一种按需分布式树形云边端协同扩展架构

本发明涉及云边端协同，具体为一种按需分布式树形云边端协同扩展架构。

背景技术：

1、随着社会信息化进程的加快，internet正在前所未有地改变着我们的生活，迅速增长的网络信息形成了海量的信息资源，无论是企业、个人还是进行科学研究，都对资源获取的准确性、实时性、信息处理的高效性和用户使用的便捷性有较高的要求。现有的网络信息服务模式是由用户自身跟不同的远程服务器交互完成复杂的业务需求，在这种服务模式下，用户不能有效利用各式各样的网络资源且效率不高。随着物联网等技术的不断发展、数据规模的不断增大，云边端协同技术应运而生，采用云计算和边缘计算结合的方案，更好的处理现实生活中的各种复杂的需求场景，最大化云计算和边缘计算的应用价值。虽然云计算提供了随需应变的可扩展性，但是仍然具有一定的局限性。一方面，为了适应现有边缘部署的扩展，需要不断增加设备和边缘节点的数量，增加了大量的成本。另一方面，边缘计算是高度分布式的，分布在办公室、工厂、校园等场所，有些甚至分布在遥远的、难以访问的地方，因此需要专设管理员对这些设备进行管理和维护。

技术实现思路

1、本发明设计一种按需分布式树形云边端协同扩展架构，目的是为了改变现有的网络信息服务模式，建立一种面向用户需求的、更为主动的、高效的分布式计算架构，提高当前计算架构在资源利用率，信息过滤的准确性，实时性，用户使用便捷性等方面的性能。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种按需分布式树形云边端协同扩展架构，包括新型云边端协同扩展架构中心、域、主功能服务器、功能服务器组、本地功能解析服务器、解析器；新型云边端协同扩展架构中心对整个融合服务计算框架实行集中式管理，功能服务器以域为管理单元并与解析器通信连接；

3、所述的新型云边端协同扩展架构中心用于对整体框架实行集中式的管理，以虚拟化和调度技术为手段，针对下层划分的不同区域进行模块化管理，实现新型云边端协同扩展架构中各个功能服务器管理、服务分发，区域管理功能；

4、所述的域是一个分布式的数据库，用来对某个特定区域内的所有通信记录进行管理，这种结构允许对整体数据库的各个部分进行本地控制；将ip地址和提供的服务相互映射，并且在各个部分中的数据通过客户端/服务器模式变得对整个网络都可用，所有的功能服务器都可以选择加入任何一个域中；

5、所述的主功能服务器是一个区域内的权威服务器，主功能服务器拥有某个域的完整信息，并管辖整个区域的所有功能服务器；当收到用户请求时，先看自身能否应答，如果自身无法回答时，就从其主机上的文件中读取区域数据并轮询功能服务器组，直到得到应答；

6、所述的功能服务器组由多个功能服务器组成，每个功能服务器用来执行用户的不同需求，包括计算服务，通信服务等，功能服务器可以从区域的主功能服务器上申请获取区域数据；

7、所述的本地功能解析服务器是在本地设置的功能服务器，用来记录已经获取的查询数据，当客户再次对相同服务发起请求时，直接通过本地功能解析服务器进行解析，不需要经过迭代查询，提升了解析和访问速度；

8、所述的解析器就是访问服务器的客户端程序，当用户需要在网络上发布需求时就会使用到解析器，解析器需要将用户的需求按功能进行细粒度划分并发布给对应的服务器，解析响应信息，最终将信息返回给查询解析器的用户。

9、本发明的有益效果：

10、本发明设计一种按需分布式树形云边端协同扩展架构，是一种面向用户需求的、更为主动的、高效的分布式计算架构，对现有的计算架构进行了改进和优化，主要有以下三个方面的特点：

11、(1)从服务发布方式看，在传统的计算架构下，需要由用户自身跟不同的远程服务器交互完成复杂的业务需求，用户不能有效利用各式各样的网络资源且效率不高。在融合服务计算框架中，整个网络服务的重心更加偏向用户，用户只需要关注自己的需求发布是否详细和最终得到的结果是否满意。用户的需求一经发布就会被解析器细分成多个小型的独立需求，例如计算需求，管理需求等。这些需求被托管到独立的功能服务器中，单独进行处理，最终由功能服务器进行整合，完成用户的整体业务需求。其本质是实现“信息找人，按需提供服务”。

12、(2)从服务提供方式看，在传统计算架构的自由网络环境下，本机上用户访问服务时是直接和远程服务器建立连接传输数据，灵活性较差且网络资源利用率不高。在融合服务计算框架中，将ip地址和提供的服务相互映射，用户发布的需求在数据的传输过程中就能被树形分布的各个功能服务器解决，不一定要和远程的专用服务器建立连接，提高了响应速度和资源利用率，实现了一种更为主动和灵活的信息服务模式。

13、(3)从拓扑结构看，融合服务计算框架采用树形的拓扑结构，能够对整体数据库的各个部分进行本地控制且易于扩展，便于在网络中加入新的分支或新的节点。在安全性方面，采用树形拓扑结构易于隔离故障，如果某一线路或某一分支节点出现故障，它主要影响局部区域，能够将故障部位跟整个系统隔离开。因此在树形拓扑结构下，如果要创建新的功能服务器、服务器功能发生变更或者功能服务器宕机，只需要对相应功能服务器的区域数据进行更新即可。

14、综上，本发明设计融合服务计算框架相较于传统的计算架构主要有以下创新点，第一，实现了一种更为主动的服务发布方式。第二，在功能上将ip地址和提供的服务相映射，实现了一种更为灵活的服务提供方式。第三，采用树形的拓扑结构便于管理。

技术特征：

1.一种按需分布式树形云边端协同扩展架构，其特征在于：包括新型云边端协同扩展架构中心、域、主功能服务器、功能服务器组、本地功能解析服务器、解析器；新型云边端协同扩展架构中心对整个融合服务计算框架实行集中式管理，功能服务器以域为管理单元并与解析器通信连接；

2.根据权利要求1所述的一种按需分布式树形云边端协同扩展架构，其特征在于，融合服务计算框架将整个网络服务的重心偏向用户，对用户发布的需求按功能进行细粒度划分并托管到对应的功能服务器中进行处理。

3.根据权利要求1所述的一种按需分布式树形云边端协同扩展架构，其特征在于，融合服务计算框架将ip地址和提供的服务相互映射，使用户发布的需求在数据的传输过程中就能被树形分布的各个功能服务器解决。

4.根据权利要求1所述的一种按需分布式树形云边端协同扩展架构，其特征在于，融合服务计算框架采用树形的分布式拓扑结构。

技术总结
本发明公开了一种按需分布式树形云边端协同扩展架构，包括新型云边端协同扩展架构中心、域、主功能服务器、功能服务器组、本地功能解析服务器、解析器；新型云边端协同扩展架构中心对整个融合服务计算框架实行集中式管理，功能服务器以域为管理单元并与解析器通信连接；在融合服务计算框架中，将整个网络服务的重心偏向用户，通过对用户发布的需求进行细粒度划分，使得用户发布的需求在数据的传输过程中就能被树形分布的各个功能服务器解决，不一定要和远程的专用服务器建立连接，提高了响应速度和资源利用率，实现了一种更为主动和灵活的信息服务模式。

技术研发人员：王一川,陈婧婧,张亚玲,刘小雪,肖叶秋
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13