一种雾计算环境业务流量加速系统及其业务流量加速方法技术方案

本发明专利技术提供了一种雾计算环境业务流量加速系统及其业务流量加速方法，包括：云端服务器、至少一个雾计算节点、至少一个现场可编程门阵列FPGA加速卡和至少一个业务终端；云端服务器，用于预存至少一个加速程序；每一个业务终端，用于当接收到用户发送的加速需求时，将加速需求发送给与业务终端连接的雾计算节点；每一个雾计算节点，用于当接收到业务终端发送的加速需求时，从云端服务器存储的至少一个加速程序中，下载与加速需求相对应的需求加速程序，将需求加速程序加载到与雾计算节点相连的FPGA加速卡中；每一个FPGA加速卡，用于当被加载需求加速程序时，利用需求加速程序为加速需求对应的业务流量加速。本方案能够满足边缘侧低功耗的要求。

A business flow acceleration system in fog computing environment and its business flow acceleration method

The invention provides a fog computing environment traffic acceleration system and a traffic acceleration method thereof, comprising a cloud server, at least one fog computing node, at least one field programmable gate array (FPGA) acceleration card and at least one service terminal, a cloud server for storing at least one acceleration program, and each. A service terminal for sending an acceleration requirement to a fog computing node connected to a service terminal when receiving an acceleration requirement sent by a user; each fog computing node for downloading and accelerating the requirement from at least one accelerator stored in the cloud server when receiving an acceleration requirement sent by the service terminal The corresponding requirement acceleration program loads the requirement acceleration program into the FPGA acceleration card connected with the fog computing node; each FPGA acceleration card is used to accelerate the traffic corresponding to the requirement when the requirement acceleration program is loaded. The scheme can meet the requirement of low power consumption on the edge side.

【技术实现步骤摘要】
一种雾计算环境业务流量加速系统及其业务流量加速方法
本专利技术涉及计算机
，特别涉及一种雾计算环境业务流量加速系统及其业务流量加速方法。
技术介绍
近年来，互联网发展迅速，从PC互联网、移动互联网来到物联网时代，万物互联的时代已经到来，移动通信设备、物联网终端设备等各类异构设备连接到互联网，云端中心聚合了大量的物理硬件资源，并采用虚拟化技术实现了异构网络计算资源的统一的分配、调度和管理，集中建设数据中心大大降低了计算和存储的成本。然而伴随着数据量越来越庞大，传输的速率却在下降，甚至有时会有很大的网络延迟，计算和存储无法全部放在远程云端。此时雾计算的出现，大大的改善了这种状况，特别是对于边缘侧诸如实时业务、数据优化、带宽限制、应用智能、安全与隐私等多方面需求，加速了“雾计算”的发展，“云计算+雾计算”带来了新的可能性。雾计算节点更加靠近业务需求侧，其分布式的部署的特点也使其无法具有云端中心如此强大的存储计算能力，因此，对雾计算节点的功耗有了更大的要求。综上可见，在这种情况下，如何满足边缘侧低功耗的要求已经成为一个亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种雾计算环境业务流量加速系统及其业务流量加速方法，能够满足边缘侧低功耗的要求。第一方面，本专利技术实施例提供了一种雾计算环境业务流量加速系统，包括：云端服务器、至少一个雾计算节点、至少一个现场可编程门阵列FPGA加速卡和至少一个业务终端；所述云端服务器，用于预先存储至少一个加速程序；每一个所述业务终端，用于当接收到用户发送的加速需求时，将所述加速需求发送给与所述业务终端连接的雾计算节点；每一个所述雾计算节点，用于当接收到所述业务终端发送的所述加速需求时，从所述云端服务器存储的所述至少一个加速程序中，下载与所述加速需求相对应的需求加速程序，并将所述需求加速程序加载到与所述雾计算节点相连的至少一个所述FPGA加速卡中；每一个所述FPGA加速卡，用于当被加载所述需求加速程序时，利用加载的所述需求加速程序为所述加速需求对应的业务流量加速。优选地，所述云端服务器，进一步用于分别确定每一个所述加速程序对应的标识信息，将每一个所述标识信息发送给每一个所述雾计算节点；当接收到所述雾计算节点发送的带有加速标识信息的下载请求时，将与所述加速标识信息对应的所述需求加速程序，发送给发送所述下载请求的所述雾计算节点；所述雾计算节点，进一步用于接收并存储所述云端服务器发送的每一个所述标识信息，当接收到所述业务终端发送的加速需求时，确定所述雾计算节点的本地是否存在与所述加速需求对应的需求加速程序，如果是，执行所述将所述需求加速程序加载到与所述雾计算节点相连的至少一个所述FPGA加速卡中，否则，确定存储的每一个所述标识信息中是否存在与所述加速需求对应的加速标识信息，如果是，向所述云端服务器发送带有所述加速标识信息的下载请求，并接收所述云端服务器根据所述下载请求发送的所述需求加速程序。优选地，所述雾计算节点，进一步用于当存储的每一个所述标识信息中不存在与所述加速需求的加速标识信息时，向所述业务终端发送上传请求；当接收到所述业务终端根据所述上传请求发送的第一个性化加速程序时，将所述第一个性化加速程序加载到与所述雾计算节点对应的所述FPGA加速卡中；所述业务终端，进一步用于接收并转发所述雾计算节点发送的所述上传请求给所述用户；当接收到所述用户根据所述上传请求发送的所述第一个性化加速程序时，将所述第一个性化加速程序发送给所述雾计算节点；所述FPGA加速卡，用于当被加载所述第一个性化加速程序时，利用所述第一个性化加速程序为业务流量加速。优选地，所述雾计算节点，进一步用于当存储的每一个所述标识信息中不存在与所述加速需求的加速标识信息时，向所述业务终端发送下载位置请求；当接收到所述业务终端根据所述下载位置请求发送的下载位置时，利用所述下载位置获取与所述加速需求相对应的第二个性化加速程序，将所述第二个性化加速程序加载到与所述雾计算节点对应的所述FPGA加速卡中；所述业务终端，进一步用于接收并转发所述雾计算节点发送的所述下载位置请求给所述用户；当接收到所述用户根据所述下载位置请求发送的所述下载位置时，将所述下载位置发送给所述雾计算节点；所述FPGA加速卡，用于当被加载所述第二个性化加速程序时，利用被加载的所述第二个性化加速程序为业务流量加速。优选地，所述雾计算节点，进一步用于当下载到所述需求加速程序时，确定所述雾计算节点的本地是否存在空闲资源，如果是，将所述需求加速程序加载到与所述雾计算节点相连的至少一个空闲的FPGA加速卡中，否则，根据预设的本地资源列表，确定是否存在最佳雾计算节点，如果是，将所述需求加速程序发送给最佳雾计算节点，以使所述最佳雾计算节点将所述需求加速程序加载到与所述最佳雾计算节点相连的FPGA加速卡中，并利用被加载所述需求加速程序的所述FPGA加速卡为所述业务流量加速，其中，所述最佳雾计算节点的本地存在空闲资源，且与所述雾计算节点相对最近。优选地，所述雾计算节点，进一步用于当不存在最佳雾计算节点时，确定与所述加速需求对应的业务流量的业务优先级，当所述业务流量的业务优先级高于至少一个正在被加速的业务流量时，释放业务优先级最低的业务流量的FPGA加速卡加速资源，向被释放加速资源的所述FPGA加速卡中加载所述需求加速程序，其中，所述业务优先级，包括所述用户的访问次数和业务流量大小。优选地，所述雾计算节点，进一步用于根据预设的时间间隔，向上级雾计算节点发送每一个相连的所述FPGA加速卡的状态信息，以使所述上级雾计算节点同步所述状态信息形成本地资源列表，其中，所述状态信息，包括空闲或加速。优选地，所述雾计算节点，进一步用于在为所述业务流量加速完毕时，等待预设的冷却时间段后释放被加载所述需求加速程序的所述FPGA加速卡资源。优选地，所述雾计算节点，进一步用于记录每一个相连的所述FPGA加速卡在加速时产生的数据，将所述数据根据预设的时间周期，向所述云端服务器发送所述数据；所述云端服务器，进一步用于接收所述雾计算节点发送的所述数据，根据所述数据优化每一个所述加速程序。第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于第一方面实施例中任一所述的雾计算环境业务流量加速系统的业务流量加速方法，包括：利用云端服务器预先存储至少一个加速程序；利用至少一个业务终端中的每一个业务终端，当接收到用户发送的加速需求时，将所述加速需求发送给与所述业务终端连接的雾计算节点；利用至少一个雾计算节点中的每一个雾计算节点，当接收到所述业务终端发送的所述加速需求时，从所述云端服务器存储的所述至少一个加速程序中，下载与所述加速需求相对应的需求加速程序，并将所述需求加速程序加载到与所述雾计算节点相连的至少一个所述FPGA加速卡中；利用至少一个FPGA加速卡中的每一个FPGA加速卡，当被加载所述需求加速程序时，利用加载的所述需求加速程序为所述加速需求对应的业务流量加速。在本专利技术实施例中，在云端服务端和边缘侧之间的雾计算节点增加FPGA加速卡，可以使得雾计算节点在接收到业务终端发送的加速需求时，无需云端服务器为用户的业务加速，而是通过雾计算节点将与加速需求对应的需求加速程序加载到，具有功耗低、实时并行处理能力强、动态可擦洗特点的FPG本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雾计算环境业务流量加速系统，其特征在于，包括：云端服务器、至少一个雾计算节点、至少一个现场可编程门阵列FPGA加速卡和至少一个业务终端；所述云端服务器，用于预先存储至少一个加速程序；每一个所述业务终端，用于当接收到用户发送的加速需求时，将所述加速需求发送给与所述业务终端连接的雾计算节点；每一个所述雾计算节点，用于当接收到所述业务终端发送的所述加速需求时，从所述云端服务器存储的所述至少一个加速程序中，下载与所述加速需求相对应的需求加速程序，并将所述需求加速程序加载到与所述雾计算节点相连的至少一个所述FPGA加速卡中；每一个所述FPGA加速卡，用于当被加载所述需求加速程序时，利用加载的所述需求加速程序为所述加速需求对应的业务流量加速。

【技术特征摘要】
1.一种雾计算环境业务流量加速系统，其特征在于，包括：云端服务器、至少一个雾计算节点、至少一个现场可编程门阵列FPGA加速卡和至少一个业务终端；所述云端服务器，用于预先存储至少一个加速程序；每一个所述业务终端，用于当接收到用户发送的加速需求时，将所述加速需求发送给与所述业务终端连接的雾计算节点；每一个所述雾计算节点，用于当接收到所述业务终端发送的所述加速需求时，从所述云端服务器存储的所述至少一个加速程序中，下载与所述加速需求相对应的需求加速程序，并将所述需求加速程序加载到与所述雾计算节点相连的至少一个所述FPGA加速卡中；每一个所述FPGA加速卡，用于当被加载所述需求加速程序时，利用加载的所述需求加速程序为所述加速需求对应的业务流量加速。2.根据权利要求1所述的雾计算环境业务流量加速系统，其特征在于，所述云端服务器，进一步用于分别确定每一个所述加速程序对应的标识信息，将每一个所述标识信息发送给每一个所述雾计算节点；当接收到所述雾计算节点发送的带有加速标识信息的下载请求时，将与所述加速标识信息对应的所述需求加速程序，发送给发送所述下载请求的所述雾计算节点；所述雾计算节点，进一步用于接收并存储所述云端服务器发送的每一个所述标识信息，当接收到所述业务终端发送的加速需求时，确定所述雾计算节点的本地是否存在与所述加速需求对应的需求加速程序，如果是，执行所述将所述需求加速程序加载到与所述雾计算节点相连的至少一个所述FPGA加速卡中，否则，确定存储的每一个所述标识信息中是否存在与所述加速需求对应的加速标识信息，如果是，向所述云端服务器发送带有所述加速标识信息的下载请求，并接收所述云端服务器根据所述下载请求发送的所述需求加速程序。3.根据权利要求2所述的雾计算环境业务流量加速系统，其特征在于，所述雾计算节点，进一步用于当存储的每一个所述标识信息中不存在与所述加速需求的加速标识信息时，向所述业务终端发送上传请求；当接收到所述业务终端根据所述上传请求发送的第一个性化加速程序时，将所述第一个性化加速程序加载到与所述雾计算节点对应的所述FPGA加速卡中；所述业务终端，进一步用于接收并转发所述雾计算节点发送的所述上传请求给所述用户；当接收到所述用户根据所述上传请求发送的所述第一个性化加速程序时，将所述第一个性化加速程序发送给所述雾计算节点；所述FPGA加速卡，用于当被加载所述第一个性化加速程序时，利用所述第一个性化加速程序为业务流量加速。4.根据权利要求2所述的雾计算环境业务流量加速系统，其特征在于，所述雾计算节点，进一步用于当存储的每一个所述标识信息中不存在与所述加速需求的加速标识信息时，向所述业务终端发送下载位置请求；当接收到所述业务终端根据所述下载位置请求发送的下载位置时，利用所述下载位置获取与所述加速需求相对应的第二个性化加速程序，将所述第二个性化加速程序加载到与所述雾计算节点对应的所述FPGA加速卡中；所述业务终端，进一步用于接收并转发所述雾计算节点发送的所述下载位置请求给所述用户；当接收到所述用户根据所述下载位置请求发送的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙善宝，于治楼，薛长青，
申请(专利权)人：济南浪潮高新科技投资发展有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37