一种边端协同方法及系统

本发明属于网络架构，尤其涉及一种边端协同方法及系统。

背景技术：

1、日益丰富的互联网应用不断满足着人们的出行、购物、交友、学习的需求。人们只需要登录不同类型的互联网应用就可以获取不同的互联网服务。比如，登录搜索引擎网站，可以获取到所要查询到相关信息；登录购物网站，可以挑选不同商品。因此，互联网已成为人们日常生活和工作不可或缺的部分。

2、访问互联网应用仍旧采用端到端传输机制，这是网络访问的核心模式。在获取每个互联网应用提供的服务前，用户必须通过交互设备在网络层连接到互联网应用，并利用已授权账户才能成功访问到互联网应用。在访问互联网应用时，用户必须处于实时在线状态，通过交互设备不断将操作指令发送给互联网应用，以获取所需要的信息。上述方式存在以下弊端与不足：

3、(1)身份管理复杂：每个互联网应用都有自己独立的身份管理系统，这要求每个物理体需要记录每个互联网应用的账户，增加物理体管理身份账户的复杂性；同时，在登录每个互联网应用时，必须手动填写应用账户信息，降低了访问互联网应用的友好性。

4、(2)难以离线访问：由于端到端的传输模式限制，物理体需通过交互设备与互联网应用实时交互。一旦物理体不在线，互联网应用即中断提供服务；如果需要继续完成访问任务，必须确保物理体的实时在线。

技术实现思路

1、本发明提出一种边端协同方法及系统，以解决现有的端到端传输机制在互联网应用访问身份管理复杂以及不支持离线实时访问的问题。

2、本发明第一方面提出一种边端协同方法，所述方法包括：

3、步骤s1、部署边端协同系统；

4、其中，所述边端协同系统包括物理代理、孪生管理器和孪生容器；所述物理代理部署在交互设备上，每个交互设备上均部署有一个物理代理；所述孪生容器包括一个本体态孪生容器和若干运行态孪生容器；所述孪生管理器和所述本体态孪生容器一同部署在同一云平台上，每个运行态孪生容器与一个物理代理/交互设备关联，所述运行态孪生容器部署在与所述交互设备具有最小时延代价的云平台/云服务商上；

5、步骤s2、初始化所述边端协同系统；

6、步骤s3、经由所述物理代理向所述孪生管理器注册所述交互设备，并在所述本体态孪生容器中创建所述交互设备的本体态孪生体；

7、步骤s4、所述交互设备经由所述物理代理向所述孪生管理器发送登录请求，以基于经注册的本体态孪生体创建对应的运行态孪生容器，并将所述运行态孪生容器部署在与所述交互设备具有最小时延代价的云平台/云服务商上，所述云平台/云服务商为所述运行态孪生容器提供所需资源；

8、步骤s5、所述交互设备通过所述物理代理向所述运行态孪生容器发送互联网应用访问请求消息，所述运行态孪生容器向物理代理持续发送探测保活请求消息，以确定所述物理代理和所述运行态孪生容器之间的连接在线，直到所述运行态孪生容器接收到互联网应用访问响应消息并将其转发至所述物理代理。

9、根据本发明第一方面的方法，所述本体态孪生容器维护各个交互设备的完整状态信息，且不具备将其包含的所述各个交互设备的完整状态信息迁移到其他云平台的能力；所述运行态孪生容器作为仅在一段时间内运行的孪生容器，依据所述交互设备的需求进行创建和运行。

10、根据本发明第一方面的方法，在所述步骤s2中：启动所述孪生管理器，配置交互设备访问控制列表，所述交互设备访问控制列表维护支持访问的交互设备的身份信息；在物理代理上配置所述孪生管理器的地址。

11、根据本发明第一方面的方法，所述步骤s3具体包括：

12、所述物理代理获取所述交互设备的属性信息，生成孪生服务注册请求消息，并将所述孪生服务注册请求消息发送给所述孪生管理器；

13、所述孪生管理器接收到所述孪生服务注册请求消息，解析出所述交互设备的属性信息，并查询所述交互设备访问控制列表；

14、若所述交互设备访问控制列表中包含与所述属性信息匹配的所述交互设备的身份信息，则创建所述交互设备的本体态孪生体，生成孪生服务注册成功消息，将所述孪生服务注册成功消息发送给所述物理代理，所述物理代理接收到所述孪生服务注册成功消息，向所述交互设备反馈本体态孪生体创建成功的情况；

15、若所述交互设备访问控制列表中不包含与所述属性信息匹配的所述交互设备的身份信息，则生成孪生服务注册禁止消息，将所述孪生服务注册禁止消息发送给所述物理代理，所述物理代理接收到所述孪生服务注册禁止消息，向所述交互设备反馈禁止的情况注册所述本体态孪生体的情况。

16、根据本发明第一方面的方法，所述步骤s4具体包括：

17、所述物理代理获取所述交互设备的属性信息，生成孪生登录请求消息，将所述孪生登录请求消息发送给孪生管理器；

18、所述孪生管理器接收到所述孪生登录请求消息，从所述属性信息中解析出所述交互设备的身份信息和位置信息，并基于所述经注册的本体态孪生体创建对应的运行态孪生容器；具体包括：所述孪生管理器根据所述交互设备的身份信息查询与所述交互设备对应的本体态孪生体，复制所述本体态孪生体，生成对应的所述运行态孪生容器；

19、所述孪生管理器根据所述交互设备的位置信息查找与所述交互设备具有最小时延代价的云平台/云服务商，确定所述运行态孪生容器的所需资源，同时生成孪生容器创建消息，将所述孪生容器创建消息发送给对应的云服务商或云平台；

20、所述云平台/云服务商接收到所述孪生容器创建消息，解析出所述运行态孪生容器的所需资源，确定其自身的资源是否大于所述所需资源；

21、若是，则生成孪生容器创建成功消息，将所述孪生容器创建成功消息发送给所述孪生管理器，所述孪生管理器接收到所述孪生容器创建成功消息，将所述运行态孪生容器部署在所述云平台/云服务商，所述云平台/云服务商在部署所述运行态孪生容器后，查询所述运行态孪生容器的地址，生成所述孪生容器部署成功消息，将所述孪生容器部署成功消息发送给所述孪生管理器；

22、若否，则生成孪生容器创建失败消息，将所述孪生容器创建失败消息发送给所述孪生管理器，所述孪生管理器接收到所述孪生容器创建失败消息，撤销生成的所述运行态孪生容器，并生成孪生登录失败消息，将所述孪生登录失败消息发送给所述物理代理。

23、根据本发明第一方面的方法，所述步骤s5具体包括：

24、所述物理代理获取互联网应用访问需求，以生成所述互联网应用访问请求消息，根据所述运行态孪生容器的地址，将所述互联网应用访问请求消息发送给所述运行态孪生容器；

25、所述运行态孪生容器接收到所述互联网应用访问请求消息，解析出所述互联网应用的url地址、访问类型和访问操作信息，以生成业务请求消息，并向所述互联网应用发送所述业务请求消息；

26、所述互联网应用接收到所述业务请求消息，根据业务功能生成与所述互联网应用的url地址、访问类型和访问操作信息匹配的业务响应消息，将所述业务响应消息发送给所述运行态孪生容器，所述运行态孪生容器接收到所述业务响应消息，向所述交互设备反馈所述业务响应消息；

27、其中，所述运行态孪生容器向所述互联网应用发送所述业务请求消息后，配置监听时间t，在所述监听时间t内向所述物理代理发送探测保活请求消息，所述物理代理接收到所述探测保活请求消息，生成探测保活响应消息，发送给所述运行态孪生容器，所述运行态孪生容器接收到所述探测保活响应消息，取消所述监听时间t，将所述业务响应消息发送给所述物理代理；

28、其中，运行态孪生容器向所述物理代理发送探测保活请求消息后，持续检查所述监听时间t是否超时，若是，则所述物理代理不在线，重新发送所述探测保活请求消息，直到所述物理代理在线，将所述业务响应消息发送给物理代理；否则，继续检查所述监听时间t是否超时。

29、根据本发明第一方面的方法，在所述物理道理向所述交互设备反馈所述业务响应消息后，所述方法还包括：步骤s6、所述交互设备经由所述物理代理向所述孪生管理器发送下线请求；具体包括：

30、所述物理代理获取所述交互设备的身份信息，生成孪生下线请求消息，将所述孪生下线请求消息发送给所述孪生管理器；

31、所述孪生管理器接收到所述孪生下线请求消息，解析出所述交互设备的身份信息，查询与所述交互设备的身份信息对应的运行态孪生容器和本体态孪生体，将所述运行态孪生容器中的数据信息同步到所述本体态孪生体，生成孪生容器撤销消息，将所述孪生容器撤销消息发送给对应的所述云平台/云服务商；

32、所述云平台/云服务商接收到所述孪生容器撤销消息，回收所述运行态孪生容器的资源，生成孪生容器撤销成功消息，将所述孪生容器撤销成功消息发送给所述孪生管理器；

33、所述孪生管理器接收到所述孪生容器撤销成功消息，生成孪生下线成功消息，将所述孪生下线成功消息发送给所述物理代理，由所述物理代理向所述交互设备反馈下线情况。

34、本发明第二方面提出一种边端协同系统。所述边端协同系统包括物理代理、孪生管理器和孪生容器；所述物理代理部署在交互设备上，每个交互设备上均部署有一个物理代理；所述孪生容器包括一个本体态孪生容器和若干运行态孪生容器；所述孪生管理器和所述本体态孪生容器一同部署在同一云平台上，每个运行态孪生容器与一个物理代理/交互设备关联，所述运行态孪生容器部署在与所述交互设备具有最小时延代价的云平台/云服务商上；

35、所述边端协同系统工作时被配置为执行：

36、初始化所述边端协同系统；

37、经由所述物理代理向所述孪生管理器注册所述交互设备，并在所述本体态孪生容器中创建所述交互设备的本体态孪生体；

38、所述交互设备经由所述物理代理向所述孪生管理器发送登录请求，以基于经注册的本体态孪生体创建对应的运行态孪生容器，并将所述运行态孪生容器部署在与所述交互设备具有最小时延代价的云平台/云服务商上，所述云平台/云服务商为所述运行态孪生容器提供所需资源；

39、所述交互设备通过所述物理代理向所述运行态孪生容器发送互联网应用访问请求消息，所述运行态孪生容器向物理代理持续发送探测保活请求消息，以确定所述物理代理和所述运行态孪生容器之间的连接在线，直到所述运行态孪生容器接收到互联网应用访问响应消息并将其转发至所述物理代理。

40、根据本发明第二方面的系统，所述本体态孪生容器维护各个交互设备的完整状态信息，且不具备将其包含的所述各个交互设备的完整状态信息迁移到其他云平台的能力；所述运行态孪生容器作为仅在一段时间内运行的孪生容器，依据所述交互设备的需求进行创建和运行。

41、根据本发明第二方面的系统，初始化所述边端协同系统具体包括：启动所述孪生管理器，配置交互设备访问控制列表，所述交互设备访问控制列表维护支持访问的交互设备的身份信息；在物理代理上配置所述孪生管理器的地址。

42、根据本发明第二方面的系统，创建所述交互设备的本体态孪生体具体包括：

43、所述物理代理获取所述交互设备的属性信息，生成孪生服务注册请求消息，并将所述孪生服务注册请求消息发送给所述孪生管理器；

44、所述孪生管理器接收到所述孪生服务注册请求消息，解析出所述交互设备的属性信息，并查询所述交互设备访问控制列表；

45、若所述交互设备访问控制列表中包含与所述属性信息匹配的所述交互设备的身份信息，则创建所述交互设备的本体态孪生体，生成孪生服务注册成功消息，将所述孪生服务注册成功消息发送给所述物理代理，所述物理代理接收到所述孪生服务注册成功消息，向所述交互设备反馈本体态孪生体创建成功的情况；

46、若所述交互设备访问控制列表中不包含与所述属性信息匹配的所述交互设备的身份信息，则生成孪生服务注册禁止消息，将所述孪生服务注册禁止消息发送给所述物理代理，所述物理代理接收到所述孪生服务注册禁止消息，向所述交互设备反馈禁止的情况注册所述本体态孪生体的情况。

47、根据本发明第二方面的系统，创建并部署所述运行态孪生容器具体包括：

48、所述物理代理获取所述交互设备的属性信息，生成孪生登录请求消息，将所述孪生登录请求消息发送给孪生管理器；

49、所述孪生管理器接收到所述孪生登录请求消息，从所述属性信息中解析出所述交互设备的身份信息和位置信息，并基于所述经注册的本体态孪生体创建对应的运行态孪生容器；具体包括：所述孪生管理器根据所述交互设备的身份信息查询与所述交互设备对应的本体态孪生体，复制所述本体态孪生体，生成对应的所述运行态孪生容器；

50、所述孪生管理器根据所述交互设备的位置信息查找与所述交互设备具有最小时延代价的云平台/云服务商，确定所述运行态孪生容器的所需资源，同时生成孪生容器创建消息，将所述孪生容器创建消息发送给对应的云服务商或云平台；

51、所述云平台/云服务商接收到所述孪生容器创建消息，解析出所述运行态孪生容器的所需资源，确定其自身的资源是否大于所述所需资源；

52、若是，则生成孪生容器创建成功消息，将所述孪生容器创建成功消息发送给所述孪生管理器，所述孪生管理器接收到所述孪生容器创建成功消息，将所述运行态孪生容器部署在所述云平台/云服务商，所述云平台/云服务商在部署所述运行态孪生容器后，查询所述运行态孪生容器的地址，生成所述孪生容器部署成功消息，将所述孪生容器部署成功消息发送给所述孪生管理器；

53、若否，则生成孪生容器创建失败消息，将所述孪生容器创建失败消息发送给所述孪生管理器，所述孪生管理器接收到所述孪生容器创建失败消息，撤销生成的所述运行态孪生容器，并生成孪生登录失败消息，将所述孪生登录失败消息发送给所述物理代理。

54、根据本发明第二方面的系统，所述物理代理向所述运行态孪生容器发送互联网应用访问请求消息，并接收互联网应用访问响应消息；具体包括：

55、所述物理代理获取互联网应用访问需求，以生成所述互联网应用访问请求消息，根据所述运行态孪生容器的地址，将所述互联网应用访问请求消息发送给所述运行态孪生容器；

56、所述运行态孪生容器接收到所述互联网应用访问请求消息，解析出所述互联网应用的url地址、访问类型和访问操作信息，以生成业务请求消息，并向所述互联网应用发送所述业务请求消息；

57、所述互联网应用接收到所述业务请求消息，根据业务功能生成与所述互联网应用的url地址、访问类型和访问操作信息匹配的业务响应消息，将所述业务响应消息发送给所述运行态孪生容器，所述运行态孪生容器接收到所述业务响应消息，向所述交互设备反馈所述业务响应消息；

58、其中，所述运行态孪生容器向所述互联网应用发送所述业务请求消息后，配置监听时间t，在所述监听时间t内向所述物理代理发送探测保活请求消息，所述物理代理接收到所述探测保活请求消息，生成探测保活响应消息，发送给所述运行态孪生容器，所述运行态孪生容器接收到所述探测保活响应消息，取消所述监听时间t，将所述业务响应消息发送给所述物理代理；

59、其中，运行态孪生容器向所述物理代理发送探测保活请求消息后，持续检查所述监听时间t是否超时，若是，则所述物理代理不在线，重新发送所述探测保活请求消息，直到所述物理代理在线，将所述业务响应消息发送给物理代理；否则，继续检查所述监听时间t是否超时。

60、根据本发明第二方面的系统，所述边端协同系统工作时还被配置为执行：在所述物理道理向所述交互设备反馈所述业务响应消息后，所述交互设备经由所述物理代理向所述孪生管理器发送下线请求；具体包括：

61、所述物理代理获取所述交互设备的身份信息，生成孪生下线请求消息，将所述孪生下线请求消息发送给所述孪生管理器；

62、所述孪生管理器接收到所述孪生下线请求消息，解析出所述交互设备的身份信息，查询与所述交互设备的身份信息对应的运行态孪生容器和本体态孪生体，将所述运行态孪生容器中的数据信息同步到所述本体态孪生体，生成孪生容器撤销消息，将所述孪生容器撤销消息发送给对应的所述云平台/云服务商；

63、所述云平台/云服务商接收到所述孪生容器撤销消息，回收所述运行态孪生容器的资源，生成孪生容器撤销成功消息，将所述孪生容器撤销成功消息发送给所述孪生管理器；

64、所述孪生管理器接收到所述孪生容器撤销成功消息，生成孪生下线成功消息，将所述孪生下线成功消息发送给所述物理代理，由所述物理代理向所述交互设备反馈下线情况。

65、本发明第三方面公开了一种电子设备。所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本公开第一方面所述的一种边端协同方法中的步骤。

66、本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本公开第一方面所述的一种边端协同方法中的步骤。

67、综上，本发明提出的技术方案通过物理代理接入网络时，孪生管理器接收到物理代理请求接入，创建运行态孪生容器，就近部署运行态孪生容器到离物理体最近的云环境中，并通告运行态孪生容器访问地址给物理代理。物理代理将互联网访问请求发送给运行态孪生容器，由后者向互联网发送请求，并从运行态孪生容器接收到互联网反馈信息。孪生管理器接收到物理代理发送的下线请求，将运行态孪生容器的信息同步到本体态孪生容器，并撤销运行态孪生容器。采用本发明的一种边端协同方法及系统，通过孪生容器访问互联网，由孪生容器负责维护物理体的身份信息和响应访问请求，实现一跳式入网。