一种云边协同的集群构建方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种云边协同的集群构建方法和系统，所述集群构建方法包括：判断云节点是否故障，集群包括多个集群簇，所述集群簇的节点包括云节点和普通节点；若是，所述普通节点采用以下任一措施或它们的组合：自主自治、加入现有集群簇和重建集群簇。云节点故障时，维持普通节点，使普通节点持续提供服务；通过加入现有集群簇或重建集群簇，普通节点在云边协同下提高边缘节点的资源，提高普通节点的服务体验；避免普通节点无法提供服务的情况，使集群的具有高可用性、提供高质量的服务。提供高质量的服务。提供高质量的服务。

【技术实现步骤摘要】
一种云边协同的集群构建方法和系统


[0001]本专利技术涉及边缘计算
，具体涉及一种云边协同的集群构建方法和系统。

技术介绍

[0002]边缘计算，是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供近端服务。应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。边缘计算处于物理实体和工业连接之间，或处于物理实体的顶端；云端计算，仍然可以访问边缘计算的历史数据。
[0003]在云边协同中，云节点具有提供持久化存储和为需要大计算量的应用提供资源的能力，但是离设备端较远，边缘节点(普通节点)靠近设备没有传输时延压力，但资源短缺的压力比较大，边云协同包含了边缘节点与云节点的计算资源、安全策略、应用管理、业务管理等方面的协同，使边缘计算具有更好的应用体验。
[0004]对于传统的边缘集群来说，云节点和边缘节点的角色是相对固定的，在集群的常规运行过程中，节点的角色和任务不会改变，同时边缘节点归属的集群也不会自动更改，这种情况下，当云节点遭遇故障或者云边网络环境恶劣的情况下，集群所提供的服务就会瘫痪。除此之外，当涉及到节点自身会移动的场景，固定的集群会让节点与云的之间的通讯质量变得非常不稳定，因此，现有的云边协同集群构建方式已经不能适应某些特殊的边缘计算场景，更需要一种更加智能的、灵活的集群构建方法。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供一种云边协同的集群构建方法和系统，云节点出现故障后，普通节点仍可持续提供服务。
[0006]本专利技术公开了一种基于云边协同的集群构建方法，所述集群构建方法包括：判断云节点是否故障，集群包括多个集群簇，所述集群簇的节点包括云节点和普通节点；若是，所述普通节点采用以下任一措施或它们的组合：自主自治、加入现有集群簇和重建集群簇。
[0007]优选的，所述自主自治包括普通节点根据本地缓存维持服务运行；
[0008]加入现有集群簇的方法包括：
[0009]获得现有集群簇的信息，所述信息包括集群簇状态、连接情况、资源情况和带宽情况；
[0010]根据所述集群簇的信息，获得集群簇的优先级；
[0011]根据所述优先级，选择并加入现有集群簇。
[0012]优选的，根据以下公式计算优先级：
[0013]Z＝P
cpu
*C
i
+P
store
*R
i
+P
conn
*C
i
+P
width
*W
i
+P
delay
*D
i
ꢀꢀꢀ
(2)
[0014]其中，Z表示为优先级，C
i
是集群簇云节点i的连接数，P
cpu
表示为CPU的权重，P
store
表示为资源可用量的权重，R
i
表示为资源可用量，P
width
为届时带宽的权重，W
i
是云节点i的
届时带宽，P
delay
为届时延时的权重，D
i
是集群簇管理节点i的届时时延。
[0015]优选的，判断所述集群簇的普通节点是否正常连接；
[0016]若正常连接，采用重建集群簇的措施，所述重建集群簇的方法包括：
[0017]获得普通节点的选举条件信息，所述选举条件信息包括CPU信息、内存资源信息、届时宽带和届时时延；
[0018]根据选举条件信息，获得选举得分；
[0019]根据所述选举得分，从普通节点中选择第二云节点；
[0020]所述第二云节点重构集群簇，获得第二集群簇；
[0021]所述普通节点加入所述第二集群簇。
[0022]优选的，选举得分的计算公式为：
[0023]S
j
＝P
upu
*C
j
+P
store
*R
j
+P
width
*W
j
+P
delay
*D
j
ꢀꢀꢀ
(1)
[0024]其中，S
j
表示为选举得分，C
j
是普通节点j的连接数，P
cpu
表示为CPU的权重，P
store
表示为资源可用量的权重，R
j
表示为资源可用量，P
width
为届时带宽的权重，W
j
是普通点j的届时带宽，P
delay
为届时延时的权重，D
j
是普通节点j的届时时延。
[0025]优选的，从普通节点中选择第二云节点的方法包括：
[0026]判断最优选举得分的普通节点是否为多个；
[0027]若是，随机选择一个普通节点作为第二节点；
[0028]若否，将最优选举得分的普通节点作为第二节点；
[0029]所述第二节点向普通节点发送要约请求；
[0030]判断同意所述要约请求的普通节点比例是否超过第二域值；
[0031]若超过第二域值，所述第二节点作为第二云节点重构集群簇；
[0032]若没有超过第二域值，所述第二节点放弃选举。
[0033]优选的，多个集群簇构建的方法包括：
[0034]集群的节点依据自身的选举条件信息，获得选举得分；
[0035]通过集群广播，同步所述选举得分；
[0036]所述节点根据所述选举得分，选择多个第一节点，并向第一节点发送同意信息；
[0037]判断所述第一节点的同意信息是否超过第一域值；
[0038]若超过第一域值，所述第一节点作为第一云节点构建集群簇；
[0039]普通节点随机加入集群簇，或根据优先级加入集群簇；
[0040]若没有超过第一域值，所述第一节点放弃选举。
[0041]优选的，所述云节点用于保持集群簇之间的信息同步。
[0042]本专利技术还提供一种用于实现上述集群构建方法的系统，包括故障检测模块，所述故障检测模块用于判断云节点是否故障；若是，所述普通节点采用以下任一措施或它们的组合：所述普通节点自主自治、通过自主选主模块加入现有集群簇、通过选举模块重建集群簇。
[0043]优选的，所述系统还包括云边通信模块、日志监控模块、信息广播模块、容器运行时模块和传感器接入模块，
[0044]所述云边通信模块用于云节点和普通节点的通信；
[0045]容器运行时模块用于管理容器运行；
[0046]日志监控模块用于容器运行日志的收集和处理；
[0047]信息广播模块用于维护集群簇中的信息同步；
[0048]传感器接入模块用于管理接入设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于云边协同的集群构建方法，其特征在于，所述集群构建方法包括：判断云节点是否故障，集群包括多个集群簇，所述集群簇的节点包括云节点和普通节点；若是，所述普通节点采用以下任一措施或它们的组合：自主自治、加入现有集群簇和重建集群簇。2.根据权利要求1所述的集群构建方法，其特征在于，所述自主自治包括普通节点根据本地缓存维持服务运行；加入现有集群簇的方法包括：获得现有集群簇的信息，所述信息包括集群簇状态、连接情况、资源情况和带宽情况；根据所述集群簇的信息，获得集群簇的优先级；根据所述优先级，选择并加入现有集群簇。3.根据权利要求2所述的集群构建方法，其特征在于，根据以下公式计算优先级：Z＝P
cpu
*C
i
+P
store
*R
i
+P
conn
*C
i
+P
width
*W
i
+P
delay
*D
i
ꢀꢀ
(2)其中，Z表示为优先级，C
i
是集群簇云节点i的连接数，P
cpu
表示为CPU的权重，P
store
表示为资源可用量的权重，R
i
表示为资源可用量，P
width
为届时带宽的权重，W
i
是云节点i的届时带宽，P
delay
为届时延时的权重，D
i
是集群簇管理节点i的届时时延。4.根据权利要求1所述的集群构建方法，其特征在于，判断所述集群簇的普通节点是否正常连接；若正常连接，采用重建集群簇的措施，所述重建集群簇的方法包括：获得普通节点的选举条件信息，所述选举条件信息包括CPU信息、内存资源信息、届时宽带和届时时延；根据选举条件信息，获得选举得分；根据所述选举得分，从普通节点中选择第二云节点；所述第二云节点重构集群簇，获得第二集群簇；所述普通节点加入所述第二集群簇。5.根据权利要求4所述的集群构建方法，其特征在于，选举得分的计算公式为：S
j
＝P
cpu
*C
j
+P
store
*R
j
+P
width
*W
j
+P
delay
*D
j (1)其中，S
j
表示为选举得分，C
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王翱宇，魏欢，方玉发，邵欣悦，刘佳文，陈涛，
申请(专利权)人：杭州谐云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：