一种云边协同数据分发系统

本申请涉及通信，更具体地，涉及一种云边协同数据分发系统。

背景技术：

1、传统的基于“发布-订阅”的数据分发方法，更多是从优化收发两端的网络路由和网络带宽角度来减小网络延时。一种方法是从减少传输延时本身着手，主要技术手段是从网络路由优化层面上，如设计带有qos保证的数据分发协议，但是在云边跨域传输的场景下，无法有效减少数据传输的消耗。另一种方法是通过将任务从设备端卸载至边缘或云端，减少整体应用的处理和响应延时，该方法重点在于整体应用的计算和响应延时，无法精细处理云边之间端到端之间的应用延时。

技术实现思路

1、针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种云边协同数据分发系统，解决了至少一个上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种云边协同数据分发系统，包括：

3、部署在云边环境中的域代理和sdn协调控制器；

4、所述域代理包括部署在云端的路由代理节点和部署在边缘服务器的多个边缘代理节点，所述部署在云端的路由代理节点与所述部署在边缘服务器的多个边缘代理节点两两相连，用于对跨域dds数据路由和发现的全局管理和调度；所述sdn协调控制器部署在云端，用于获取边缘代理节点之间的mesh组网的数据和状态，进行任务协调控制和数据分发；

5、所述域代理还包括全局数据分发与管理模块和任务迁移调度模块；所述全局数据分发与管理模块用于域代理中的“发布-处理-订阅”主题的注册和跨域的数据路由与发现；所述任务迁移调度模块用于基于sdn协调控制器的任务协调控制决策进行云边之间的数据处理任务迁移。

6、进一步地，上述云边协同数据分发系统还包括：所述边缘代理节点与本地局域网内的数据终端连接，并作为与其他边缘局域网络进行通信协同的桥接器；订阅主题数据的数据处理任务能从云端卸载至对应的边缘代理节点上，使计算任务能直接在边缘代理节点中的本地数据流上进行处理。

7、进一步地，上述云边协同数据分发系统还包括：所述获取边缘代理节点之间的mesh组网的数据和状态，包括：

8、不同所述域代理中的边缘计算节点通过基于边缘代理节点之间的mesh组网的方式形成协同边缘计算环境，将相关数据和状态汇聚至所述sdn协调控制器，形成全局状态。

9、进一步地，上述云边协同数据分发系统还包括：所述域代理部署运行在云边环境的各个域内的接入交换机附近的服务器上。

10、进一步地，上述云边协同数据分发系统还包括：所述域代理之间以预设的时间间隔发送检测消息，获取域代理之间的链路状况，生成域代理之间传输的代价信息；

11、所述sdn协调控制器收集所述域代理之间传输的代价信息，用于生成当前全局的实时路由信息，所述域代理之间基于所述全局的实时路由信息进行跨域数据转发。

12、进一步地，上述云边协同数据分发系统还包括边缘代理节点的本地任务调度模块和边缘代理节点的dds主题管理数据分发模块；所述边缘代理节点的本地任务调度模块用于接收任务，实施任务分类和任务延时预测，按照优先级调度任务执行，所述dds主题管理数据分发模块用于主题管理和数据分发。

13、进一步地，上述云边协同数据分发系统还包括：所述域代理收集本地链路状态，生成边缘mesh网运行状态，上报至sdn协调控制器，生成边缘协同覆盖网。

14、进一步地，上述云边协同数据分发系统还包括：所述dds主题管理与数据分发模块处理基于“发布-处理-订阅”的数据分发任务，实现跨域的数据路由与发现。

15、按照本发明的第二个方面，还提供了一种云边协同任务迁移调度方法，包括：

16、s1边缘节点管理终端感知数据分发注册第一主题，向所述第一主题实时发布数据；

17、s2云端任务迁移调度模块根据边缘节点资源和部署状态，将订阅所述第一主题的云端处理任务迁移到数据源附近的第一边缘节点，注册为第二主题；

18、s3第一边缘节点通过本地任务调度模块接收云端处理任务调度执行，将处理结果发布至第二主题，将第一边缘节点资源和部署状态发送至域代理；

19、s4 dds主题管理与数据分发模块将第一主题上发布的数据分发至第一边缘节点，将任务处理后的结果数据分发至云端第二主题；

20、s5域代理收集汇聚第一边缘节点资源和部署状态，上报汇聚至sdn协调控制器，生成全局边缘mesh网运行状态；

21、s6 sdn协调控制器根据当前第一边缘节点mesh网的运行状态，进行迁移调度决策，由云端任务迁移代理和本地任务调度模块代理协调实施。

22、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

23、(1)本发明提供的一种云边协同数据分发系统，通过mesh组网和sdn架构，构建了可伸缩的云边协同计算环境，实现了云边之间数据和任务的协同处理。当数据订阅节点处于边缘代理节点所在的局域网内时，可以获得实时的数据处理结果，减少终端设备的计算能耗和处理延时；当数据订阅节点处于云端时，数据处理任务经云边协同计算环境迁移至边缘代理节点处，终端发布的海量实时数据可在边缘节点进行预处理，形成小数据量的结果信息，减少了回传至云边跨域之间的带宽消耗，最终减小网络传输延时。

24、(2)采用本发明提供的一种云边协同任务迁移调度方法，通过任务迁移替代数据迁移，将云端部分的任务调度至边缘，在云端仍然处理任务，调度至边缘的任务对应的数据就可不用回传至云端，在边缘上就可被消费处理，能减少跨域之间的数据传输，优化跨域之间的数据传输延时。

技术特征：

1.一种云边协同数据分发系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的云边协同数据分发系统，其特征在于，所述边缘代理节点与本地局域网内的数据终端连接，并作为与其他边缘局域网络进行通信协同的桥接器；订阅主题数据的数据处理任务能从云端卸载至对应的边缘代理节点上，使计算任务能直接在边缘代理节点中的本地数据流上进行处理。

3.如权利要求1所述的云边协同数据分发系统，其特征在于，所述获取边缘代理节点之间的mesh组网的数据和状态，包括：

4.如权利要求1所述的云边协同数据分发系统，其特征在于，所述域代理部署运行在云边环境的各个域内的接入交换机附近的服务器上。

5.如权利要求3所述的云边协同数据分发系统，其特征在于，所述域代理之间以预设的时间间隔发送检测消息，获取域代理之间的链路状况，生成域代理之间传输的代价信息；

6.如权利要求1所述的云边协同数据分发系统，其特征在于，还包括边缘代理节点的本地任务调度模块和边缘代理节点的dds主题管理数据分发模块；所述边缘代理节点的本地任务调度模块用于接收任务，实施任务分类和任务延时预测，按照优先级调度任务执行，所述dds主题管理数据分发模块用于主题管理和数据分发。

7.如权利要求1所述的云边协同数据分发系统，其特征在于，所述域代理收集本地链路状态，生成边缘mesh网运行状态，上报至sdn协调控制器，生成边缘协同覆盖网。

8.如权利要求6所述的云边协同数据分发系统，其特征在于，所述dds主题管理与数据分发模块处理基于“发布-处理-订阅”的数据分发任务，实现跨域的数据路由与发现。

9.一种云边协同任务迁移调度方法，其特征在于，包括：

技术总结本申请公开了一种云边协同数据分发系统，该方法包括：部署在云边环境中的域代理和SDN协调控制器；域代理包括部署在云端的路由代理节点和部署在边缘服务器的多个边缘代理节点，用于对跨域DDS数据路由和发现的全局管理和调度；SDN协调控制器部署在云端，用于获取边缘代理节点之间的Mesh组网的数据和状态，进行任务协调控制和数据分发；域代理还包括全局数据分发与管理模块和任务迁移调度模块；全局数据分发与管理模块用于域代理中的“发布‑处理‑订阅”主题的注册和跨域的数据路由与发现；任务迁移调度模块用于云边之间的数据处理任务迁移。本发明提供的一种云边协同数据分发系统，可以减少终端设备的计算能耗和处理延时。技术研发人员：李祯,米海波,廖非凡,严其飞,徐振兴,邹力,刘波,王振义,付军,周书林受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1