【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及边缘计算，特别涉及一种基于边缘网络的微服务部署与请求路由方法、系统及介质。
技术介绍
1、随着移动互联网的发展，网络流量和服务请求呈现爆炸式增长，数以万计的移动设备以及传感设备被运用在各行各业以及日常生活中。在这样的背景下，移动互联网企业与智能应用生产商在面对网络应用的高速迭代时运维成本大幅度上升，于是纷纷从单体式、分层式、分布式、面向服务架构转向微服务架构，即用一组轻量级、松耦合的服务取代传统的大型网络应用。微服务的优势在于更低的开发成本与运维成本以及更灵活的可扩展性，每个微服务模块可以进行独立开发、更新与部署，只关注特定的业务功能，且在面对迅猛变化的用户需求时可以独立进行扩展。
2、在智能工厂生产制造领域，同样越来越依赖网络连接来引入新服务并提高效率。已有一些智能工厂向微服务架构演进，以支持embb、urllc、mmtc业务场景。这些微服务相互之间进行大量通信，以支持各种大规模的实时在线应用功能，每个微服务实例都可以根据工业服务和用例的特定qos要求进行调整。但随着网络业务的增长，服务种类逐渐增多，与低服务粒度一同到来的是微服务系统的高复杂度，一个服务请求从入口节点到达出口节点，期间通常需要经过多个微服务实例，并且需要满足不同的性能需求，这是一个巨大的挑战，因为网络无法针对某种服务进行优化，更无法通过一刀切的方式满足不同的需求，因此如何优化微服务部署与请求路由成为了关键。
3、目前有许多文献针对边缘场景中微服务的部署展开了研究，主要集中于微服务实例的相关资源编排，也有相当的文献关注了微服
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于边缘网络的微服务部署与请求路由方法、系统及介质，通过建立基于智能工厂边缘网络的微服务部署路由模型，并结合核心划分算法与自循环评估算法同时确定微服务的部署方案与请求路由方案，有效提升了工厂生产效益。
2、第一方面，提供一种基于边缘网络的微服务部署与请求路由方法，所述边缘网络包括集中控制器及与所述集中控制器通信连接的多个边缘节点，每个所述边缘节点包括交换机及与所述交换机均通信连接的多个边缘服务器；包括以下步骤：
3、获取工业应用请求流，按照预设处理顺序依次处理各工业应用请求；
4、在通用生产场景下，对于一个工业应用请求，基于核心划分算法计算需部署在多个边缘服务器上的各微服务对应所需核心数；
5、基于自循环部署评估算法得到各边缘服务器的部署概率分布，根据所述部署概率分布在各边缘服务器上部署微服务，并在部署微服务后确定一个工业应用请求路由路径。
6、根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述“对于一个工业应用请求，基于核心划分算法计算需部署在多个边缘服务器上的各微服务对应所需核心数”步骤，具体包括以下步骤：
7、基于服务强度约束为需部署在多个边缘服务器上的各微服务分别配置初始核心数；
8、当检测到一个工业应用请求在各边缘节点的停留总时延大于等于容忍时延时，则计算各微服务增配单位核心时对应的各节点停留时延增益值，为数值最大的节点停留时延增益值对应的微服务增配单位核心，并根据增配的单位核心更新各微服务配置的初始核心数；
9、直至检测到一个工业应用请求在各边缘节点的停留总时延小于容忍时延时，得到各微服务对应所需核心数。
10、根据第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述“基于自循环部署评估算法得到各边缘服务器的部署概率分布，根据所述部署概率分布在各边缘服务器上部署微服务，并在部署微服务后确定一个工业应用请求路由路径”步骤，具体包括以下步骤：
11、在各边缘节点中查找并获取存在先序微服务的先序边缘节点集合；
12、以所述先序边缘节点集合中的每个边缘节点为基准节点，使用节点评估函数对其余候选边缘节点进行评估、对应生成评估矩阵；
13、将候选边缘节点对应的所述评估矩阵进行列求和后压缩为行向量，以得到候选边缘节点的部署概率分布；
14、根据候选边缘节点的部署概率分布，以对一个工业应用请求在各候选边缘节点的对应边缘服务器上部署微服务；
15、搜索先序微服务所在的先序边缘节点与候选边缘节点之间符合预设约束条件的最短路径作为一个工业应用请求路由路径。
16、根据第一方面的第二种可能的实现方式中，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述节点评估函数的具体公式如下：
17、；
18、式中，为候选边缘节点与基准节点之间的直连链路剩余带宽，为候选边缘节点与基准节点之间的直连链路时延，为候选边缘节点上的剩余可用资源，为候选边缘节点上已经为微服务分配的核心数，为权重系数；为两个边缘节点与之间的链路时延。
19、根据第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述“基于自循环部署评估算法得到各边缘服务器的部署概率分布，根据所述部署概率分布在各边缘服务器上部署微服务，并在部署微服务后确定一个工业应用请求路由路径”步骤之后，具体包括以下步骤：
20、以通用生产场景下的微服务部署与请求路由路径方案为基准方案；
21、根据高低负载阈值获取高负载边缘节点集合及低负载边缘节点集合；
22、计算所述高负载边缘节点集合中各微服务路由路径组合的对应节点相关度，并选取小于相关度阈值的节点相关度对应的微服务路由路径组合；
23、在基于边缘网络吞吐量不变的情况下，依次将一组微服务路由路径组合迁移至低负载边缘节点中，并将迁移后的方案更新为基准方案，直至完成所有微服务路由路径组合的迁移，获得低峰生产时段下的微服务部署与请求路由路径方案。
24、根据第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述“获取工业应用请求流，按照预设处理顺序依次处理各工业应用请求”步骤，具体包括以下步骤：
25、获取各工业应用请求一一对应的sp值，按照sp值从大至小的顺序依次处理对应的各工业应用请求。
26、第二方面，提供了一种基于边缘网络的微服务部署与请求路由系统，包括：
27、请求流获取模块，用于获取工业应用请求流，按照预设处理顺序依次处理各工业应用请求；
28、核心部署模块，与所述请求流获取模块通信连接，用于在通用生产场景下，对于一个工业应用请求，基于核心划分算法计算需部署在多个边缘服务器上的各微服务对应所需核心数；以及，
29、路由部署模块，与所述请求流获取模块通信连接，用于基于自循环部署评估算法得到各边缘服务器的部署概率分布，根据所述部署概率分布在各边缘服务器上部署微服务，并在部署微服务后确定一个工业应用请求路由路径。
30、第三方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于边缘网络的微服务部署与请求路由方法，所述边缘网络包括集中控制器及与所述集中控制器通信连接的多个边缘节点，每个所述边缘节点包括交换机及与所述交换机均通信连接的多个边缘服务器；其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于边缘网络的微服务部署与请求路由方法，其特征在于，所述“对于一个工业应用请求，基于核心划分算法计算需部署在多个边缘服务器上的各微服务对应所需核心数”步骤，具体包括以下步骤：
3.如权利要求1所述的基于边缘网络的微服务部署与请求路由方法，其特征在于，所述“基于自循环部署评估算法得到各边缘服务器的部署概率分布，根据所述部署概率分布在各边缘服务器上部署微服务，并在部署微服务后确定一个工业应用请求路由路径”步骤，具体包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的基于边缘网络的微服务部署与请求路由方法，其特征在于，所述节点评估函数的具体公式如下：
5.如权利要求1所述的基于边缘网络的微服务部署与请求路由方法，其特征在于，所述“基于自循环部署评估算法得到各边缘服务器的部署概率分布，根据所述部署概率分布在各边缘服务器上部署
6.如权利要求1所述的基于边缘网络的微服务部署与请求路由方法，其特征在于，所述“获取工业应用请求流，按照预设处理顺序依次处理各工业应用请求”步骤，具体包括以下步骤：
7.一种基于边缘网络的微服务部署与请求路由系统，其特征在于，包括：
8.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述基于边缘网络的微服务部署与请求路由方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于边缘网络的微服务部署与请求路由方法，所述边缘网络包括集中控制器及与所述集中控制器通信连接的多个边缘节点，每个所述边缘节点包括交换机及与所述交换机均通信连接的多个边缘服务器；其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的基于边缘网络的微服务部署与请求路由方法，其特征在于，所述“对于一个工业应用请求，基于核心划分算法计算需部署在多个边缘服务器上的各微服务对应所需核心数”步骤，具体包括以下步骤：
3.如权利要求1所述的基于边缘网络的微服务部署与请求路由方法，其特征在于，所述“基于自循环部署评估算法得到各边缘服务器的部署概率分布，根据所述部署概率分布在各边缘服务器上部署微服务，并在部署微服务后确定一个工业应用请求路由路径”步骤，具体包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的基于边缘网络的微服务部署与请...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭凯，郭智勇，何建文，郭佳璐，徐博，余阳，段先明，王良源，胡毅，邓天平，胡梦兰，
申请(专利权)人：湖北省楚天云有限公司，
类型：发明
国别省市：
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