一种基于nagios监控的雾集群管理系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于nagios监控的雾集群管理系统与方法。本发明专利技术根据雾节点所在区域进行划分，每个区域由各种各样的雾节点组成，在一个区域的雾节点由一个接入骨干核心网的雾控制节点统一进行管理；该区域的所有用户或者IOT设备连接云中的请求，无论其是连接到本地局域网还是无线网，都最终将通过雾控制节点连接到骨干核心网，进而通过雾控制节点进行决策，是否将请求转发到云中心或者雾集群。本发明专利技术所述基于nagios监控的雾集群管理系统，针对雾计算中节点异构负载不定的特点，通过nagios监控节点和服务状态，使服务管理更加可靠、高效。

【技术实现步骤摘要】
一种基于nagios监控的雾集群管理系统与方法
本专利技术涉及一种基于nagios监控的雾集群管理系统与方法，属于雾计算的

技术介绍
随着5G技术和物联网技术的不断发展，全球的联网设备需求也在呈指数型增长。雾计算通过将云计算扩展到靠近用户终端的位置，不但增加了总体的处理能力，更可以将部分计算放在用户的周围，进而减少核心骨干网和云中心压力，其必将成为未来的发展趋势。通过将一部分计算服务部署在雾集群中处理部分用户请求，不但可以减少用户请求时延，而且可以降低云中心负载。因此说，雾计算不是为了取代云计算，而是对云计算的一种补充，其主要目的是为了满足用户日益复杂的应用程序需求。由于雾计算中节点的异构性以及节点负载的动态变化和资源有限特点，如何对雾节点健康评估，并管理异构雾节点从而更好的将部分计算服务卸载到雾集群中还没有相关研究。中国专利公开号CN106851746A公开了一种基于雾计算实现无线传感网络中软件定义QoS配置的方法。该方法是通过软件定义网络，实现的是Qos的配置。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于nagios监控的雾集群管理系统。本专利技术还提供一种基于nagios监控的雾集群管理方法。专利技术概述：本专利技术根据雾节点所在区域进行划分，每个区域由各种各样的雾节点组成，在一个区域的雾节点由一个接入骨干核心网的雾控制节点统一进行管理；该区域的所有用户或者IOT设备连接云中的请求，无论其是连接到本地局域网还是无线网，都最终将通过雾控制节点连接到骨干核心网，进而通过雾控制节点进行决策，是否将请求转发到云中心或者雾集群。术语说明：IOT,指的是物联网，是将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。本专利技术的技术方案为：一种基于nagios监控的雾集群管理系统，包括云服务器和雾集群；所述雾集群包括雾控制节点和雾节点；所述雾节点连接在同一局域网中。所述雾节点发送网络请求时必须经过雾控制节点转发。所述云服务器通过云中心厂商提供。所述雾控制节点为高性能服务器组。根据本专利技术优选的，所述雾节点为处于网络边缘的异构设备；所述雾节点为，交换机、路由器或闲置PC机。一种基于nagios监控的雾集群管理方法，包括步骤如下：1)初始化环境；在雾控制节点中安装Nagios应用，用以检测雾集群中雾节点状态和服务状态；所述雾控制节点安装mysql数据库，对雾集群中的雾节点和计算服务种类分别建立相应的节点表和计算服务表；2)雾节点申请连接到雾集群时，向雾控制节点主动注册，接受雾控制节点管理，并向雾控制节点发送自身ip地址和用于远程连接的ssh账号及ssh密码；3)所述雾控制节点接收到雾节点请求之后，通过接收到的ssh账号和ssh密码远程登录雾节点并自动安装nrpe服务和插件nagios-plugins，实现对雾节点负载大小、雾节点剩余内存容量和雾节点剩余硬盘容量的检测；4)所述雾控制节点每隔固定时间T，向各个雾节点通过check_nrpe发送检测命令，雾节点收到检测命令后，通过所述nagios-plugins插件执行健康检测，并将检测结果发回雾控制节点；雾控制节点收到检测结果后，更新mysql数据库中节点表的对应信息；5)当用户或IOT应用向云服务器请求计算服务时，首先经过雾控制节点对请求的转发方向进行决策；5.1)雾控制节点收到用户或IOT应用的请求并进行转发决策时，首先更新计算服务表中本时间段该服务的请求次数，同时查询该服务是否已经部署在雾集群中；如果该服务没有部署在雾集群中，则直接将服务转发到云服务器，并在收到云服务器的响应后记录本次请求的响应时间；如果该服务已经部署在雾集群中，则进入步骤5.2)；5.2)雾控制节点通过nagios检测雾节点与计算服务的状态，查询部署该服务的雾节点是否可达；如果部署该服务的雾节点不可达，则将用户或IOT应用的请求直接转发到云服务器；如果部署该服务的雾节点可达，则通过计算服务表查询服务请求地址，并将请求转发给相应的雾节点；5.3)雾节点收到用户或IOT应用的请求后，执行请求内容，并将执行结果返回给雾控制节点；雾控制节点收到执行结果后，记录本次计算服务的雾请求响应时间。优选的，所述步骤1)中，所述节点表包括，雾节点ip地址、ssh账号、ssh密码、雾节点负载大小、雾节点内存总容量、雾节点内存剩余容量、雾节点硬盘总容量、雾节点硬盘剩余容量、雾节点与雾控制节点的网络时延、雾节点已安装的计算服务名称、雾节点与雾控制节点是否正常连接；最初所有计算服务都部署在云数据中心，由于雾集群能力有限，因此通过计算每个服务部署在雾集群中的价值大小，来将其中一部分服务卸载到雾集群中，实现雾集群部署价值最大化。所述计算服务表包括，雾集群中已部署的计算服务名称、计算服务是否已部署在雾节点、部署计算服务的雾节点ip地址、计算服务请求的ip地址、计算服务在雾集群中的平均响应时间、计算服务在云服务器中的平均响应时间、计算服务在前N个时间段的平均请求次数、计算服务在本时间段的请求次数、计算服务在雾中的部署价值；计算服务在雾中的部署价值是指，服务在云服务器中的平均响应时间与在雾集群中的平均响应时间的差值，乘以前N个时间段该服务的平均请求次数；服务在雾中的部署价值代表将该服务部署在雾集群中系统的收益；进一步优选的，计算服务在雾集群中的平均响应时间为，雾控制节点向部署该服务的雾节点ip地址请求时的往返时延；计算服务在云服务器中的平均响应时间为，雾控制节点向部署该服务的云服务器发送请求的往返时延。根据本专利技术优选的，所述步骤3)中对雾节点检测的同时在节点表中增加一条该节点的节点表记录；增加的节点表记录包括节点表中所有的字段值。根据本专利技术优选的，所述步骤3)中，插件nagios-plugins的check_load命令检测雾节点的负载大小，check_disk命令检测雾节点内存容量使用情况和雾节点硬盘容量使用情况。根据本专利技术优选的，所述步骤4)中，当雾控制节点通过所述nagios-plugins插件检测到该集群中某个雾节点的状态不可达或者雾节点的状态为UNKNOW状态时，首先在mysql数据库中更新该雾节点与雾控制节点的连接状态为“非正常状态”，然后查询该雾节点上已部署的服务，并将这些服务部署在雾集群其他健康的雾节点中。根据本专利技术优选的，如果在当前雾集群无法找到能够提供计算服务的雾节点，则将该计算服务与价值比该计算服务小的计算服务进行置换。此步操作保证雾集群中部署的服务价值最大化。雾集群中雾节点的内存、存储资源有限，可能无法满足计算服务请求。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术所述基于nagios监控的雾集群管理系统，针对雾计算中节点异构负载不定的特点，通过nagios监控节点和服务状态，使服务管理更加可靠、高效；2.本专利技术所述基于nagios监控的雾集群管理系统，将服务卸载到雾集群中，大大降低了某些时延较为敏感应用的响应时延，使有限的雾集群资源处理更多的请求，从而降低云中心的负载，提高服务效率。附图说明图1为本专利技术所述基于nagios监控的雾集群管理系统的结构示意图；图2为本专利技术所述雾集群处理请求的流程示意图；图3为本专利技术所述雾节点注册的流程示意图；图4为本专利技术所述雾集群监控和服务置换的流程示意图。具体实施方式下面结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于nagios监控的雾集群管理系统，其特征在于，包括云服务器和雾集群；所述雾集群包括雾控制节点和雾节点；所述雾节点连接在同一局域网中。

【技术特征摘要】
1.一种基于nagios监控的雾集群管理系统，其特征在于，包括云服务器和雾集群；所述雾集群包括雾控制节点和雾节点；所述雾节点连接在同一局域网中。2.根据权利要求1所述的基于nagios监控的雾集群管理系统，其特征在于，所述雾节点为处于网络边缘的异构设备；所述雾节点为，交换机、路由器或闲置PC机。3.一种基于nagios监控的雾集群管理方法，基于权利要求1或2所述的雾集群管理系统实现，其特征在于，包括步骤如下：1)初始化环境；在雾控制节点中安装Nagios应用，用以检测雾集群中雾节点状态和服务状态；所述雾控制节点安装mysql数据库，对雾集群中的雾节点和计算服务种类分别建立相应的节点表和计算服务表；2)雾节点申请连接到雾集群时，向雾控制节点主动注册，接受雾控制节点管理，并向雾控制节点发送自身ip地址和用于远程连接的ssh账号及ssh密码；3)所述雾控制节点接收到雾节点请求之后，通过接收到的ssh账号和ssh密码远程登录雾节点并自动安装nrpe服务和插件nagios-plugins，实现对雾节点负载大小、雾节点剩余内存容量和雾节点剩余硬盘容量的检测；4)所述雾控制节点每隔固定时间T，向各个雾节点通过check_nrpe发送检测命令，雾节点收到检测命令后，通过所述nagios-plugins插件执行健康检测，并将检测结果发回雾控制节点；雾控制节点收到检测结果后，更新mysql数据库中节点表的对应信息；5)当用户或IOT应用向云服务器请求计算服务时，首先经过雾控制节点对请求的转发方向进行决策；5.1)雾控制节点收到用户或IOT应用的请求并进行转发决策时，首先更新计算服务表中本时间段该服务的请求次数，同时查询该服务是否已经部署在雾集群中；如果该服务没有部署在雾集群中，则直接将服务转发到云服务器，并在收到云服务器的响应后记录本次请求的响应时间；如果该服务已经部署在雾集群中，则进入步骤5.2)；5.2)雾控制节点通过nagios检测雾节点与计算服务的状态，查询部署该服务的雾节点是否可达；如果部署该服务的雾节点不可达，则将用户或IOT应用的请求直接转发到云服务器；如果部署该服务的雾节点可达，则通过计算服务表查询服务请求地址，并将请求转发给相应的雾节点；5.3)雾节点收到用户或IOT应用的请求后，执行请求内容，并将执行结...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海霞，王博，白智全，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37