一种基于Kubeedge边缘计算框架构建的云边协同系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115858108A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211260705.8G06F11/32(2006.01)(22)申请日2022.10.14G06F16/23(2019.01)G06F16/2455(2019.01)(71)申请人成都信息工程大学G06F16/248(2019.01)地址621005四川省成都市西南航空港经G06F16/28(2019.01)济开发区学府路一段24号(72)发明人张喜罗飞罗谦王亚强刘魁曹亮(74)专利代理机构北京元本知识产权代理事务所(普通合伙)11308专利代理师曹广生(51)Int.Cl.G06F9/48(2006.01)G06F9/50(2006.01)G06F9/54(2006.01)G06F11/30(2006.01)权利要求书6页说明书16页附图9页(54)发明名称一种基于Kubeedge边缘计算框架构建的云边协同系统(57)摘要本发明公开了一种基于Kubeedge边缘计算框架构建的云边协同系统，在Kubeedge边缘计算框架的基础上构建的云边协同系统，通过可视化操作的方式实现可运行程序成为边缘任务的自动化流程，极大的简化了在边缘执行任务的复杂性，并且在Kubeedge基础上增加了设备发现、云边数据传输等功能，提高了云边之间的协同能力，以及边缘节点的资源管理能力。CN115858108ACN115858108A权利要求书1/6页1.一种基于Kubeedge边缘计算框架构建的云边协同系统，其特征在于，所述系统包括云端管理模块和边缘维护模块；所述云端管理模块包括：第一云边通信服务单元，作为云端服务器与边缘节点之间数据传输通道，并在云端提供了边缘数据的接收接口和云端数据的访问接口；所述边缘数据接收接口被配置为云端管理模块被成功部署后自动开启，接收在边缘节点上运行的任务数据，所述任务数据通过边缘维护程序发送到至所述边缘数据接收接口，在接收到所述任务数据后对其进行解密，并返回解密后的数据至调用云边通信服务的程序；所述云端数据访问接口被配置为根据下发到边缘节点的数据创建云端数据下载链接，通过数据名和数据地址将链接和数据流绑定，然后将创建的链接返回给调用云边通信服务的程序；第一存储服务单元，用于云端管理模块与磁盘、数据库和Harbor镜像仓库之间的数据交互；所述第一存储服务单元包括：数据库，用于数据的增删改查操作，判断给定数据与数据库中数据是否一致，并将操作结果返回给调用第一存储服务服务单元的功能程序；磁盘，用于根据命令创建目录和删除目录、保存文件；Harbor镜像仓库，用于通过Harbor镜像仓库接口创建项目、删除项目删除镜像；任务调度单元，包括任务迁移子单元和边缘维护任务自动更新子单元：所述任务迁移子单元被配置为：未指定边缘执行的任务将由系统分配硬件资源最丰富的边缘节点运行该任务，当运行该任务的边缘从集群中断连并且长时间未恢复连接时，系统将停止该任务，并为其分配新的硬件资源最丰富的边缘节点继续运行该任务，指定边缘执行的任务将被分配到指定边缘节点上执行，当运行该任务的边缘断连时将保持任务在边缘节点上的执行，并等待边缘节点恢复连接后向云端同步任务信息，若边缘节点硬件资源不足，系统将自动停止边缘节点上最后运行的任务；所述边缘维护任务自动更新子单元被配置为：通过定时任务每分钟去访问Harbor镜像仓库中边缘维护程序镜像版本并与所有边缘节点当前执行的镜像版本进行比较，当边缘节点执行的镜像版本低于最新版本时系统将停止该节点上的边缘维护任务，然后重新下发最新的边缘维护任务到该边缘节点上执行；指令库，所述指令库包括边缘节点删除指令、任务下发指令、任务配置修改指令、任务终止指令、构建镜像指令、镜像上传指令和删除镜像指令；边缘节点管理单元，用于边缘节点自动添加、节点信息查询、节点信息编辑、启用/禁用节点、删除节点；任务管理单元，用于任务添加、任务状态信息自动更新、任务配置、任务信息查询、任务重启、任务停止、任务删除；数据管理单元，用于数据接收、数据下发和数据展示；所述边缘维护模块包括：第二云边通信服务单元，所述第二云边通信服务单元作为云端服务器与边缘节点之间2CN115858108A权利要求书2/6页数据传输通道，在边缘提供数据上传和下载的功能，具体被配置为：接收到边缘节点要返回云端的数据，对数据进行加密，然后基于HTTP协议将数据发送到S1‑1中边缘数据接收接口，在边缘接收到云端下发的数据下载链接时，判断该链接是否过期，未过期则基于HTTP协议去访问所述第一云边通信服务单元中云端数据访问接口来下载数据；第二存储服务单元，用于为边缘维护程序与磁盘和MQTT客户端之间提供统一的交互能力，包括：磁盘，用于存储服务提供在服务器