一种面向高机动环境的边缘云聚云散方法技术

本发明专利技术公开了一种面向高机动环境的边缘云聚云散方法，本地服务器组节点启动时，根据与网络中邻近服务器组节点的连接情况独自构建单节点边缘云、或加入多节点边缘云；对边缘云中的节点进行角色配置，并加载对应角色的边缘云管理控制模块组；本地服务器组节点工作时，根据实时获取网络中邻近服务器组节点的连接情况，通过边缘云中各角色间边缘云管理控制模块组的协作配合，实现加入新的服务器组节点，或加入组合多节点边缘云，或服务器组节点退出。在边缘环境高机动条件下，可根据与网络中邻近服务器组的连接情况与实时变化，自组织创建调整边缘云服务器组节点组成，相应以单节点边缘云、多节点边缘云形式动态构建新的边缘云。云。云。

【技术实现步骤摘要】
一种面向高机动环境的边缘云聚云散方法


[0001]本专利技术涉及通信技术，具体是涉及一种面向高机动环境的边缘云聚云散方法。

技术介绍

[0002]伴随着物联网、车联网、船联网、飞联网等领域的迅猛发展，边缘计算技术不断取得突破，各类云业务延展至边缘，进而提高了信息系统规模及其复杂度，为边缘环境的服务组织运用带来了挑战。
[0003]综合军民用市场，边缘环境下有着大量的服务器类型设备用于搭建各型信息系统，但这些设备的软硬件资源参差不齐、性能不一有些甚至较差，其中终端设备尤为突出，受限的计算、存储、网络资源会约束各地能够集成部署运用的功能服务。为有望给各类端设备带来更多且质量有保证的服务，可通过集约运用边缘环境中的服务器资源构建边缘云，引接“云”的服务能力向网络边缘延伸，并就近向“端”提供“云”、“边”服务。进而，能够适地利用机动车辆、船舶、飞机等的服务器资源并适用支撑其业务系统，满足高机动场景运用需求，兼顾提高资源利用效率和系统可用性，可应用于边缘环境高机动条件下的边缘云聚云散技术，成为信息系统软件服务平台统筹规划中的必要考虑因素。
[0004]目前暂未有针对边缘环境高机动条件下边缘云的动态构建与调整方法，故为此统筹设计机动通信网络条件下边缘云的动态自组织，支撑物理分布边缘云数据、服务等资源的弱连接下高可用，以减少因服务器硬件故障、网络通信失联、软件系统问题、人为失误操作带来的信息系统应用风险，已成为当前信息系统建设所急需。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：针对以上缺点，本专利技术提供一种自适应性构建的面向高机动环境的边缘云聚云散方法。
[0006]技术方案：为解决上述问题，本专利技术采用一种面向高机动环境的边缘云聚云散方法，包括以下步骤：（1）本地服务器组节点启动时，根据与网络中邻近服务器组节点的连接情况动态构建边缘云，包括：本地服务器组节点独自构建单节点边缘云、或加入多节点边缘云；（2）对边缘云中的节点进行角色配置，并加载对应角色的边缘云管理控制模块组；边缘云中的节点角色包括管理节点、管理接替节点和工作节点；所述工作节点用于执行任务，所述管理节点用于执行任务及边缘云的总控调度，所述管理接替节点用于执行任务及在失去管理节点时变为管理节点；（3）本地服务器组节点工作时，根据实时获取网络中邻近服务器组节点的连接情况，通过边缘云中各角色间边缘云管理控制模块组的协作配合，实现边缘云的动态调整；动态调整包括：加入新的服务器组节点，或加入组合多节点边缘云，或退出服务器组节点重构为新的单节点边缘云或多节点边缘云。
[0007]进一步的，所述工作节点是边缘云中被分配任务执行的服务节点，工作节点加载
的边缘云管理控制模块组包括节点状态报告监听模块，所述节点状态报告监听模块用于实时向边缘云内的管理节点上报本节点的工作状态并接收管理节点应答。
[0008]进一步的，所述管理节点包括工作节点的功能和边缘云的总控调度能力，管理节点加载的边缘云管理控制模块组包括边缘云节点组成管理模块、边缘云节点状态监视模块、边缘云扩展认证模块和邻近边缘云搜索模块；其中：所述边缘云节点组成管理模块用于管理边缘云节点组成列表，边缘云节点组成列表包括所有节点的IP地址、角色信息；所述边缘云节点状态监视模块，用于实时监视边缘云内所有工作节点的工作状态；所述边缘云扩展认证模块，用于监听认证边缘云新节点入网和其它边缘云并网；所述邻近边缘云搜索模块，用于实时搜索网络中邻近的其它边缘云。
[0009]进一步的，所述管理接替节点包括工作节点的功能，以及在管理节点失能失联后直接变为调整后边缘云的管理节点；管理接替节点加载的边缘云管理控制模块组包括节点状态报告监听模块以及边缘云组成备份交接模块；所述边缘云组成备份交接模块用于接收记录边缘云内管理节点下发的边缘云组成所有节点信息，以及用于边缘云管理节点过渡交接。
[0010]进一步的，所述步骤（1）中获取网络中邻近服务器组节点的连接情况，具体为在网络邻近环境检测时间范围内，本地服务器组节点在时序上定时向邻近广播发送节点入网申请；若超时，即仍未接收到入网许可，表明网络邻近环境中此时没有可加入的边缘云，以本地服务器组节点独自构建单节点边缘云；若接收到入网许可，表明本地服务器组节点已通过认证并可加入邻近边缘云。
[0011]进一步的，所述步骤（2）中对本地服务器组节点独自构建的单节点边缘云，本地服务器组节点设置为管理节点；对于本地服务器组节点加入多节点边缘云：接收到入网许可时表明本地服务器组节点已通过认证并作为工作节点角色加入邻近边缘云，此时设置本地服务器组节点为工作节点；若本地服务器组节点加入的边缘云之前是单节点边缘云，则本地服务器组节点设置为管理接替节点，边缘云的管理节点通过边缘云节点组成管理模块更改边缘云节点组成列表中入网节点的角色为管理接替节点。
[0012]进一步的，边缘云内管理节点的边缘云扩展认证模块监听认证发现网络中邻近存在未入网的服务器组节点时，边缘云进行加入新的服务器组节点的动态调整；具体包括以下步骤：（3.11）边缘云扩展认证模块通过网络监听外部的服务器组节点入网申请，监听到入网申请时验证其申请附带的系统验证码；（3.12）系统验证码认证通过后，将入网申请的服务器组节点作为工作节点角色新增到边缘云节点组成列表并记录服务器组节点的IP地址和角色信息，同时回复入网许可给入网申请的服务器组节点，服务器组节点接收到入网许可时设置自身为工作节点角色；（3.13）若本地服务器组节点加入的边缘云之前是单节点边缘云，则本地服务器组节点设置为管理接替节点，并加载管理接替节点的边缘云管理控制模块组；（3.14）新构建的边缘云的管理节点将边缘云节点组成列表下发给管理接替节点，
由管理接替节点的边缘云节点组成备份交接模块接收备份存储边缘云节点组成列表的信息。
[0013]进一步的，边缘云内管理节点的邻近边缘云搜索模块搜索发现网络中邻近其它边缘云时，边缘云进行加入组合多节点边缘云的动态调整；具体包括以下步骤：（3.21）邻近边缘云搜索模块定时询问网络中邻近是否有其它边缘云，收到其它边缘云应答时，提交给边缘云扩展认证模块其应答附带的系统验证码；边缘云扩展认证模块对系统验证码进行验证；（3.22）系统验证码认证通过后，计算边缘云之间的合并关系，计算公式为：，其中，表示边缘云A组成的节点数量；表示边缘云B组成的节点数量；表示边缘云A管理节点的IP地址表征数值；表示边缘云B管理节点的IP地址表征数值；表示边缘云A是合并方；表示边缘云A是被合并方；（3.23）根据得到的边缘云合并关系，进行边缘云合并，被合并方边缘云的管理节点从边缘云节点组成管理模块获取边缘云节点组成列表，并将边缘云节点组成列表信息发送给合并方边缘的云管理节点的邻近边缘云搜索模块；（3.24）合并方边缘云的管理节点收到被合并方边缘云的边缘云节点组成列表时，将被合并方所有节点均作为工作节点角色交由边缘云节点组成管理模块进行边缘云节点组成列表合并，如果合并前合并方和被合并方的边缘云都为单节点边缘云，被合并方的管理节点的角色更改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向高机动环境的边缘云聚云散方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）本地服务器组节点启动时，根据与网络中邻近服务器组节点的连接情况动态构建边缘云，包括：本地服务器组节点独自构建单节点边缘云、或加入多节点边缘云；（2）对边缘云中的节点进行角色配置，并加载对应角色的边缘云管理控制模块组；边缘云中的节点角色包括管理节点、管理接替节点和工作节点；所述工作节点用于执行任务，所述管理节点用于执行任务及边缘云的总控调度，所述管理接替节点用于执行任务及在失去管理节点时变为管理节点；（3）本地服务器组节点工作时，根据实时获取网络中邻近服务器组节点的连接情况，通过边缘云中各角色间边缘云管理控制模块组的协作配合，实现边缘云的动态调整；动态调整包括：加入新的服务器组节点，或加入组合多节点边缘云，或退出服务器组节点重构为新的单节点边缘云或多节点边缘云。2.根据权利要求1所述的面向高机动环境的边缘云聚云散方法，其特征在于，所述工作节点是边缘云中被分配任务执行的服务节点，工作节点加载的边缘云管理控制模块组包括节点状态报告监听模块，所述节点状态报告监听模块用于实时向边缘云内的管理节点上报本节点的工作状态并接收管理节点应答。3.根据权利要求2所述的面向高机动环境的边缘云聚云散方法，其特征在于，所述管理节点包括工作节点的功能和边缘云的总控调度能力，管理节点加载的边缘云管理控制模块组包括边缘云节点组成管理模块、边缘云节点状态监视模块、边缘云扩展认证模块和邻近边缘云搜索模块；其中：所述边缘云节点组成管理模块用于管理边缘云节点组成列表，边缘云节点组成列表包括所有节点的IP地址、角色信息；所述边缘云节点状态监视模块，用于实时监视边缘云内所有工作节点的工作状态；所述边缘云扩展认证模块，用于监听认证边缘云新节点入网和其它边缘云并网；所述邻近边缘云搜索模块，用于实时搜索网络中邻近的其它边缘云。4.根据权利要求3所述的面向高机动环境的边缘云聚云散方法，其特征在于，所述管理接替节点包括工作节点的功能，以及在管理节点失能失联后直接变为调整后边缘云的管理节点；管理接替节点加载的边缘云管理控制模块组包括节点状态报告监听模块以及边缘云组成备份交接模块；所述边缘云组成备份交接模块用于接收记录边缘云内管理节点下发的边缘云组成所有节点信息，以及用于边缘云管理节点过渡交接。5.根据权利要求4所述的面向高机动环境的边缘云聚云散方法，其特征在于，所述步骤（1）中获取网络中邻近服务器组节点的连接情况，具体为在网络邻近环境检测时间范围内，本地服务器组节点在时序上定时向邻近广播发送节点入网申请；若超时，即仍未接收到入网许可，表明网络邻近环境中此时没有可加入的边缘云，以本地服务器组节点独自构建单节点边缘云；若接收到入网许可，表明本地服务器组节点已通过认证并可加入邻近边缘云。6.根据权利要求5所述的面向高机动环境的边缘云聚云散方法，其特征在于，所述步骤（2）中对本地服务器组节点独自构建的单节点边缘云，本地服务器组节点设置为管理节点；对于本地服务器组节点加入多节点边缘云：接收到入网许可时表明本地服务器组节点已通
过认证并作为工作节点角色加入邻近边缘云，此时设置本地服务器组节点为工作节点；若本地服务器组节点加入的边缘云之前是单节点边缘云，则本地服务器组节点设置为管理接替节点，边缘云的管理节点通过边缘云节点组成管理模块更改边缘云节点组成列表中入网节点的角色为管理接替节点。7.根据权利要求6所述的面向高机动环境的边缘云聚云散方法，其特征在于，边缘云内管理节点的边缘云扩展认证模块监听认证发现网络中邻近存在未入网的服务器组节点时，边缘云进行加入新的服务器组节点的动态调整；具体包括以下步骤：（3.11）边缘云扩展认证模块通过网络监听外部的服务器组节点入网申请，监听到入网申请时验证其申请附带的系统验证码；（3.12）系统验证码认证通过后，将入网申请的服务器组节点作为工作节点角色新增到边缘云节点组成列表并记录服务器组节点的IP地址和角色信息，同时回复入网许可给入网申请的服务器组节点，服务器组节点接收到入网许可时设置自身为工作节点角色；（3.13）若本地服务器组节点加入的边缘云之前是单节点边缘云，则本地服务器组节点设置为管理接替节点，并加载管理接替节点的边缘云管理控制模块组；（3.14）新构建的边缘云的管理节点将边缘云节点组成列表下发给管理接替节点，由管理接替节点的边缘云节点组成备份交接模块接收备份存储边缘云节点组成列表的信息。8.根据权利要求6所述的面向高机动环境的边缘云...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛光富，施晓东，罗彬，张威，王睿，王真，陈健，史星宇，汪磊，潘阳，孙上静，楚菲，季常红，陈明浩，郑海林，曹庆军，姚传明，闫浩，郭思尧，冯旭飞，费超，王俊超，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十八研究所，
类型：发明
国别省市：