基于付费机制的安全可信边缘协同方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及边缘计算技术领域，具体涉及一种基于付费机制的安全可信边缘协同方法与系统，目的在于解决边缘计算无法满足高实时性业务需求的问题。本发明专利技术的边缘协同方法包括：服务提供边缘节点向应用云平台发送服务提供信息；服务请求边缘节点向应用云平台发送服务请求信息；应用云平台根据服务提供信息和服务请求信息进行匹配，并根据匹配结果向服务请求边缘节点发送服务提供边缘节点的ID号；服务请求边缘节点根据该ID号与服务提供边缘节点建立连接；服务提供边缘节点执行相应的服务；最后由服务请求边缘节点向服务提供边缘节点支付费用。本发明专利技术有效降低了时延，满足了高实时性业务需求。

【技术实现步骤摘要】
基于付费机制的安全可信边缘协同方法与系统
本专利技术涉及边缘计算
，具体涉及一种基于付费机制的安全可信边缘协同方法与系统。
技术介绍
随着物联网时刻产生海量的数据，孕育催生了云计算。云为各式各样的用户设备提供无处不在的连接；依托高可靠、稳健的云，开发者为终端用户提供高质量云服务。集中式的云计算在一定程度上满足部分设备的计算、存储需求，但面对海量设备，云计算逐渐暴露其短板：(1)大量通信延时使得云计算难以满足高实时性业务需求，如无人驾驶；(2)网络带宽有限，使得数据传输受限；(3)数据容易遭到窃取，威胁到数据的保密性，不利于隐私保护。在这种背景之下，边缘计算应运而生。边缘计算是在靠近数据源的地方对数据进行处理，位于网络边缘的物理接近的边缘节点设备将承担大量计算和存储。这种新的计算方式为低延时带来可能，且易于保密。但边缘节点设备的计算力、存储有限，不能像云一样有着大量丰富的资源，仅依靠自身资源在处理某些复杂任务上面临困难，需要其它边缘节点设备协同处理，因而边缘协同是边缘计算落地的一个重要问题。在高动态、复杂的边缘环境中，有海量的数据需要进行计算、存储、网络通信，但是资源受限。目前尚没有成熟、有效的边缘协同方法与系统来真正实现将计算下沉至边缘，无法满足高实时性的业务需求。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出了一种基于付费机制的安全可信边缘协同方法与系统，有效降低了时延，满足了高实时性业务需求。本专利技术的第一方面，提出一种基于付费机制的安全可信边缘协同方法，所述方法包括：步骤A10，服务提供边缘节点向应用云平台发送服务提供信息，所述服务提供信息包括：提供的配置参数信息，以及第一目标价格；步骤A20，服务请求边缘节点向所述应用云平台发送服务请求信息，所述服务请求信息包括：期望的配置参数信息，以及第二目标价格；步骤A30，所述应用云平台根据所述服务提供信息和所述服务请求信息进行匹配，并根据匹配结果向所述服务请求边缘节点发送所述服务提供边缘节点的ID号；步骤A40，所述服务请求边缘节点根据所述服务提供边缘节点的ID号与所述服务提供边缘节点建立连接；步骤A50，所述服务提供边缘节点执行相应的服务；步骤A60，所述服务请求边缘节点向所述服务提供边缘节点支付费用。优选地，所述提供的配置参数信息包括：设备名称、型号、CPU主频参数、GPU型号、存储空间大小、位置坐标、额定功率和网络带宽；所述期望的配置参数信息包括：期望的CPU主频参数、期望的GPU型号、期望的存储空间大小、期望的网络带宽和位置坐标。优选地，在步骤A10的“服务提供边缘节点向应用云平台发送服务提供信息”之前，所述方法还包括：步骤A2，所述服务提供边缘节点通过所述应用云平台提供的定价接口生成所述第一目标价格；步骤A4，所述服务请求边缘节点通过所述应用云平台提供的定价接口生成所述第二目标价格。优选地，步骤A30中“所述应用云平台根据所述服务提供信息和所述服务请求信息进行匹配，并根据匹配结果向所述服务请求边缘节点发送所述服务提供边缘节点的ID号”的步骤具体包括：步骤A32，所述应用云平台根据第二目标价格不小于第一目标价格的原则，生成满足第一条件的服务提供边缘节点集合；步骤A34，在所述满足第一条件的服务提供边缘节点集合中，根据服务请求边缘节点期望的配置参数信息中CPU主频、GPU性能、存储大小和带宽大小同时满足不高于服务提供边缘节点相应提供的配置参数信息中CPU主频、GPU性能、存储大小和带宽大小原则，生成满足第二条件的服务提供边缘节点集合；步骤A36，若所述满足第二条件的服务提供边缘节点集合非空，则根据服务请求边缘节点的位置坐标与服务提供边缘节点的位置坐标计算距离，将所述距离最小的服务提供边缘节点的ID发送至服务请求边缘节点；否则，执行步骤A38；步骤A38，向所述服务请求边缘节点分别推送满足期望的配置参数信息的服务提供边缘节点的服务提供信息和满足第二目标价格的服务提供边缘节点的服务提供信息，等待所述服务请求边缘节点对期望的第二目标价格或配置参数信息进行调整；若发生调整，则跳至步骤A32。优选地，所述方法还包括：步骤A70，所述应用云平台从所述服务提供边缘节点或所述服务请求边缘节点获取服务始末时间、时长和支付交易信息，并进行存储备份；或者，步骤A80，所述服务提供边缘节点或所述服务请求边缘节点将服务始末时间、时长和支付交易信息通过区块链矿工节点加密转化保存。优选地，所述应用云平台提供的定价接口包括：计算单位时长成本的接口函数：P0＝W×Eb+B×Ib其中，W为功率，B为网络带宽，Eb为预设的单位电费成本，Ib为预设的单位网络带宽成本；计算单位时长服务奖励收益的接口函数：ΔP＝αP0，α∈[0，1]其中，α为单位时长服务奖励收益权重因子，且α∈[0，1]，α是根据实际情况不断波动的参数，影响因素主要包括边缘节点的CPU、GPU、存储、网络带宽的市场调节，以及各边缘节点自主调节；计算单位时长定价的接口函数：P＝P0+ΔP。本专利技术的第二方面，提出一种基于付费机制的安全可信边缘协同方法，所述方法包括：步骤B10，应用云平台从服务提供边缘节点获取服务提供信息，所述服务提供信息包括：提供的配置参数信息，以及第一目标价格；步骤B20，所述应用云平台从服务请求边缘节点获取服务请求信息，所述服务请求信息包括：期望的配置参数信息，以及第二目标价格；步骤B30，所述应用云平台根据所述服务提供信息和所述服务请求信息进行匹配，并根据匹配结果向所述服务请求边缘节点发送所述服务提供边缘节点的ID号，以使所述服务请求边缘节点与所述服务提供边缘节点建立服务连接，完成请求的任务并支付费用。优选地，所述提供的配置参数信息包括：设备名称、型号、CPU主频参数、GPU型号、存储空间大小、位置坐标、额定功率和网络带宽；所述期望的配置参数信息包括：期望的CPU主频参数、期望的GPU型号、期望的存储空间大小、期望的网络带宽和位置坐标。优选地，在步骤B10中的“应用云平台从服务提供边缘节点获取服务提供信息”之前，所述方法还包括：步骤B5，所述应用云平台提供定价接口，以使所述服务提供边缘节点和所述服务请求边缘节点根据所述定价接口分别生成所述第一目标价格和所述第二目标价格。优选地，步骤B30中“所述应用云平台根据所述服务提供信息和所述服务请求信息进行匹配，并根据匹配结果向所述服务请求边缘节点发送所述服务提供边缘节点的ID号”的步骤具体包括：步骤B32，所述应用云平台根据第二目标价格不小于第一目标价格的原则，生成满足第一条件的服务提供边缘节点集合；步骤B34，在所述满足第一条件的服务提供边缘节点集合中，根据服务请求边缘节点期望的配置参数信息中CPU主频、GPU性能、存储大小和带宽大小同时满足不高于服务提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于付费机制的安全可信边缘协同方法，其特征在于，所述方法包括：/n步骤A10，服务提供边缘节点向应用云平台发送服务提供信息，所述服务提供信息包括：提供的配置参数信息，以及第一目标价格；/n步骤A20，服务请求边缘节点向所述应用云平台发送服务请求信息，所述服务请求信息包括：期望的配置参数信息，以及第二目标价格；/n步骤A30，所述应用云平台根据所述服务提供信息和所述服务请求信息进行匹配，并根据匹配结果向所述服务请求边缘节点发送所述服务提供边缘节点的ID号；/n步骤A40，所述服务请求边缘节点根据所述服务提供边缘节点的ID号与所述服务提供边缘节点建立连接；/n步骤A50，所述服务提供边缘节点执行相应的服务；/n步骤A60，所述服务请求边缘节点向所述服务提供边缘节点支付费用。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于付费机制的安全可信边缘协同方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤A10，服务提供边缘节点向应用云平台发送服务提供信息，所述服务提供信息包括：提供的配置参数信息，以及第一目标价格；
步骤A20，服务请求边缘节点向所述应用云平台发送服务请求信息，所述服务请求信息包括：期望的配置参数信息，以及第二目标价格；
步骤A30，所述应用云平台根据所述服务提供信息和所述服务请求信息进行匹配，并根据匹配结果向所述服务请求边缘节点发送所述服务提供边缘节点的ID号；
步骤A40，所述服务请求边缘节点根据所述服务提供边缘节点的ID号与所述服务提供边缘节点建立连接；
步骤A50，所述服务提供边缘节点执行相应的服务；
步骤A60，所述服务请求边缘节点向所述服务提供边缘节点支付费用。


2.根据权利要求1所述的基于付费机制的安全可信边缘协同方法，其特征在于，
所述提供的配置参数信息包括：设备名称、型号、CPU主频参数、GPU型号、存储空间大小、位置坐标、额定功率和网络带宽；
所述期望的配置参数信息包括：期望的CPU主频参数、期望的GPU型号、期望的存储空间大小、期望的网络带宽和位置坐标。


3.根据权利要求1所述的基于付费机制的安全可信边缘协同方法，其特征在于，在步骤A10的“服务提供边缘节点向应用云平台发送服务提供信息”之前，所述方法还包括：
步骤A2，所述服务提供边缘节点通过所述应用云平台提供的定价接口生成所述第一目标价格；
步骤A4，所述服务请求边缘节点通过所述应用云平台提供的定价接口生成所述第二目标价格。


4.根据权利要求2所述的基于付费机制的安全可信边缘协同方法，其特征在于；
步骤A30中“所述应用云平台根据所述服务提供信息和所述服务请求信息进行匹配，并根据匹配结果向所述服务请求边缘节点发送所述服务提供边缘节点的ID号”的步骤具体包括：
步骤A32，所述应用云平台根据第二目标价格不小于第一目标价格的原则，生成满足第一条件的服务提供边缘节点集合；
步骤A34，在所述满足第一条件的服务提供边缘节点集合中，根据服务请求边缘节点期望的配置参数信息中CPU主频、GPU性能、存储大小和带宽大小同时满足不高于服务提供边缘节点相应提供的配置参数信息中CPU主频、GPU性能、存储大小和带宽大小原则，生成满足第二条件的服务提供边缘节点集合；
步骤A36，若所述满足第二条件的服务提供边缘节点集合非空，则根据服务请求边缘节点的位置坐标与服务提供边缘节点的位置坐标计算距离，将所述距离最小的服务提供边缘节点的ID发送至服务请求边缘节点；否则，执行步骤A38；
步骤A38，向所述服务请求边缘节点分别推送满足期望的配置参数信息的服务提供边缘节点的服务提供信息和满足第二目标价格的服务提供边缘节点的服务提供信息，等待所述服务请求边缘节点对期望的第二目标价格或配置参数信息进行调整；若发生调整，则跳至步骤A32。


5.根据权利要求1所述的基于付费机制的安全可信边缘协同方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤A70，所述应用云平台从所述服务提供边缘节点或所述服务请求边缘节点获取服务始末时间、时长和支付交易信息，并进行存储备份；或者，
步骤A80，所述服务提供边缘节点或所述服务请求边缘节点将服务始末时间、时长和支付交易信息通过区块链矿工节点加密转化保存。


6.根据权利要求3所述的基于付费机制的安全可信边缘协同方法，其特征在于，所述应用云平台提供的定价接口包括：
计算单位时长成本的接口函数：
P0＝W×Eb+B×Ib
其中，W为功率，B为网络带宽，Eb为预设的单位电费成本，Ib为预设的单位网络带宽成本；
计算单位时长服务奖励收益的接口函数：
ΔP＝αP0，α∈[0，1]
其中，α为单位时长服务奖励收益权重因子，且α∈[0，1]，α是根据实际情况不断波动的参数，影响因素主要包括边缘节点的CPU、GPU、存储、网络带宽的市场调节，以及各边缘节点自主调节；
计算单位时长定价的接口函数：
P＝P0+ΔP。


7.一种基于付费机制的安全可信边缘协同方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤B10，应用云平台从服务提供边缘节点获取服务提供信息，所述服务提供信息包括：提供的配置参数信息，以及第一目标价格；
步骤B20，所述应用云平台从服务请求边缘节点获取服务请求信息，所述服务请求信息包括：期望的配置参数信息，以及第二目标价格；
步骤B30，所述应用云平台根据所述服务提供信息和所述服务请求信息进行匹配，并根据匹配结果向所述服务请求边缘节点发送所述服务提供边缘节点的ID号，以使所述服务请求边缘节点与所述服务提供边缘节点建立服务连接，完成请求的任务并支付费用。


8.根据权利要求7所述的基于付费机制的安全可信边缘协同方法，其特征在于：
所述提供的配置参数信息包括：设备名称、型号、CPU主频参数、GPU型号、存储空间大小、位置坐标、额定功率和网络带宽；
所述期望的配置参数信息包括：期望的CPU主频参数、期望的GPU型号、期望的存储空间大小、期望的网络带宽和位置坐标。


9.根据权利要求7所述的基于付费机制的安全可信边缘协同方法，其特征在于，在步骤B10中的“应用云平台从服务提供边缘节点获取服务提供信息”之前，所述方法还包括：
步骤B5，所述应用云平台提供定价接口，以使所述服务提供边缘节点和所述服务请求边缘节点根据所述定价接口分别生成所述第一目标价格和所述第二目标价格。

【专利技术属性】
技术研发人员：熊刚，付海军，朱凤华，陈世超，商秀芹，沈震，胡斌，王飞跃，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，东莞中国科学院云计算产业技术创新与育成中心，
类型：发明
国别省市：北京;11