의 남은 처리 시간을 고려하여 임계값을 계산한다. 일정 시간 동안 다수의 작업들이 엣지 서버에 전송되는 경우 엣지 서버의 부하가 증가하여 서비스의 요구사항을 만족시킬 수 없을때, 임계값은 0에 가까워져 서비스가 처리될 컴퓨팅 노드는 강화학습 에이전트에 의해 다른 새로운 협업 대상(엣지 서버)이 결정/선택된다. 반대의 경우, 임계값이 엣지 서버의 컴퓨팅 리소스 용량과 비슷한 서비스들은 단말이 연결된 해당 엣지 서버에서 처리된다. The difference between the processing time of tasks stored in the buffer of the edge server (200) and the deadline of the service is calculated. When the edge server (200) is processing a task, computing resources for tasks stored in the buffer are allocated to the service only when the task being processed is completed. Therefore, the threshold is calculated by considering the remaining processing time of the task being processed by the edge server (200). When a large number of tasks are transmitted to the edge server for a certain period of time and the load of the edge server increases and cannot satisfy the requirements of the service, the threshold approaches 0 and the computing node where the service will be processed is determined/selected by the reinforcement learning agent as another new collaboration target (edge server). In the opposite case, services whose threshold values are similar to the computing resource capacity of the edge server are processed by the edge server to which the terminal is connected.

도 5는 엣지 서버에서 서비스 분류에 따른 작업 전송의 예시를 나타낸다. Figure 5 shows an example of task transmission according to service classification on an edge server.

상기 엣지 서버(200)는 서비스의 특성, 로컬 엣지 서버의 버퍼에 대기 중인 서비스의 수, 그리고 로컬 엣지 서버의 컴퓨팅 리소스 기반에 의해 임계값을 계산한다. The above edge server (200) calculates a threshold based on the characteristics of the service, the number of services waiting in the buffer of the local edge server, and the computing resource base of the local edge server.

상기 임계값과 버퍼에 저장되어 있는 서비스들의 요구 리소스를 비교하여 임계값보다 서비스의 요구 리소스가 더 작으면, 로컬 엣지 서버에서 처리하여 서비스의 deadline을 충족시킬 수 있어 협업이 불필요한 서비스로 분류되고, 이 서비스는 로컬 엣지 서버의 버퍼에 저장되며, 엣지 서버가 순차적으로 버퍼에 저장되어 있는 서비스를 처리한다. If the required resources of the services stored in the buffer are compared with the above threshold value and the required resources of the service are smaller than the threshold value, the service deadline can be met by processing at the local edge server, and the service is classified as a service that does not require collaboration. The service is stored in the buffer of the local edge server, and the edge server sequentially processes the services stored in the buffer.

상기 임계값보다 서비스의 요구 리소스가 큰 경우, 협업이 필요한 서비스로 분류된다. 해당 서비스는 로컬 엣지 서버 버퍼에 남아있지 않고 클라우드(100)에 위치한 강화학습 에이전트(agent)의 의사결정에 따라 서비스를 처리할 협업 대상이 결정/선택된다.If the service's required resources are greater than the above threshold, it is classified as a service requiring collaboration. The service does not remain in the local edge server buffer, but rather, the collaboration target to process the service is determined/selected based on the decision of the reinforcement learning agent located in the cloud (100).

도 6은 클라우드에 연동된 강화학습 에이전트(agent)가 학습을 수행하는 구조를 나타낸다. Figure 6 shows the structure in which a reinforcement learning agent linked to the cloud performs learning.

강화학습 에이전트(agent)가 학습을 위해 '상태(state)', '행동', '보상', 및 '다음 상태'가 필요하다. '상태'는 클라우드-다중 엣지 서버간 자율협업 환경으로부터 얻은 엣지 서버 및 클라우드의 컴퓨팅 리소스, 엣지 서버의 버퍼에 저장된 서비스의 수와 작업, 서비스의 크기 및 서비스의 deadline(서비스 시작 시간 from- 서비스 완료 시간 to), 그리고 컴퓨팅 노드간 네트워크 대역폭(bandwidth)으로 정의하였다. '행동'은 협업 대상이 되는 컴퓨팅 노드로 정의하였다. 컴퓨팅 노드는 강화학습 에이전트에 연결된 클라우드 또는 다수의 엣지 서버를 포함한다. '보상'은 '행동'에 따른 작업의 실패 여부 및 작업의 처리 시간으로 정의하였다. 보상은 식과 같이 계산된다. r은 보상(서비스 협업을 얼마나 잘 했는지 나타내는 서비스 실패여부와 서비스 처리 시간에 따라 계산됨), α는 서비스 실패의 가중치, β는 서비스 처리 시간의 가중치,

Figure 112024092005411-pat00013
는 서비스 실패 여부, 그리고
Figure 112024092005411-pat00014
는 서비스 완료 시간을 나타낸다. '다음 상태'는 행동 이후에 나타나는 엣지 서버 및 클라우드 서버의 컴퓨팅 리소스, 엣지 서버의 버퍼에 저장된 작업, 서비스의 크기 및 deadline, 그리고 컴퓨팅 노드간 네트워크 대역폭이다. A reinforcement learning agent needs 'state', 'action', 'reward', and 'next state' for learning. 'State' is defined as edge server and cloud computing resources obtained from the autonomous collaboration environment between cloud and multiple edge servers, the number of services and tasks stored in the buffer of the edge server, the size of the service and the deadline of the service (service start time from - service completion time to), and the network bandwidth between computing nodes. 'Action' is defined as a computing node that is the target of collaboration. The computing node includes a cloud or multiple edge servers connected to the reinforcement learning agent. 'Reward' is defined as whether the task fails according to the 'action' and the processing time of the task. The reward is It is calculated as follows. r is the reward (calculated based on service failure and service processing time, which indicates how well the service collaboration was done), α is the weight of service failure, β is the weight of service processing time,
Figure 112024092005411-pat00013
whether the service has failed, and
Figure 112024092005411-pat00014
represents the service completion time. The 'next state' is the computing resources of the edge server and cloud server that appear after the action, the tasks stored in the buffer of the edge server, the size and deadline of the service, and the network bandwidth between the computing nodes.

강화학습 에이전트(Agent)의 학습은 Actor-Critic 알고리즘을 사용하여 진행된다. Actor-Critic은 actor network와 critic network로 구성된다. The training of reinforcement learning agents is performed using the Actor-Critic algorithm. Actor-Critic consists of an actor network and a critic network.

클라우드-다중 엣지 서버간 자율협업 엣지 컴퓨팅 환경에서, Actor network는 '상태(state)' 정보에 대한 중요도(학습 가중치)를 결정한다. 학습 가중치는 중요도가 기준치보다 높은 상태일수록 가중치가 높아지며, 중요도가 기준치보다 낮은 상태일수록 가중치가 낮아진다. 학습 가중치에 따라 actor network는 각 컴퓨팅 노드(클라우드-다수의 엣지 서버)에 대한 협업 확률을 보여준다. 보여지는 각 컴퓨팅 노드의 협업 확률의 수는 엣지 서버의 수와 클라우드 서버의 수의 합과 같다. 협업 대상은 각 엣지 서버의 여러 확률 중에서 순차적으로 가장 높은 확률을 가지는 컴퓨팅 노드가 선택되며, 학습 가중치가 증가하고 감소함에 따라 각 컴퓨팅 노드에 대한 협업 확률이 변화한다. 컴퓨팅 노드의 협업 확률은 서비스를 deadline 이내에 처리할 수 있으며, 서비스를 빠르게 처리할수록 증가한다. In the autonomous collaboration edge computing environment between cloud and multiple edge servers, the actor network determines the importance (learning weight) of the 'state' information. The learning weight increases when the importance is higher than the reference value, and decreases when the importance is lower than the reference value. According to the learning weight, the actor network shows the collaboration probability for each computing node (cloud-multiple edge servers). The number of collaboration probabilities for each computing node shown is equal to the sum of the number of edge servers and the number of cloud servers. The computing node with the highest probability is sequentially selected among the various probabilities of each edge server, and the collaboration probability for each computing node changes as the learning weight increases and decreases. The collaboration probability of a computing node can process a service within the deadline, and increases as the service is processed quickly.

Critic network는 '상태'에 대한 가치(클라우드와 엣지 서버의 컴퓨팅 노드의 컴퓨팅 리소스 정보. 컴퓨팅 노드간 네트워크 대역폭, 컴퓨팅 노드의 버퍼에 저장된 서비스의 수)를 평가한다. '상태'에 대한 가치는 컴퓨팅 노드의 리소스(CPU 점유율, RAM 점유율, storage 사용량 등), 컴퓨팅 노드간 네트워크의 대역폭, 컴퓨팅 노드의 버퍼에 저장된 서비스의 수를 기반으로 측정된다. 또한, '상태'에 대한 가치는 컴퓨팅 노드들이 deadline 이내에 처리할 수 있는 서비스가 많으며, 서비스들의 처리 시간이 짧을수록 높다. Critic network evaluates the value of 'state' (computing resource information of computing nodes of cloud and edge servers, network bandwidth between computing nodes, number of services stored in buffers of computing nodes). The value of 'state' is measured based on computing node resources (CPU occupancy, RAM occupancy, storage usage, etc.), bandwidth of network between computing nodes, and number of services stored in buffers of computing nodes. In addition, the value of 'state' is higher when computing nodes can process many services within deadline and the processing time of services is shorter.

Actor network는 critic network에 의해 평가되는 가치들[컴퓨팅 노드의 리소스(CPU 점유율, RAM 점유율, storage 사용량 등), 컴퓨팅 노드간 네트워크의 대역폭, 컴퓨팅 노드의 버퍼에 저장된 서비스의 수]이 최대가 되도록 협업 결정 정책을 학습하며, critic network는 '현재 상태'에 따른 '다음 상태'의 예측값과 '다음 상태'의 가치를 비교하여 두 값의 차이가 적은 방향으로 학습을 진행한다. 결과적으로, actor network는 상태-액션(state-action)에 따른 보상(협업을 얼마나 잘 했는지를 나타냄- 서비스 실패 여부와 서비스 처리 시간)이 최대가 되도록 학습 가중치를 조절하며, critic network는 '현재 상태'에 따른 '다음 상태'의 예측값과 다음 상태의 가치를 비교하여 두 값의 차이를 최소화하는 방향으로 학습 가중치를 조절한다.The actor network learns a collaborative decision policy to maximize the values evaluated by the critic network [resources of the compute node (CPU occupancy, RAM occupancy, storage usage, etc.), bandwidth of the network between compute nodes, number of services stored in the buffer of the compute node], and the critic network compares the predicted value of the 'next state' according to the 'current state' with the value of the 'next state' and learns in the direction of reducing the difference between the two values. As a result, the actor network adjusts the learning weights to maximize the reward according to the state-action (indicating how well the collaboration was done - whether the service failed or not and the service processing time), and the critic network compares the predicted value of the 'next state' according to the 'current state' with the value of the next state and adjusts the learning weights in the direction of minimizing the difference between the two values.

본 발명의 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템 및 방법은 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템을 통해 서비스의 실패율을 낮추기 위해 임계값 기반으로 서비스를 분류하고, 분류한 서비스를 기반으로 서비스의 처리 시간을 최소화하기 위해 강화학습을 통해 협업 대상 서버를 선택함으로써 서비스의 실패율 및 처리 시간을 최소화할 수 있다. 서비스의 실패율 및 처리 시간을 최소화하여 지능형 영상 보안 서비스의 실시간성을 증대시키고 서비스를 효율성을 높일 수 있다.The cloud-multi-edge server collaboration system and method based on service classification in an intelligent video security environment of the present invention classifies services based on a threshold value in order to lower the failure rate of services through a cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification in an intelligent video security environment, and selects a collaboration target server through reinforcement learning to minimize the processing time of the service based on the classified services, thereby minimizing the failure rate and processing time of the service. By minimizing the failure rate and processing time of the service, the real-time nature of the intelligent video security service can be increased and the service efficiency can be improved.

클라우드-엣지 서버를 활용한 지능형 영상 보안 기술은 클라우드 기반의 영상 처리 기술의 문제를 해결하기 위해 단말과 위치적으로 가까운 엣지 서버에서 클라우드의 부하를 줄여주기 위해, 효율적인 처리가 가능한 서비스는 엣지 서버에서 처리하고 효율적인 처리가 불가능한 서비스는 협업을 결정하는 강화학습 에이전트에 연동된 클라우드 서버에서 처리하며 협업을 수행한다. Intelligent video security technology utilizing cloud-edge servers solves the problem of cloud-based video processing technology by reducing the load on the cloud in edge servers that are geographically close to the terminal, and processes services that can be processed efficiently in edge servers, and processes services that cannot be processed efficiently in cloud servers linked to reinforcement learning agents that determine collaboration, thereby performing collaboration.

본 발명에서 제안하는 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템은 강화학습 에이전트와 연결된 클라우드 서버와 다수의 엣지 서버 및 단말들이 존재하는 자율 협업 엣지 컴퓨팅 환경에서, 엣지 서버가 서비스의 실패 최소화를 위해 서비스를 분류하고, 분류한 서비스의 최소 처리 시간을 보장하기 위해 강화학습 에이전트 기반으로 협업 대상 결정하여 단말 연결을 수행함으로써 지능형 영상 보안 서비스 및 다양한 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템 환경에서의 서비스 실시간성과 효율성을 높일 수 있을 것으로 예상된다.The cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification in an intelligent video security environment proposed in the present invention is expected to increase the service real-timeness and efficiency in intelligent video security services and various cloud-multi-edge server collaboration system environments by allowing edge servers to classify services to minimize service failure and determine collaboration targets based on reinforcement learning agents to perform terminal connection to ensure the minimum processing time of the classified services in an autonomous collaborative edge computing environment where cloud servers connected to reinforcement learning agents and multiple edge servers and terminals exist.

본 시스템은 클라우드-다중 엣지 서버간 자율협업 기반의 지능형 영상 보안 서비스, 스마트 시티를 위한 클라우드-엣지 서버간 자율협업 플랫폼, 서비스의 실시간성을 보장하는 클라우드-엣지 서버간 협업 플랫폼, 자동화된 환경과 관제 센터간의 지휘 통제 시스템에 사용될 수 있다. This system can be used for intelligent video security services based on autonomous collaboration between cloud and multiple edge servers, autonomous collaboration platforms between cloud and edge servers for smart cities, collaboration platforms between cloud and edge servers that ensure real-time service availability, and command and control systems between automated environments and control centers.

본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되고 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조를 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 스토리지, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리, 스토리지 등과 같은 저장 매체에 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과, 기계어 코드 뿐만아니라 인터프리터를 사용하여 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로써 작동하도록 구성될 수 있다.Embodiments according to the present invention may be implemented in the form of program commands that can be executed through various computer means and may be recorded on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program commands, data files, and data structures, either singly or in combination. The computer-readable recording medium may include a storage, a magnetic media such as a hard disk, a floppy disk, and a magnetic tape, an optical media such as a CD-ROM, a DVD, a magneto-optical media such as a floptical disk, and a hardware device configured to store and execute a program command in a storage medium such as a ROM, a RAM, a flash memory, a storage, etc. Examples of the program command may include those generated by a compiler, and high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter as well as machine language codes. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터의 소프트웨어를 이용하여 읽을 수 있는 형태로 기록매체(CD-ROM, RAM, ROM, 메모리 카드, 하드 디스크, 광자기 디스크, 스토리지 디바이스 등)에 저장될 수 있다. As described above, the method of the present invention can be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, memory card, hard disk, magneto-optical disk, storage device, etc.) in a form readable by using computer software.

본 발명의 구체적인 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기와 같이 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있으며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.Although the present invention has been described with reference to specific embodiments, the present invention is not limited to the same configuration and operation as the specific embodiments in order to illustrate the technical idea as described above, and may be implemented by various modifications without departing from the technical idea and scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the claims set forth below.

100: 클라우드 서버
200: 엣지 서버
300: 단말(스마트폰, CCTV 카메라, 드론... )
100: Cloud Server
200: Edge Server
300: Terminals (smartphones, CCTV cameras, drones, etc.)

Claims (17)

하나 이상의 단말;
지능형 영상 보안 환경에서, 상기 단말로부터 발생한 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트 정보를 유무선 통신망을 통해 수신받고, 각 모듈을 통해 서비스 분류를 위한 임계값 계산, 서비스의 분류, 서비스의 전송, 그리고 서비스를 처리하는 다수의 엣지 서버; 및
각 엣지 서버로부터 수신된 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트 정보에 기초하여 협업 대상인 엣지 서버를 결정하여 결정된 협업 대상이 서비스 되도록 하는 강화학습 에이전트와 연동된 클라우드 서버를 포함하고,
상기 엣지 서버는
상기 엣지 서버에 연결된 단말로부터 전송된 서비스의 컨텍스트(서비스의 크기, 서비스의 deadline), 엣지 서버의 버퍼에 저장된 서비스의 컨텍스트, 및 엣지 서버의 컴퓨팅 리소스 기반으로 서비스 분류를 위한 임계값을 계산하는 엣지 서버의 임계값 계산 모듈; 계산된 임계값을 기반으로 단말로부터 수신한 서비스를 deadline이 만족되는 서비스와, deadline이 만족되지 않는 서비스를 분류하는 서비스 분류 모듈; 협업이 필요한 서비스의 컨텍스트를 상기 클라우드 서버로 전송하며, 상기 클라우드 서버에 연동된 상기 강화학습 에이전트에 의해 결정된 협업 대상(협업이 결정된 엣지 서버)에 서비스를 전송하는 서비스 전송 모듈; 및 상기 서비스 분류 모듈 또는 상기 클라우드 서버에 연동된 상기 강화학습 에이전트의 협업 결정에 따라 서비스들을 처리하는 서비스 처리 모듈을 포함하는. 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템.
One or more terminals;
In an intelligent video security environment, the context of the service generated from the terminal and the context information of the computing node are received through a wired/wireless communication network, and a plurality of edge servers calculate thresholds for service classification, classify services, transmit services, and process services through each module; and
It includes a cloud server linked with a reinforcement learning agent that determines an edge server to be a collaboration target based on the context of the service received from each edge server and the context information of the computing node, and provides the service to the determined collaboration target.
The above edge server
A threshold calculation module of an edge server which calculates a threshold for service classification based on the context of a service transmitted from a terminal connected to the edge server (size of the service, deadline of the service), the context of a service stored in a buffer of the edge server, and the computing resources of the edge server; a service classification module which classifies a service received from a terminal into a service that satisfies a deadline and a service that does not satisfy a deadline based on the calculated threshold; a service transmission module which transmits the context of a service requiring collaboration to the cloud server and transmits the service to a collaboration target (the edge server where collaboration is determined) determined by the reinforcement learning agent linked to the cloud server; and a service processing module which processes services according to a collaboration decision of the service classification module or the reinforcement learning agent linked to the cloud server. A cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification in an intelligent video security environment.
제1항에 있어서,
상기 단말들은 지능형 영상 보안 환경에서, 카메라와 GPS 수신기와 유선 통신부(Ethernet, UTP 케이블, 광통신 케이블) 또는 무선 통신부(Wi-Fi, LTE 4G/5G 통신부, LoRa RF 통신부, NB-IoT 통신부 - CCTV 카메라)를 구비하는 스마트폰, 카메라와 GPS 수신기와 유선 통신부 또는 무선 통신부가 구비된 CCTV 카메라, 카메라와 GPS 수신기와 무선 통신부가 구비된 블랙박스가 장착된 자동차, 및 카메라와 GPS 수신기와 무선 통신부가 구비된 드론 중 어느 하나의 단말을 사용하고,
상기 단말이 전송하는 서비스는 서비스의 deadline과 서비스의 크기 정보를 포함하며, 서비스의 deadline은 서비스가 생성되는 시간부터 처리가 완료되기까지 요구되는 시간을 의미하는, 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템.
In the first paragraph,
The above terminals use any one of the terminals among a smartphone equipped with a camera, a GPS receiver, and a wired communication unit (Ethernet, UTP cable, optical communication cable) or a wireless communication unit (Wi-Fi, LTE 4G/5G communication unit, LoRa RF communication unit, NB-IoT communication unit - CCTV camera) in an intelligent video security environment, a CCTV camera equipped with a camera, a GPS receiver, and a wired or wireless communication unit, a car equipped with a black box equipped with a camera, a GPS receiver, and a wireless communication unit, and a drone equipped with a camera, a GPS receiver, and a wireless communication unit.
The service transmitted by the above terminal includes service deadline and service size information, and the service deadline means the time required from the time the service is created until the processing is completed. A cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification in an intelligent video security environment.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 서비스의 컨텍스트는 서비스의 크기와 서비스 deadline을 포함하며, 상기 컴퓨팅 노드는 클라우드 서버 또는 엣지 서버를 포함하고, 상기 컴퓨팅 노드의 컨텍스트는 컴퓨팅 노드의 컴퓨팅 리소스, 컴퓨팅 노드간 가용 대역폭, 그리고 컴퓨팅 노드의 버퍼에 저장된 서비스의 수를 포함하며, 상기 컴퓨팅 리소스는 CPU 점유율, RAM 점유율, storage 사용량을 포함하는, 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템.
In the first paragraph,
A cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification in an intelligent video security environment, wherein the context of the service includes the size of the service and the service deadline, the computing node includes a cloud server or an edge server, and the context of the computing node includes computing resources of the computing node, available bandwidth between computing nodes, and the number of services stored in the buffer of the computing node, and the computing resources include CPU occupancy, RAM occupancy, and storage usage.
제1항에 있어서,
상기 클라우드 서버는
상기 엣지 서버에서 전송하는 서비스의 컨텍스트, 엣지 서버 컴퓨팅 리소스 정보, 엣지 서버의 버퍼에 저장된 서비스의 수 정보, 그리고 컴퓨팅 노드(클라우드 서버, 엣지 서버)간 대역폭의 정보들을 수신하는 컨텍스트 수신 모듈;
상기 컨텍스트 수신 모듈로부터 수신된 정보들(서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트)을 상기 강화학습 에이전트로 전송하는 컨텍스트 전송 모듈;
상기 협업이 필요한 서비스 중에 상기 강화학습 에이전트에 의해 협업 대상이 클라우드로 결정된 서비스들을 처리하는 클라우드 서버의 서비스 처리 모듈을 포함하는 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템.
In the first paragraph,
The above cloud server
A context receiving module that receives the context of a service transmitted from the edge server, edge server computing resource information, information on the number of services stored in the buffer of the edge server, and information on bandwidth between computing nodes (cloud server, edge server);
A context transmission module that transmits information (the context of the service and the context of the computing node) received from the context reception module to the reinforcement learning agent;
A cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification in an intelligent video security environment, including a service processing module of a cloud server that processes services among the services requiring the above collaboration, the collaboration target of which has been determined to be a cloud by the reinforcement learning agent.
제5항에 있어서,
상기 강화학습 에이전트는 상기 컨텍스트 전송 모듈을 통해 수신한 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트를 기반으로 협업 대상 엣지 서버를 결정하며, 상기 클라우드 서버로부터 상기 강화학습 에이전트로 전송한 정보는 강화학습 에이전트의 '상태(state)'의 요소로 사용되어 서비스 시간을 단축시키고, 서비스의 실패를 줄일 수 있는 엣지 서버로 협업 대상을 결정(행동)하며, 상기 강화학습 에이전트가 결정한 협업 대상에 따라 결정된 클라우드 서버 또는 엣지 서버로 서비스들을 전송하며, 그에 따른 보상(서비스의 실패 및 서비스 처리 시간)을 측정하고, 상기 강화학습 에이전트는 '상태', '행동', '보상'에 따른 '다음 상태'를 이용하여 협업 결정 정책을 학습하여 협업 대상을 결정하는, 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템.
In paragraph 5,
The above reinforcement learning agent determines an edge server as a collaboration target based on the context of the service received through the context transfer module and the context of the computing node, and the information transmitted from the cloud server to the reinforcement learning agent is used as an element of the 'state' of the reinforcement learning agent to shorten the service time and determine (act) an edge server as a collaboration target that can reduce service failure, and transmits services to the cloud server or edge server determined according to the collaboration target determined by the reinforcement learning agent and measures the corresponding reward (service failure and service processing time), and the reinforcement learning agent learns a collaboration decision policy using the 'next state' according to the 'state', 'action', and 'reward' to determine a collaboration target. A cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification in an intelligent video security environment.
제1항에 있어서,
지능형 영상 보안을 위한 서비스 분류 기반 클라우드-다중 엣지 서버간 자율협업 시스템에서, 효율적인 서비스 처리를 위해 상기 엣지 서버에서 sigmoid 함수 기반으로 임계값을 설정하여 서비스 분류를 하며, 임계값은 식을 통해 계산하고,
Figure 112024092005411-pat00016
번째 엣지 서버의 임계값,
Figure 112024092005411-pat00018
번째 엣지 서버의 가용 컴퓨팅 리소스, 그리고 sigmoid 함수의 인자로 쓰이는
Figure 112024092005411-pat00020
식을 통해 계산되며,
여기서,
Figure 112024092005411-pat00022
는 엣지 서버가 처리 중인 서비스의 수, j는 서비스의 index, Lj는 j번째 서비스의 크기,
Figure 112024092005411-pat00023
번째 서비스의 deadline, k는 j번째 서비스가 시작될 때까지 버퍼에 저장된 서비스의 index,
Figure 112024092005411-pat00025
는 엣지 서버가 처리 중인 작업의 남은 작업 크기, 그리고 N은 버퍼에 저장된 서비스의 집합을 나타내며,
상기 엣지 서버의 버퍼에 저장된 작업들의 처리 시간과 서비스 deadline의 차이를 계산하며, 상기 엣지 서버가 작업을 처리 중인 경우, 버퍼에 저장된 작업은 처리 중인 작업이 완료되어야 컴퓨팅 리소스가 서비스에 할당되므로, 상기 엣지 서버가 처리 중인 작업의 남은 처리 시간을 고려하여 임계값을 계산하며, 일정 시간 동안 다수의 작업들이 상기 엣지 서버에 전송되는 경우 상기 엣지 서버의 부하가 증가하여 서비스의 요구사항을 만족시킬 수 없을때, 임계값은 0에 가까워져 서비스가 처리될 컴퓨팅 노드는 상기 강화학습 에이전트에 의해 다른 새로운 협업 대상이 결정/선택되고, 반대의 경우, 임계값이 엣지 서버의 컴퓨팅 리소스 용량과 비슷한 서비스들은 단말이 연결된 엣지 서버에서 처리되는, 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템.
In the first paragraph,
In a service classification-based autonomous collaboration system between cloud and multi-edge servers for intelligent video security, a threshold is set based on the sigmoid function in the edge server to classify services for efficient service processing, and the threshold is Calculate through the formula,
Figure 112024092005411-pat00016
Is The threshold of the th edge server,
Figure 112024092005411-pat00018
Is The available computing resources of the th edge server, and the arguments of the sigmoid function.
Figure 112024092005411-pat00020
Is It is calculated through the formula,
Here,
Figure 112024092005411-pat00022
is the number of services being processed by the edge server, j is the index of the service, Lj is the size of the jth service,
Figure 112024092005411-pat00023
Is deadline of the jth service, k is the index of the service stored in the buffer until the jth service starts,
Figure 112024092005411-pat00025
is the remaining work size of the work being processed by the edge server, and N represents the set of services stored in the buffer.
The difference between the processing time of tasks stored in the buffer of the edge server and the service deadline is calculated, and if the edge server is processing a task, the tasks stored in the buffer are allocated to the service only when the processing task is completed, so the threshold is calculated by considering the remaining processing time of the tasks being processed by the edge server, and if a large number of tasks are transmitted to the edge server during a certain period of time and the load of the edge server increases and the service requirements cannot be satisfied, the threshold approaches 0 and the computing node where the service is to be processed is determined/selected as a new collaboration target by the reinforcement learning agent, and in the opposite case, services whose threshold values are similar to the computing resource capacity of the edge server are processed on the edge server to which the terminal is connected. A cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification in an intelligent video security environment.
제1항에 있어서,
상기 엣지 서버는 서비스의 특성, 로컬 엣지 서버의 버퍼에 대기 중인 서비스의 수, 그리고 로컬 엣지 서버의 컴퓨팅 리소스에 의해 임계값을 계산하고,
상기 임계값과 버퍼에 저장되어 있는 서비스들의 요구 리소스를 비교하여 임계값보다 서비스의 요구 리소스가 더 작으면, 로컬 엣지 서버에서 처리하여 서비스의 deadline을 충족시킬 수 있어 협업이 불필요한 서비스로 분류되며, 이 서비스는 로컬 엣지 서버의 버퍼에 저장되며, 엣지 서버가 순차적으로 버퍼에 저장되어 있는 서비스를 처리하며.
상기 임계값보다 서비스의 요구 리소스가 큰 경우, 협업이 필요한 서비스로 분류하여 해당 서비스는 로컬 엣지 서버의 버퍼에 남아있지 않고 상기 클라우드 서버에 위치한 상기 강화학습 에이전트의 의사결정에 따라 서비스를 처리할 협업 대상이 결정/선택되는, 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템.
In the first paragraph,
The above edge server calculates the threshold based on the characteristics of the service, the number of services waiting in the buffer of the local edge server, and the computing resources of the local edge server.
If the required resources of the services stored in the buffer are compared with the above threshold value and the required resources of the service are smaller than the threshold value, the service deadline can be met by processing on the local edge server, and the service is classified as a service that does not require collaboration. The service is stored in the buffer of the local edge server, and the edge server sequentially processes the services stored in the buffer.
A cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification in an intelligent video security environment, in which a service is classified as requiring collaboration when the service's required resources are greater than the above threshold value, and the service is not left in the buffer of the local edge server, but a collaboration target to process the service is determined/selected based on the decision of the reinforcement learning agent located in the cloud server.
제1항에 있어서,
상기 강화학습 에이전트가 학습을 위해 '상태(state)', '행동', '보상', 및 '다음 상태'가 필요하며,
상기 '상태'는 클라우드-다중 엣지 서버간 자율협업 환경으로부터 얻은 엣지 서버 및 클라우드 서버의 컴퓨팅 리소스, 엣지 서버의 버퍼에 저장된 서비스의 수와 작업, 서비스의 크기 및 서비스의 deadline, 그리고 컴퓨팅 노드간 네트워크 대역폭으로 정의하였으며,
상기 '행동'은 협업 대상이 되는 컴퓨팅 노드로 정의하였으며, 상기 컴퓨팅 노드는 상기 강화학습 에이전트에 연결된 클라우드 서버 또는 다수의 엣지 서버를 포함하며,
상기 '보상'은 '행동'에 따른 작업의 실패 여부 및 작업의 처리 시간으로 정의하였으며, 상기 보상은 식과 같이 계산되고,
여기서, r은 보상(서비스 협업을 얼마나 잘 했는지 나타내는 서비스 실패여부와 서비스 처리 시간에 따라 계산됨), α는 서비스 실패의 가중치, β는 서비스 처리 시간의 가중치,
Figure 112024092005411-pat00027
는 서비스 실패 여부, 그리고
Figure 112024092005411-pat00028
는 서비스 완료 시간을 나타내고,
'다음 상태'는 행동 이후에 나타나는 엣지 서버 및 클라우드 서버의 컴퓨팅 리소스, 엣지 서버의 버퍼에 저장된 작업, 서비스의 크기 및 서비스의 deadline, 그리고 컴퓨팅 노드간 네트워크 대역폭을 포함하는, 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템.
In the first paragraph,
The above reinforcement learning agent requires 'state', 'action', 'reward', and 'next state' for learning.
The above 'state' is defined as the computing resources of edge servers and cloud servers obtained from the autonomous collaboration environment between cloud and multi-edge servers, the number of services and tasks stored in the buffer of the edge server, the size of the service and the deadline of the service, and the network bandwidth between computing nodes.
The above 'action' is defined as a computing node that is the target of collaboration, and the computing node includes a cloud server or multiple edge servers connected to the reinforcement learning agent.
The above 'reward' is defined as the failure of the task according to the 'action' and the processing time of the task, and the above reward is It is calculated as follows,
Here, r is the reward (calculated based on service failure and service processing time, which indicates how well the service collaboration was done), α is the weight of service failure, β is the weight of service processing time,
Figure 112024092005411-pat00027
whether the service has failed, and
Figure 112024092005411-pat00028
indicates the service completion time,
'Next state' is a cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification in an intelligent video security environment, including computing resources of edge servers and cloud servers that appear after the action, tasks stored in the buffer of the edge server, the size and deadline of the service, and the network bandwidth between computing nodes.
제9항에 있어서,
상기 강화학습 에이전트의 학습은 Actor-Critic 알고리즘을 사용하여 진행되고, Actor-Critic은 actor network와 critic network로 구성되며,
클라우드-다중 엣지 서버간 자율협업 엣지 컴퓨팅 환경에서, Actor network는 '상태(state)' 정보에 대한 중요도(학습 가중치)를 결정하고, 상기 학습 가중치는 중요도가 기준치보다 높은 상태일수록 가중치가 높아지며, 상기 중요도가 상기 기준치보다 낮은 상태일수록 가중치가 낮아지고, 상기 학습 가중치에 따라 actor network는 각 컴퓨팅 노드(클라우드-다수의 엣지 서버)에 대한 협업 확률을 보여주고, 보여지는 각 컴퓨팅 노드의 협업 확률의 수는 엣지 서버의 수와 클라우드 서버의 수의 합과 같으며, 협업 대상은 각 엣지 서버의 여러 확률 중에서 순차적으로 가장 높은 확률을 가지는 컴퓨팅 노드가 선택되며, 학습 가중치가 증가하고 감소함에 따라 각 컴퓨팅 노드에 대한 협업 확률이 변화되고, 컴퓨팅 노드의 협업 확률은 서비스를 deadline 이내에 처리할 수 있으며, 서비스를 빠르게 처리할수록 증가하며,
상기 Critic network는 '상태'에 대한 가치(클라우드 서버와 엣지 서버의 컴퓨팅 노드의 컴퓨팅 리소스 정보. 컴퓨팅 노드간 네트워크 대역폭, 컴퓨팅 노드의 버퍼에 저장된 서비스의 수)를 평가하며, 상기 '상태'에 대한 가치는 컴퓨팅 노드의 리소스(CPU 점유율, RAM 점유율, storage 사용량 등), 컴퓨팅 노드간 네트워크의 대역폭, 컴퓨팅 노드의 버퍼에 저장된 서비스의 수를 기반으로 측정되고, 또한, '상태'에 대한 가치는 컴퓨팅 노드들이 deadline 이내에 처리할 수 있는 서비스가 많으며, 서비스들의 처리 시간이 짧을수록 높으며,
상기 Actor network는 critic network에 의해 평가되는 가치들[컴퓨팅 노드의 리소스(CPU 점유율, RAM 점유율, storage 사용량 등), 컴퓨팅 노드간 네트워크의 대역폭, 컴퓨팅 노드의 버퍼에 저장된 서비스의 수]이 최대가 되도록 협업 결정 정책을 학습하고, critic network는 '현재 상태'에 따른 '다음 상태'의 예측값과 '다음 상태'의 가치를 비교하여 두 값의 차이가 적은 방향으로 학습을 진행하며, 결과적으로, actor network는 상태-액션(state-action)에 따른 보상(협업을 얼마나 잘 했는지를 나타냄- 서비스 실패 여부와 서비스 처리 시간)이 최대가 되도록 학습 가중치를 조절하며, critic network는 '현재 상태'에 따른 '다음 상태'의 예측값과 다음 상태의 가치를 비교하여 두 값의 차이를 최소화하는 방향으로 학습 가중치를 조절하는, 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 시스템.
In Article 9,
The learning of the above reinforcement learning agent is performed using the Actor-Critic algorithm, and the Actor-Critic consists of an actor network and a critic network.
In an autonomous collaborative edge computing environment between cloud and multiple edge servers, the actor network determines the importance (learning weight) of 'state' information, and the weight of the learning weight increases as the importance is higher than the reference value, and the weight decreases as the importance is lower than the reference value, and according to the learning weight, the actor network shows the collaboration probability for each computing node (cloud-multiple edge servers), and the number of collaboration probabilities of each computing node shown is equal to the sum of the number of edge servers and the number of cloud servers, and the computing node with the highest probability is sequentially selected among the various probabilities of each edge server as the collaboration target, and the collaboration probability for each computing node changes as the learning weight increases and decreases, and the collaboration probability of the computing node can process the service within the deadline and increases as the service is processed quickly.
The above Critic network evaluates the value of 'state' (computing resource information of computing nodes of cloud servers and edge servers, network bandwidth between computing nodes, number of services stored in buffers of computing nodes), and the value of 'state' is measured based on computing node resources (CPU occupancy, RAM occupancy, storage usage, etc.), bandwidth of network between computing nodes, number of services stored in buffers of computing nodes, and also, the value of 'state' is higher when computing nodes can process many services within deadline and the processing time of services is shorter.
The above actor network learns a collaborative decision policy so that the values evaluated by the critic network [resources of the computing node (CPU occupancy, RAM occupancy, storage usage, etc.), bandwidth of the network between computing nodes, number of services stored in the buffer of the computing node] are maximized, and the critic network compares the predicted value of the 'next state' according to the 'current state' with the value of the 'next state' and learns in the direction of reducing the difference between the two values, and as a result, the actor network adjusts the learning weights so that the reward according to the state-action (indicating how well the collaboration was done - whether the service failed or not and the service processing time) is maximized, and the critic network compares the predicted value of the 'next state' according to the 'current state' with the value of the next state and adjusts the learning weights in the direction of minimizing the difference between the two values. A cloud-multi-edge server collaboration system based on service classification in an intelligent video security environment.
(a) 지능형 영상 보안 환경에서, 하나 이상의 단말로부터 발생한 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트 정보를 유무선 통신망을 통해 다수의 엣지 서버로 수신받고, 상기 다수의 엣지 서버의 각 모듈을 통해 서비스 분류를 위한 임계값 계산, 서비스의 분류, 서비스의 전송, 그리고 서비스를 처리하는 단계; 및
(b) 상기 다수의 엣지 서버와 연동된 클라우드 서버를 통해 연결된 강화학습 에이전트에 의해 각 엣지 서버로부터 수신된 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트 정보에 기초하여 협업 대상인 엣지 서버를 결정하여 결정된 협업 대상이 서비스 되도록 하는 단계를 포함하고,
상기 엣지 서버는
상기 엣지 서버에 연결된 단말로부터 전송된 서비스의 컨텍스트(서비스의 크기, 서비스의 deadline), 엣지 서버의 버퍼에 저장된 서비스의 컨텍스트, 및 엣지 서버의 컴퓨팅 리소스 기반으로 서비스 분류를 위한 임계값을 계산하는 엣지 서버의 임계값 계산 모듈; 계산된 임계값을 기반으로 단말로부터 수신한 서비스를 deadline이 만족되는 서비스와, deadline이 만족되지 않는 서비스를 분류하는 서비스 분류 모듈; 협업이 필요한 서비스의 컨텍스트를 상기 클라우드 서버로 전송하며, 상기 클라우드 서버에 연동된 상기 강화학습 에이전트에 의해 결정된 협업 대상(협업이 결정된 엣지 서버)에 서비스를 전송하는 서비스 전송 모듈; 및 상기 서비스 분류 모듈 또는 상기 클라우드 서버에 연동된 상기 강화학습 에이전트의 협업 결정에 따라 서비스들을 처리하는 서비스 처리 모듈을 포함하는, 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 방법.
(a) In an intelligent video security environment, a step of receiving context information of a service generated from one or more terminals and context information of a computing node through a wired/wireless communication network to a plurality of edge servers, calculating a threshold for service classification, classifying the service, transmitting the service, and processing the service through each module of the plurality of edge servers; and
(b) a step of determining an edge server as a collaboration target based on the context of the service received from each edge server and the context information of the computing node by a reinforcement learning agent connected through a cloud server linked to the plurality of edge servers, and providing the service to the determined collaboration target;
The above edge server
A method for collaboration between cloud-multi-edge servers based on service classification in an intelligent video security environment, comprising: a threshold calculation module of an edge server for calculating a threshold for service classification based on the context of a service transmitted from a terminal connected to the edge server (size of the service, deadline of the service), the context of a service stored in a buffer of the edge server, and computing resources of the edge server; a service classification module for classifying a service received from a terminal into a service that satisfies a deadline and a service that does not satisfy a deadline based on the calculated threshold; a service transmission module for transmitting the context of a service requiring collaboration to the cloud server and transmitting the service to a collaboration target (the edge server for which collaboration has been determined) determined by the reinforcement learning agent linked to the cloud server; and a service processing module for processing services according to a collaboration decision of the service classification module or the reinforcement learning agent linked to the cloud server.
제11항에 있어서,
상기 단말들은 카메라와 GPS 수신기와 유선 통신부(Ethernet, UTP 케이블, 광통신 케이블) 또는 무선 통신부(Wi-Fi, LTE 4G/5G 통신부, LoRa RF 통신부, NB-IoT 통신부 - CCTV 카메라)를 구비하는 스마트폰, 카메라와 GPS 수신기와 유선 통신부 또는 무선 통신부가 구비된 CCTV 카메라, 카메라와 GPS 수신기와 무선 통신부가 구비된 블랙박스가 장착된 자동차, 및 카메라와 GPS 수신기와 무선 통신부가 구비된 드론 중 어느 하나의 단말을 사용하고,
상기 단말이 전송하는 서비스는 서비스의 deadline과 서비스의 크기 정보를 포함하며, 서비스의 deadline은 서비스가 생성되는 시간부터 처리가 완료되기까지 요구되는 시간을 의미하는, 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 방법.
In Article 11,
The above terminals use any one of the following terminals: a smartphone equipped with a camera, a GPS receiver, and a wired communication unit (Ethernet, UTP cable, optical communication cable) or a wireless communication unit (Wi-Fi, LTE 4G/5G communication unit, LoRa RF communication unit, NB-IoT communication unit - CCTV camera); a CCTV camera equipped with a camera, a GPS receiver, and a wired or wireless communication unit; a car equipped with a black box equipped with a camera, a GPS receiver, and a wireless communication unit; and a drone equipped with a camera, a GPS receiver, and a wireless communication unit.
A service transmitted by the above terminal includes service deadline and service size information, and the service deadline means the time required from the time the service is created until processing is completed. A cloud-multi-edge server collaboration method based on service classification in an intelligent video security environment.
삭제delete 제11항에 있어서,
상기 서비스의 컨텍스트는 서비스의 크기와 서비스 deadline을 포함하며, 상기 컴퓨팅 노드는 클라우드 서버 또는 엣지 서버를 포함하고, 상기 컴퓨팅 노드의 컨텍스트는 컴퓨팅 노드의 컴퓨팅 리소스, 컴퓨팅 노드간 가용 대역폭, 그리고 컴퓨팅 노드의 버퍼에 저장된 서비스의 수를 포함하며, 상기 컴퓨팅 리소스는 CPU 점유율, RAM 점유율, storage 사용량을 포함하는, 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 방법.
In Article 11,
A cloud-multi-edge server collaboration method based on service classification in an intelligent video security environment, wherein the context of the service includes the size of the service and the service deadline, the computing node includes a cloud server or an edge server, and the context of the computing node includes computing resources of the computing node, available bandwidth between computing nodes, and the number of services stored in the buffer of the computing node, and the computing resources include CPU occupancy, RAM occupancy, and storage usage.
제11항에 있어서,
상기 클라우드 서버는
상기 엣지 서버에서 전송하는 서비스의 컨텍스트, 엣지 서버 컴퓨팅 리소스 정보, 엣지 서버의 버퍼에 저장된 서비스의 수 정보, 그리고 컴퓨팅 노드(클라우드 서버, 엣지 서버)간 대역폭의 정보들을 수신하는 컨텍스트 수신 모듈;
상기 컨텍스트 수신 모듈로부터 수신된 정보들(서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트)을 상기 강화학습 에이전트로 전송하는 컨텍스트 전송 모듈;
상기 협업이 필요한 서비스 중에 상기 강화학습 에이전트에 의해 협업 대상이 클라우드로 결정된 서비스들을 처리하는 클라우드 서버의 서비스 처리 모듈을 포함하는 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 방법.
In Article 11,
The above cloud server
A context receiving module that receives the context of a service transmitted from the edge server, edge server computing resource information, information on the number of services stored in the buffer of the edge server, and information on bandwidth between computing nodes (cloud server, edge server);
A context transmission module that transmits information (the context of the service and the context of the computing node) received from the context reception module to the reinforcement learning agent;
A cloud-multi-edge server collaboration method based on service classification in an intelligent video security environment including a service processing module of a cloud server that processes services among the services requiring the above collaboration, the collaboration target of which has been determined to be a cloud by the reinforcement learning agent.
제15항에 있어서,
상기 강화학습 에이전트는 상기 컨텍스트 전송 모듈을 통해 수신한 서비스의 컨텍스트와 컴퓨팅 노드의 컨텍스트를 기반으로 협업 대상 엣지 서버를 결정하며, 상기 클라우드 서버로부터 상기 강화학습 에이전트로 전송한 정보는 상기 강화학습 에이전트의 '상태(state)'의 요소로 사용되어 서비스 시간을 단축시키고, 서비스의 실패를 줄일 수 있는 엣지 서버로 협업 대상을 결정(행동)하며, 상기 강화학습 에이전트가 결정한 협업 대상에 따라 결정된 클라우드 서버 또는 엣지 서버로 서비스들을 전송하며, 그에 따른 보상(서비스의 실패 및 서비스 처리 시간)을 측정하고, 상기 강화학습 에이전트는 '상태', '행동', '보상'에 따른 '다음 상태'를 이용하여 협업 결정 정책을 학습하여 협업 대상을 결정하는, 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 방법.
In Article 15,
The above reinforcement learning agent determines an edge server as a collaboration target based on the context of the service received through the context transfer module and the context of the computing node, and the information transmitted from the cloud server to the reinforcement learning agent is used as an element of the 'state' of the reinforcement learning agent to shorten the service time and determine (act) an edge server as a collaboration target that can reduce service failure, and transmits services to the cloud server or edge server determined according to the collaboration target determined by the reinforcement learning agent and measures the corresponding reward (service failure and service processing time), and the reinforcement learning agent learns a collaboration decision policy using the 'next state' according to the 'state', 'action', and 'reward' to determine a collaboration target. A cloud-multi-edge server collaboration method based on service classification in an intelligent video security environment.
제11항에 있어서,
지능형 영상 보안을 위한 서비스 분류 기반 클라우드-다중 엣지 서버간 자율협업 시스템에서, 효율적인 서비스 처리를 위해 상기 엣지 서버에서 sigmoid 함수 기반으로 임계값을 설정하여 서비스 분류를 하며, 임계값은 식을 통해 계산하고,
Figure 112024092005411-pat00030
번째 엣지 서버의 임계값,
Figure 112024092005411-pat00032
번째 엣지 서버의 가용 컴퓨팅 리소스, 그리고 sigmoid 함수의 인자로 쓰이는
Figure 112024092005411-pat00034
식을 통해 계산되며,
여기서,
Figure 112024092005411-pat00036
는 엣지 서버가 처리 중인 서비스의 수, j는 서비스의 index, Lj는 j번째 서비스의 크기,
Figure 112024092005411-pat00037
번째 서비스의 deadline, k는 j번째 서비스가 시작될 때까지 버퍼에 저장된 서비스의 index,
Figure 112024092005411-pat00039
는 엣지 서버가 처리 중인 작업의 남은 작업 크기, 그리고 N은 버퍼에 저장된 서비스의 집합을 나타내며,
상기 엣지 서버의 버퍼에 저장된 작업들의 처리 시간과 서비스 deadline의 차이를 계산하며, 상기 엣지 서버가 작업을 처리 중인 경우, 버퍼에 저장된 작업은 처리 중인 작업이 완료되어야 컴퓨팅 리소스가 서비스에 할당되므로, 상기 엣지 서버가 처리 중인 작업의 남은 처리 시간을 고려하여 임계값을 계산하며, 일정 시간 동안 다수의 작업들이 상기 엣지 서버에 전송되는 경우 상기 엣지 서버의 부하가 증가하여 서비스의 요구사항을 만족시킬 수 없을때, 임계값은 0에 가까워져 서비스가 처리될 컴퓨팅 노드는 상기 강화학습 에이전트에 의해 다른 새로운 협업 대상이 결정/선택되고, 반대의 경우, 임계값이 엣지 서버의 컴퓨팅 리소스 용량과 비슷한 서비스들은 단말이 연결된 엣지 서버에서 처리되는, 지능형 영상 보안 환경에서 서비스 분류 기반의 클라우드-다중 엣지 서버간 협업 방법.
In Article 11,
In a service classification-based autonomous collaboration system between cloud and multi-edge servers for intelligent video security, a threshold is set based on the sigmoid function in the edge server to classify services for efficient service processing, and the threshold is Calculate through the formula,
Figure 112024092005411-pat00030
Is The threshold of the th edge server,
Figure 112024092005411-pat00032
Is The available computing resources of the th edge server, and the arguments of the sigmoid function.
Figure 112024092005411-pat00034
Is It is calculated through the formula,
Here,
Figure 112024092005411-pat00036
is the number of services being processed by the edge server, j is the index of the service, Lj is the size of the jth service,
Figure 112024092005411-pat00037
Is deadline of the jth service, k is the index of the service stored in the buffer until the jth service starts,
Figure 112024092005411-pat00039
is the remaining work size of the work being processed by the edge server, and N represents the set of services stored in the buffer.
The difference between the processing time of tasks stored in the buffer of the edge server and the service deadline is calculated, and if the edge server is processing a task, the tasks stored in the buffer are allocated to the service only when the processing task is completed, so the threshold is calculated by considering the remaining processing time of the tasks being processed by the edge server, and if a large number of tasks are transmitted to the edge server during a certain period of time and the load of the edge server increases and the service requirements cannot be satisfied, the threshold approaches 0 and the computing node where the service is to be processed is determined/selected as a new collaboration target by the reinforcement learning agent, and in the opposite case, services whose threshold values are similar to the computing resource capacity of the edge server are processed on the edge server to which the terminal is connected. A cloud-multi-edge server collaboration method based on service classification in an intelligent video security environment.
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