一种边缘计算嵌入式微服务器模型、服务方式及设备制造技术

本发明专利技术公开了一种边缘计算嵌入式微服务器模型、服务方式及设备，该模型及设备由嵌入式设计构架、嵌入式硬件、嵌入式软件、互联网接入、内网穿透、文件存取、计算服务、等价服务组成；模型设备采用嵌入式芯片、操作系统和轻量化计算软件的设计构架，实现设备的低功耗和长期运行；该模型设备接入包括边缘网络连接、互联接入、微服务器设备接入服务、文件同步、等价服务等；利用边缘计算网络连接外部互联网络，通过内网穿透突破内部地址外网访问限制，为外部用户提供文件存储、计算等服务；多个微服务器设备互联，通过数据复制和多副本形成边缘文件等等价服务；模型及对应的设备具有嵌入式、内网穿透、低功耗、微型化、低噪音、内网提供服务、文件等价服务等设计特点。文件等价服务等设计特点。文件等价服务等设计特点。

【技术实现步骤摘要】
一种边缘计算嵌入式微服务器模型、服务方式及设备


[0001]本专利技术涉及一种边缘计算嵌入式微服务器模型、接入方法及设备，采用了嵌入式设计构架，具有功耗小、体积小、低噪音、内网穿透、物理安全、等特点，兼具嵌入式设备和服务器特点，实现服务轻量化、微型化、个人私有化；服务器模型通过内网穿透技术，能够实现内网对外提供服务；同时通过设备互联，在多个设备之间实现文件和计算的同步，访问任何一个服务器可提供等价服务；本专利技术属于信息


技术介绍

[0002]目前互联网以服务器为中心，建设了很多数据中心，但对服务器的使用有严格的规定，由于噪音、安全等原因，不适合在办公室和家庭放置和使用。但随着个人用户对文件存取和计算服务的需求，用户都拥有自己的私有服务器的愿望。随着移动互联、移动存储、移动计算和家庭物联网的迅猛发展，产生了更多元化、复杂度更高的应用负载环境，例如移动终端对私人数据服务需要进行频繁的访问，因而产生了搭建以家庭为数据和计算服务中心的需求。微服务器因其可维护性、扩展性、高效能比和开发难度等特点，相比于更高端的机器如超级计算机、大型服务站、刀片服务器和个人计算机更具优势。
[0003]微服务器系统在安装管理方面更简单，价格更低廉，采用低功耗处理器设计并且尽量简化了不需要的服务器组建，使得其功耗和噪声都更低，同时芯片行业的发展使得其性能能够满足大部分普通用户的需求。微服务器面向Web应用、文件分布式存储和处理，离线数据分析、中小企业应用等轻量级云服务应用场景。另外，相较于国内云服务器，微服务器的成本合理，数据直接存储在本地实体中，完全属于用户本身，安装应用和开发过程和透明，从而使得其提供的服务以及存储的数据具备可信、可控的特点。

技术实现思路

[0004]针对现有服务器技术所存在的上述缺陷，本专利技术设计了一种边缘计算嵌入式微服务器模型、服务方法及设备，能够实现低功耗、体积小、低噪音，适合安装于家庭、办公室等能够控制、安全的位置；以家庭和办公室等私有场所提供数据和计算服务；针对边缘网络缺少公网地址连接互联网的问题，采用内网穿透能够实现对外服务的能力；针对单个服务器缺少云服务能力的问题，采用多模型设备P2P互联方式，形成数据和计算同步服务，进一步实现边缘等价服务能力，访问任何一个服务器可实现等价的数据和计算服务。包括以下步骤：
[0005](1)边缘计算嵌入式微服务器模型
[0006]一种边缘计算嵌入式微服务器模型如图1所示，由嵌入式硬件层、嵌入式软件层、嵌入式服务层组成；其中，嵌入式硬件层由嵌入式处理器、嵌入式内存、可插拔存储卡、通信组件、外部硬件接口和电源组件组成；嵌入式软件层由嵌入式服务操作系统、内网穿透、互联网接入、数据同步、容器化部署和身份认证组成；嵌入式服务层由接入服务、文件服务、Web服务、计算服务和安全服务组成。嵌入式处理器支持计算，内存支持程序和数据存储，嵌
入式操作系统服务的运行。
[0007](2)边缘计算嵌入式微服务器模型设备
[0008]边缘计算嵌入式微服务器模型设备(简称“模型设备”)，是低功耗的，散热低，提供文件存取和计算服务。嵌入式处理器内存一般不少于2GB,嵌入式存储卡一般不少于128GB以上的存储，以存储服务器操作系统、应用程序、数据。嵌入式操作系统运行在模型设备支持文件系统、计算服务。
[0009](3)边缘计算嵌入式微服务器模型设备服务方式
[0010]模型设备服务方式如图2所示，模型设备主要放置于家庭、办公室等物理安全可控的环境，接入于家庭网络、办公室局域网络或其他类型的边缘计算网络，通过边缘计算网络的网关接入外部互联网络(公网)，以家庭、办公室为中心提供数据和计算服务。
[0011]针对模型设备使用边缘计算网络内部地址的情况，构建模型设备接入服务，建立内部地址和公网地址的对应关系。假设边缘计算网络内部地址为IPA，对应的公网地址为IPB,则接入服务建立映射对<IPA,IPB>。
[0012]通过接入服务，模型设备内网穿透技术能够使外部用户终端通过地址映射，建立于模型设备的连接，解决在不同局域网网络环境下，无法远程提供服务的问题。用户终端利用内网穿透技术，可以随时随地不受任何限制地访问部署在远程的模型设备。
[0013](4)边缘计算嵌入式微服务器模型容器化服务
[0014]边缘计算嵌入式微服务器模型提供容器化的服务，包括轻量级的边缘计算服务、网络接入服务、文件资源服务、轻量级Web服务、和安全认证服务等。容器化服务将单个操作系统的资源划分为不同的组，组与组之间相互隔离以消除潜在的冲突。每个容器内部都相当于一个独立的子系统，实现微服务器应用的轻量化、部署快、易移植的特点。
[0015](5)边缘计算嵌入式微服务器模型文件同步服务
[0016]边缘计算服务可包括将家庭物联网设备产生的数据进行实时集合，清洗，脱敏等，为后续的数据处理或分析执行初步的计算工作；网络接入服务指用户可以通过该微服务器实现连接外部互联网服务的需求；文件资源服务指用户可通过该服务器模型在微服务器与微服务器之间建立去中心化的文件同步功能。
[0017](6)边缘计算嵌入式微服务器模型数据共享服务
[0018]每个微服务器都可以是一个节点用来共享数据，在家庭、办公室等不同场景下，实现各个微服务器之间文件和数据进行远程管理、同步、备份和共享等操作。
[0019](7)边缘计算嵌入式微服务器模型等价服务
[0020]多模型设备的服务模式如图3所示，通过P2P实现互相通信，实现数据和计算的同步，能够提供相互等价的数据和计算服务，通过等价数据和计算服务，用户访问任何一台服务器，感觉如同在一个大服务器上运行，实现多服务器器之间的边缘等价服务。
[0021](8)边缘计算嵌入式微服务器模型登录服务
[0022]模型设备登录和提供服务的过程如图4所示。它提供轻量级Web服务，轻量级Web服务是向用户提供Web内容的服务，包括查询资源信息、设置微服务器集群节点、数据管理平台登陆等；安全认证服务包括身份注册、令牌分发、哈希认证、零信任认证等，是向用户提供可信的身份认证服务。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的一种边缘计算嵌入式微服务器模型图。
[0024]图2是本专利技术的边缘计算嵌入式微服务器设备接入服务方式示意图。
[0025]图3是本专利技术的边缘计算嵌入式微服务器设备等价服务方式示意图。
[0026]图4是本专利技术的边缘计算嵌入式微服务器设备接入过程示意图。
[0027]图5是本专利技术的一种边缘计算嵌入式微服务器具体实施的架构图。
[0028]图6是本专利技术的一种边缘计算嵌入式微服务器硬件层的组成示意图。
具体实施方式
[0029]为了更为具体地描述本专利技术，下面结合附图及具体实施方式对本专利技术的技术方案进行详细说明。本专利不局限于下面的一种实现方案。
[0030]本专利技术是一种边缘计算嵌入式微服务器模型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种边缘计算嵌入式微服务器模型其特征在于采用了嵌入式设计构架设计，由嵌入式硬件层、嵌入式软件层、嵌入式服务层组成；其中，嵌入式硬件层由嵌入式处理器、嵌入式内存、可插拔存储卡、通信组件、外部硬件接口和电源组件组成；嵌入式软件层由嵌入式服务操作系统、内网穿透、互联网接入、数据同步、容器化部署和身份认证组成；嵌入式服务层由接入服务、文件服务、Web服务、计算服务、等价服务组成。2.根据权利要求1所述的边缘计算嵌入式微服务器模型设备(简称“模型设备”)，其特点在于采用了嵌入式设计构架，采用了轻量化的硬件和软件设计，其特点在于模型设备功耗低特性，体积小；所设计模型设备功率消耗控制在100瓦内、体积控制在20cm
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20cm
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10cm内。3.根据权利要求1所述的边缘计算嵌入式微服务器模型，其服务方式的特点在于访问用户可以管理文件目录、文件访问权限、文件上载与下载，可以与其他用户共享目录，通过P2P互联多个服务器设备，访问任何一个服务器获得等价服务能力。4.根据权利要求2所述的边缘计算嵌入式微服务器模型的轻量化软件设计，其特征在于：微服务器软件层采用容器化...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆月明，韩道岐，聂子翔，张茂盛，王东滨，杨云丹，段峰辉，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：