一种业务的迁移方法及装置与流程

本发明涉及边缘计算技术领域，特别涉及一种业务的迁移方法及装置。

背景技术：

openfog(开放雾联网联盟)旨在通过开发开放式架构、分布式计算、联网和存储等核心技术以及实现物联网全部潜力所需的领导力，加快雾技术的部署。openfog的使命是驱动工业和学术机构在雾计算架构、测试开发、交互性操作、可组装线的研究，使得从边缘到云的架构无缝连接，从而使端到端的iot(internetofthings，物联网)场景变成现实。openfog的参考架构是一个垂直的、系统级别的架构，将计算、存储、通讯、控制、网络功能分布到更靠近用户的地方。其参考架构代表了从传统封闭系统和依赖于仅云部署模型的转变。这种转变聚焦于一个新的计算模型，即将计算从云端移动到靠近边缘的地方，甚至是物联网传感器和执行器上。新模型的计算、网络、存储和加速单元都可以成为雾节点。雾节点组成的分层架构中的每一层都会提供垂直应用在该层的附加处理、存储、网络能力。雾节点可以组成多层雾网络架构，但是对于app(应用)如何在雾网络中从一个雾节点迁移到另一个雾节点，openfog目前还没有给出解决方案。

技术实现要素：

根据本发明实施例提供的方案解决的技术问题是业务/应用在雾节点组成的雾网络中不能从一个雾节点迁移到另一个雾节点的移动性问题。

根据本发明实施例提供的一种业务的迁移方法，包括：

源边缘雾节点在确定其业务需要进行迁移时，经由雾网络向目标边缘雾节点发起包含迁移业务的迁移请求；

所述目标边缘雾节点收到所述迁移请求后，通过对所述迁移业务的资源进行配置，激活与所述迁移业务对应的业务，并经由雾网络向源边缘雾节点发送迁移响应；

所述源边缘雾节点收到所述迁移响应后，释放与所述迁移业务相应的资源。

根据本发明实施例提供的一种业务的迁移装置，包括：

源边缘雾节点，用于在确定其业务需要进行迁移时，经由雾网络向目标边缘雾节点发起包含迁移业务的迁移请求，以及在收到所述迁移响应后，释放与所述迁移业务相应的资源；

目标边缘雾节点，用于收到所述迁移请求后，通过对所述迁移业务的资源进行配置，激活与所述迁移业务对应的业务，并经由雾网络向源边缘雾节点发送迁移响应。

根据本发明实施例提供的方案，解决了业务/应用在雾节点组成的多层网络中的移动性问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种业务的迁移方法流程图；

图2是本发明实施例提供的一种业务的迁移装置示意图；

图3是本发明实施例提供的集中式多层雾网络的架构图；

图4是本发明实施例提供的分布式多层雾网络的架构图；

图5是本发明实施例提供的集中式高层雾节点内终端发起的移动性流程图；

图6是本发明实施例提供的集中式高层雾节点内雾节点发起的移动性流程图；

图7是本发明实施例提供的集中式高层雾节点间终端发起的移动性流程图；

图8是本发明实施例提供的集中式高层雾节点间雾节点发起的移动性流程图；

图9是本发明实施例提供的分布式终端发起的移动性流程图；

图10是本发明实施例提供的分布式雾节点发起的移动性流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例中所述的业务包括业务或应用，比如app。

图1是本发明实施例提供的一种业务的迁移方法流程图，如图1所示，包括：

步骤s101：源边缘雾节点在确定其业务需要进行迁移时，经由雾网络向目标边缘雾节点发起包含迁移业务的迁移请求；

步骤s102：所述目标边缘雾节点收到所述迁移请求后，通过对所述迁移业务的资源进行配置，激活与所述迁移业务对应的业务，并经由雾网络向源边缘雾节点发送迁移响应；

步骤s103：所述源边缘雾节点收到所述迁移响应后，释放与所述迁移业务相应的资源。

其中，所述雾网络包括集中式雾网络和分布式雾网络；其中，所述集中式雾网络包括多个高层雾节点和每个高层雾节点管理的多个边缘雾节点；所述分布式雾网络包括多个边缘雾节点。

其中，所述源边缘雾节点在确定其业务需要进行迁移时，经由雾网络向目标边缘雾节点发起包含迁移业务的迁移请求包括：在集中式雾网络中，若所述源边缘雾节点与所述目标边缘雾节点是由相同的高层雾节点管理时，所述源边缘雾节点经由所述高层雾节点向目标边缘雾节点发起包含迁移业务的迁移请求。

其中，所述源边缘雾节点在确定其业务需要进行迁移时，经由雾网络向目标边缘雾节点发起包含迁移业务的迁移请求包括：在集中式雾网络中，若所述源边缘雾节点与所述目标边缘雾节点是由不同的高层雾节点管理时，所述源边缘雾节点经由源高层雾节点和目标高层雾节点向目标边缘雾节点发起包含迁移业务的迁移请求；其中，所述源边缘雾节点由所述源高层雾节点管理；所述目标边缘雾节点由所述目标高层雾节点管理。

其中，所述源边缘雾节点在确定其业务需要进行迁移时，经由雾网络向目标边缘雾节点发起包含迁移业务的迁移请求包括：在分布式雾网络中，所述源边缘雾节点直接向目标边缘雾节点发起包含迁移业务的迁移请求。

图2是本发明实施例提供的一种业务的迁移装置示意图，如图2所示，包括：源边缘雾节点201，用于在确定其业务需要进行迁移时，经由雾网络向目标边缘雾节点发起包含迁移业务的迁移请求，以及在收到所述迁移响应后，释放与所述迁移业务相应的资源；目标边缘雾节点202，用于收到所述迁移请求后，通过对所述迁移业务的资源进行配置，激活与所述迁移业务对应的业务，并经由雾网络向源边缘雾节点发送迁移响应。

其中，所述雾网络包括集中式雾网络和分布式雾网络；其中，所述集中式雾网络包括多个高层雾节点和每个高层雾节点管理的多个边缘雾节点；所述分布式雾网络包括多个边缘雾节点。

其中，所述源边缘雾节点201具体用于在集中式雾网络中，若与所述目标边缘雾节点是由相同的高层雾节点管理时，经由所述高层雾节点向目标边缘雾节点发起包含迁移业务的迁移请求。

其中，所述源边缘雾节点201具体用于在集中式雾网络中，若与所述目标边缘雾节点是由不同的高层雾节点管理时，所述源边缘雾节点经由源高层雾节点和目标高层雾节点向目标边缘雾节点发起包含迁移业务的迁移请求；其中，所述源边缘雾节点由所述源高层雾节点管理；所述目标边缘雾节点由所述目标高层雾节点管理。

其中，所述源边缘雾节点201具体用于在分布式雾网络中，直接向目标边缘雾节点发起包含迁移业务的迁移请求。

本发明实施例根据组网架构不同，有集中式雾网络和分布式雾网络两种：

方式一：集中式雾网络。该解决方案依赖的雾网络架构是集中式的雾网络，即在该雾网络中存在一个集中控制管理的雾节点称为高层雾节点，如图3所示，该高层雾节点的功能是对底层边缘雾节点进行管理。

本发明采用以下技术方案：

如图3所示的集中式雾网络架构中，各种设备(传感器等)通过接入网络(无线或有线方式)加入到雾网络中。边缘雾节点支持各种设备的多种接入方式，支持数据采集，数据格式转换，数据上报，app(application，应用)部署等功能。高层雾节点支持所辖边缘雾节点的管理，数据分析和数据处理，命令生成等功能。

在图3所示的场景中，雾网络中移动性可分为两个层面：

·承载层面的无缝移动性，该移动性由接入网络保证，即保证通信管道间的无缝移动性。

·雾节点层面的移动性，即雾网络中app的移动性是在承载层面的移动性完成之后进行的，或者可以和承载层面的移动性同时进行，减少时延。

其中，承载层面的移动性已经由3gpp(3rdgenerationpartnershipproject，第三代合作伙伴计划)/ieee(instituteofelectricalandelectronicsengineers，电气和电子工程师协会)等协议定义清楚，所以雾网络中移动性主要讨论的是雾节点层面的移动性。

在图3所示的场景中，app的移动性有三种场景：

场景1：app所在的边缘雾节点没有变更，只是接入网络发生变更，例如接入网络从lte(longtermevolution，长期演进)变更到5g(边缘雾节点支持多种接入网络)。这种场景中不存在不同边缘雾节点之间的信息交互，只是接入网络发生变更，这种移动性由3gpp/ieee等接入协议保证，不在本专利讨论范围内。

场景2：app从在同一个高层雾节点管辖下的一个边缘雾节点移动到另一个边缘雾节点，可称之为高层雾节点内intra-hfn(high-tierfognode，高层雾节点)的移动性。该移动性的信息交互主要由hfn协调完成。

场景3：app从一个高层雾节点移动到另外一个高层雾节点，可称之为高层雾节点间inter-hfn的移动性。该移动性的信息交互主要由s-hfn(source-high-tierfognode，源高层雾节点)和t-hfn(target-high-tierfognode，目标高层雾节点)之间协调完成。

本发明主要讨论的是场景2和场景3的移动性，具体如下：

1.intra-hfn移动性

高层雾节点内的移动性根据发起的不同方式，分为以下两种：

(1)终端发起的app移动性，如图5所示，该图中给出的是app激活状态的流程，如果app处于睡眠/空闲状态，则不需要进行app状态同步。

s501：终端的承载网络(接入网络)发生变化时，触发终端的app迁移；

s502：终端app实例通过s-efn(source-edgefognode，源边缘雾节点)的app实例/平台向h-fn(高层雾节点)发起app实例迁移请求；

s503：h-fn向t-efn(target-edgefognode，目标边缘雾节点)平台发起app实例迁移请求；

s504：t-efn平台向t-efn的基础设施发起资源分配请求；

s505：t-efn的基础设施分配好资源后向t-efn平台回复资源分配响应；

s506：t-efn平台向t-efnapp实例发起配置请求；

s507：t-efnapp实例完成资源配置后向t-efn平台回复配置响应；

s508：t-efn平台给h-fn回复app实例迁移响应；

s509：h-fn向s-efn回复app实例迁移响应；

s510：app实例在s-efn和t-efn间进行状态同步(如果app处于睡眠/空闲状态，则不需要这步)；

s511：h-fn向s-efn平台发起终止app实例请求；

s512：s-efn内部平台向app实例间进行终止app实例的过程；

s513：s-efn平台和s-efn基础设施间进行资源删除过程；

s514：s-efn平台向h-fn发起终止app实例响应。

(2)雾节点发起的app移动性：如图6所示，该图中给出的是app激活状态的流程，如果app处于睡眠/空闲状态，则不需要进行app状态同步。

s601：当终端的承载(接入网络)发生变化时，例如从lte变化为nb-iot(narrowbandinternetofthings，基于蜂窝的窄带物联网)，而该雾节点不支持nb-iot接入，则雾节点触发终端的app迁移；

s602：s-efn的app实例和平台进行承载更新过程；

s603：s-efn平台向h-fn发起app实例迁移请求；

s604：h-fn向t-efn平台发起app实例迁移请求；

s605：t-efn平台向t-efn的基础设施发起资源分配请求；

s606：t-efn的基础设施分配好资源后向t-efn平台回复资源分配响应；

s607：t-efn平台向t-efnapp实例发起配置请求；

s608：t-efnapp实例完成资源配置后向t-efn平台回复配置响应；

s609：t-efn平台给h-fn回复app实例迁移响应；

s610：h-fn向源边缘雾节点回复app实例迁移响应；

s611：app实例在源边缘雾节点和目标边缘雾节点间进行状态同步(如果app处于睡眠/空闲状态，则不需要这步)；

s612：h-fn向s-efn平台发起终止app实例请求；

s613：s-efn内部平台向app实例间进行终止app实例的过程；

s614：s-efn平台和s-efn基础设施间进行资源删除过程；

s615：s-efn平台向h-fn发起终止app实例响应。

2.inter-hfn移动性

高层雾节点间的移动性根据发起的不同方式，分为以下两种：

(1)终端发起的app移动性：当终端的承载(接入网络)发生变化时，会触发终端的app的迁移。如图7所示，该图中给出的是app激活状态的流程。

s701：终端的承载(接入网络)发生变化时，触发终端的app迁移；

s702：终端app实例通过s-efn(源边缘雾节点)的app实例/平台向s-h-fn(源高层雾节点)发起app实例迁移请求；

s703：s-h-fn向t-h-fn(目标高层雾节点)发起app实例迁移请求；

s704：t-h-fn向t-efn(目标边缘雾节点)平台发起app实例迁移请求；

s705：t-efn平台向t-efn的基础设施发起资源分配请求；

s706：t-efn的基础设施分配好资源后向t-efn平台回复资源分配响应；

s707：t-efn平台向t-efnapp实例发起配置请求；

s708：t-efnapp实例完成资源配置后向t-efn平台回复配置响应；

s709：t-efn平台给t-h-fn回复app实例迁移响应；

s710：t-h-fn向s-h-fn回复app实例迁移响应；

s711：s-h-fn向源边缘雾节点回复app实例迁移响应；

s712：app实例在源边缘雾节点和目标边缘雾节点间进行状态同步(如果app处于睡眠/空闲状态，则不需要进行app状态同步)；

s713：s-h-fn向s-efn平台发起终止app实例请求；

s714：s-efn内部平台向app实例间进行终止app实例的过程；

s715：s-efn平台和s-efn基础设施间进行资源删除过程；

s716：s-efn平台向s-h-fn发起终止app实例响应。

(2)雾节点发起的app移动性：如图8所示，该图中给出的是app激活状态的流程。

s801：当终端的承载(接入网络)发生变化时，例如从lte变化为nb-iot，而该雾节点不支持nb-iot接入，则雾节点触发终端的app迁移；；

s802：s-efn的app实例和平台进行承载更新过程；

s803：s-efn平台向h-fn发起app实例迁移请求；

s804：s-h-fn向t-h-fn发起app实例迁移请求；

s805：t-h-fn向t-efn平台发起app实例迁移请求；

s806：t-efn平台向t-efn的基础设施发起资源分配请求；

s807：t-efn的基础设施分配好资源后向t-efn平台回复资源分配响应；

s808：t-efn平台向t-efnapp实例发起配置请求；

s809：t-efnapp实例完成资源配置后向t-efn平台回复配置响应；

s810：t-efn平台给t-h-fn回复app实例迁移响应；

s811：t-h-fn向s-h-fn回复app实例迁移响应；

s812：s-h-fn向源边缘雾节点回复app实例迁移响应；

s813：app实例在源边缘雾节点和目标边缘雾节点间进行状态同步(如果app处于睡眠/空闲状态，则不需要进行app状态同步)；

s814：s-h-fn向s-efn平台发起终止app实例请求；

s815：s-efn内部平台向app实例间进行终止app实例的过程；

s816：s-efn平台和s-efn基础设施间进行资源删除过程；

s817：s-efn平台向s-h-fn发起终止app实例响应。

上述讨论的app移动性不仅仅局限于两层雾节点组成的雾网络，也可以适用于多层雾节点组成的多层雾网络架构中。

方式二：分布式雾网络。在该雾网络中每个雾节点完成独立的功能，如图4所示。

在图4所示的分布式雾网络架构中，各种设备(传感器等)通过接入网络(无线或有线方式)加入到雾网络中。雾节点支持各种设备的多种接入方式，支持数据采集，数据格式转换，数据分析和处理，命令生成，以及向云端上报数据，app部署等功能。

在图4所示的场景中，雾网络中移动性可分为两个层面：

·承载层面的无缝移动性，该移动性由接入网络保证，即保证通信管道间的无缝移动性。

·雾节点层面的移动性，即雾网络中app的移动性是在承载层面的移动性完成之后进行的，或者可以和承载层面的移动性同时进行，减少时延。

其中，承载层面的移动性已经由3gpp/ieee等协议定义清楚，所以雾网络中移动性主要讨论的是雾节点层面的移动性。

在图4所示的场景中，app的移动性有两种场景：

场景1：app所在的雾节点没有变更，只是接入网络发生变更，即例如接入网络从lte变更到5g(雾节点支持多种接入网络)。这种场景中不存在不同雾节点之间的信息交互，只是接入网络发生变更，这种移动性由3gpp/ieee等接入协议保证，不在本专利讨论范围内。

场景2：app从在同一个雾节点移动到另一个雾节点。该移动性的信息交互主要由源雾节点和目标雾节点协调完成。

本发明主要讨论的是场景2的移动性，雾节点间的移动性根据发起的不同方式，分为以下两种：

(1)终端发起的app移动性：如图9所示，该图中给出的是app激活状态的流程，如果app处于睡眠/空闲状态，则不需要进行app状态同步。过程如下：

s901:终端的承载(接入网络)发生变化时，终端触发app迁移；

s902:终端app向s-fn(源雾节点)发起app实例迁移请求；

s903:s-fn向t-fn(目标雾节点)发起app实例迁移请求；

s904:t-efn分配好资源以及完成相应的配置后，向s-fn回复配置响应；

s905:app实例在s-efn和t-efn间进行状态同步；(如果app处于睡眠/空闲状态，则不需要这步)；

s906:s-efn完成已迁移app的相应资源释放。

下面以寻车定位为例，如图9所示的流程说明，具体如下：

场景设置：用户把车停在商业区a的地下车库，到商业区b购物用餐，用餐结束后，用户将车辆的图片发送给寻车app，帮助用户定位车辆以及导航到达车辆的路线。商业区a的地下车库采用lora覆盖，商业区b采用lte覆盖，商业区a和商业区b分别部署了一个雾节点。用户在商业区b的雾节点s-fn发起应用请求，移动到商业区a，需要商业区a的雾节点t-fn完成应用任务，流程如下：

·用户从商业区b移动到商业区a的地下车库过程中，由于发生lora到lte承载的切换，寻车app也需要从商业区b的s-fn迁移到商业区a的t-fn，触发终端的app迁移；

·终端app实例向s-fn平台发起app实例迁移请求；

·s-fn平台向t-fn平台发起app实例迁移请求；

·t-fn平台向t-fn的基础设施发起资源分配请求；

·t-fn的基础设施分配好资源后向t-fn平台回复资源分配响应；

·t-fn平台向t-fnapp实例发起配置请求；

·t-fnapp实例完成资源配置后向t-fn平台回复配置响应；

·t-fn平台向s-fn平台回复app实例迁移响应；

·s-fn平台向s-fnapp实例回复app实例迁移响应；

·app实例在源雾节点和目标雾节点间进行状态同步；

·s-fn平台和s-fnapp实例间进行终止app实例的过程；

·s-fn平台和s-fn基础设施间进行资源删除过程。

(2)雾节点发起的app移动性：如图10所示，该图中给出的是app激活状态的流程，如果app处于睡眠/空闲状态，则不需要进行app状态同步。

s1001:当终端的承载(接入网络)发生变化时，雾节点可能会触发终端的app迁移(例如，某边缘雾节点不支持某种接入方式)；

s1002:s-efn完成承载更新过程

s1003:s-efn向t-fn(目标雾节点)发起app实例迁移请求；

s1004:t-efn分配好资源以及完成相应的配置后，向s-fn回复配置响应；

s1005:app实例在s-efn和t-efn间进行状态同步；(如果app处于睡眠/空闲状态，则不需要这步)；

s6:s-efn完成已迁移app的相应资源释放。

上述讨论的app移动性不仅仅局限于一层雾节点组成的雾网络，也可以适用于多层雾节点组成的多层雾网络架构中，在多层雾网络中，当app发生雾节点的迁移时，也是直接由源雾节点和目标雾节点间完成交互，不用通过其他第三个雾节点。

下面以设备监控为例，如图10的流程说明，具体如下：

场景设置：大楼a和大楼b分别部署一个雾节点，两个雾节点可互为备份进行工作，大楼a的雾节点为s-fn，大楼b的雾节点为t-fn。大楼a和b部署的雾节点完成大楼内电力设备工作状态的视频监控，当设备有异常发生时，能够产生预警，同时将该大楼电力设备的工作情况等信息周期性传递到电力维护提供商的云平台，进行数据备份和分析。当大楼a的雾节点负荷过载，需要将部分工作分流到大楼b的雾节时，雾节点s-fn将正在进行的部分视频图像分析迁移到雾节点t-fn上，流程如下：

·大楼a的s-fn平台向大楼b的t-fn平台进行app迁移请求；

·t-fn平台向t-fn的基础设施发起资源分配请求；

·t-fn的基础设施分配好资源后向t-fn平台回复资源分配响应；

·t-fn平台向t-fnapp实例发起配置请求；

·t-fnapp实例完成资源配置后向t-fn平台回复配置响应；

·大楼b的t-fn平台向大楼a的s-fn发起app迁移响应；

·大楼a的s-fn平台向s-fnapp实例告知准备进行迁移app的状态同步；

·s-fn和t-fn之间完成迁移app的镜像和状态同步；

·大楼a的s-fn平台和app实例间完成资源释放；

·大楼a的s-fn平台和基础设施间完成资源释放，过程结束。

综上所述，本发明实施例在构建集中式雾网络或分布式雾网络时，其各雾节点之间的相邻关系已配置，业务或应用在源边缘雾节点到目标边缘雾节点的移动过程中，若雾网络中源边缘雾节点到目标边缘雾节点之间有多个边缘雾节点，则源边缘雾节点是通过在源边缘雾节点到目标边缘雾节点之间的各相邻边缘雾节点移动到达的。也就是说，源边缘雾节点先到达雾网络中相邻的边缘雾节点，再有其相邻的边缘雾节点移动到目标边缘雾节点。

根据本发明实施例提供的方案，在集中式雾网络或分布式雾网络中，业务或应用从一个雾节点移动到另一个雾节点的移动性达到了解决，提高了用户体验。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。