一种基于网云协同的计算资源调度方法与流程

专利2026-01-01  22


本发明涉及计算资源调度技术,尤其涉及基于网云协同的计算资源调度方法。


背景技术:

1、分布式云计算资源是现代信息技术领域的一项重要创新,它通过将计算资源、存储资源和网络资源分布在各地的数据中心中,实现了计算能力的弹性扩展和高效利用。随着业务需求的增长,用户可以轻松地从云服务获得计算资源,且无需担心物理硬件的限制和高昂的维护成本、运行开销。同时,分布式部署也增强了系统的容错性、抗毁性、可靠性。

2、分布式广域网,本专利主要研究的是无线特性的分布式广域网,利用先进的无线传输技术(如4g/5g/6g),实现跨地域、大范围的无线连接。这种网络架构克服了传统有限网络物理限制和成本高的不足,目前依托空天立体手段,能够实现大地域的无线覆盖通信,具备高速、稳定的网络服务能力,这也是实现机动性通信的必须手段。

3、网云协同,是网络信息技术与云计算深度融合的产物,它通过将网络资源与云计算能力紧密结合,实现数据的高效传输、存储和处理,以及资源的灵活配置和共享。在这一过程中,网络作为信息的流通血管,为云计算服务提供了基础设施支撑,而云计算则以强大的计算能力和灵活的扩展能力,为各类应用提供动力。

4、目前,在网云协同场景下,用户按移动性分类主要有固定用户和机动用户两大类,机动用户在移动过程中需要随遇接入到各个通信节点的无线通信设备中,实现数据通信传输,在这个过程中,接入通信节点能够动态变化,保障用户能够随时随地的进行通信。

5、综上所述,分布式无线广域网与云计算一体融合后,网的能力和云的能力相互支撑相互协同,在这个过程中,用户想要获取到最佳的云计算资源,特别是机动类用户,需要根据业务特性选择合适的云资源调度方法,而在这个过程中,云资源调度方法需要和网络接入、网络变化相协同,而这个协同方法将需要解决各种场景下的协同问题,是较为复杂困难的,因此急需根据网云特征和业务特征实现网云协同的计算资源高效调度。


技术实现思路

1、针对背景技术提出的问题,本发明公开了一种基于网云协同的计算资源调度方法,包含了中心云节点、边缘云节点、移动节点。其中,边缘云节点与中心云节点之间通过无线链路进行数据通信,边缘云节点与移动节点之间通过无线链路进行数据通信,边缘云节点与边缘云节点之间通过无线链路进行数据通信,边缘云节点由边缘云设施和边缘通信设备组成,中心云节点由中心云设施和中心通信设备组成,移动节点由应用终端和移动通信设备组成;应用终端在工作中需要云计算资源,由边缘云设施和中心云设施为其提供;中心云设施实时感知全网网络态势与全云计算资源态势,中心云设施统一调度网云资源,默认为移动节点提供就近资源的调度服务,在移动节点申请智能化计算资源调度服务后,将根据系统能力开放策略与移动节点身份权限,按权限范围智能运行多机冗余、窗口切换、提级处理、继续服务四种计算资源调度模式对网云资源进行调度。

2、所述的系统能力开放策略是指中心云设施配置的能力计算资源调度分配的策略,通过从节点类型、节点身份权限维度建立映射关系,以实现不同能力的计算资源调度,包括对多机冗余、窗口切换、提级处理、继续服务四种策略的调度执行的管理。如从节点类型的角度,部分节点只允许使用多机冗余、窗口切换策略,部分节点指允许使用提处理策略;从身份的角度,部分身份的节点只允许继续服务,部分身份的节点可以允许四种服务。

3、网云协同系统呈现出分布式、大地域、通信手段异构等特点,在受到恶劣天气、电磁干扰、地形遮挡等影响时,通信链路会存在不稳定现象;以及在网云协同系统的移动节点快速移动时,会发生移动节点直接通信接入的边缘云节点变化;或者某个边缘云节点由于通信链路的原因,导致直接失联,无法接入等情况。在上述条件下,移动节点的云计算资源运行在某一个边缘云节点上,抗毁能力和健壮性都难以得到保证。

4、本专利设计多机冗余计算资源调度服务能力,中心云设施实时感知全网网络态势与全云计算资源态势,中心云设施计算生成多机冗余计算资源调度策略,为需要冗余计算资源调度服务的移动节点提供主备两套云计算资源,在正常情况下,主计算资源处理移动节点的计算任务,备计算资源将实时同步主计算资源的参数和状态信息。当主计算资源无法提供服务时,中心云设施将备计算资源提生成主计算资源,移动节点将快速得到备计算资源的计算服务,同时,中心云设施在其它边缘云节点调度分配备计算资源。

5、全云计算资源指网云协同系统中的所有云计算资源,中心云设施与各边缘云节点之间建立了overlay网络,利用物理网络的基本连通性,在其上创建了网云协同控制逻辑网络,保证中心云节点对各边缘云节点的快速调度、路径优化的可靠性和可编排性。

6、所述的中心云设施计算生成多机冗余计算资源调度策略的流程如下:

7、s101、移动节点的应用终端发送信息请求给中心云设施,申请中心云设施为其提供多机冗余计算资源调度服务;

8、s102、中心云设施根据系统能力开放策略,判断是否提供该服务,若不提供,则发送不予服务信息,并结束流程;若提供,则发送确认服务信息,并进入下一步;

9、s103、中心云设施实时感知全网网络态势与全云计算资源态势,为应用终端分配主备两套云计算资源,并动态保持主计算资源主要分配在与移动节点最近的边缘云节点上,备计算资源主要分配在下一时刻与移动节点信号评价最好的边缘云节点上。

10、移动节点具有高速移动特征,在移动过程中,为保证信息的快速高效传输,云计算资源能够快速为移动节点进行服务,实现时敏网云协同,需要将云计算资源调度分配到最佳位置,计算资源就近提供服务。移动节点在需要提供快速敏捷的服务时,将通过发起窗口切换计算资源调度请求,由中心云设施计算生成窗口切换计算资源调度策略。

11、所述的中心云设施计算生成窗口切换计算资源调度策略的流程如下:

12、s201、移动节点的应用终端发送信息请求给中心云设施,申请中心云设施为其提供窗口切换计算资源调度服务;

13、s202、中心云设施根据系统能力开放策略,判断是否提供该服务,若不提供,则发送不予服务信息,并结束流程;若提供,则发送确认服务信息,并进入下一步;

14、s203、中心云设施实时感知全网网络态势与全云计算资源态势,为应用终端分配云计算资源,计算资源分配在与移动节点信号评价最好的边缘云节点上;

15、s204、当与移动节点信号评价最好的边缘云节点发生改变时,基于迁移改变策略动态迁移云计算资源到新的边缘云节点上。

16、边缘云节点根据规模和能力,区分大型、小型节点,大型节点主要由卫星、飞艇、飞机、船、固定基站等平台构成,小型节点由便携式台站、小型无人机、小型无人车等低重平台构成。部分边缘云节点的处理能力有限,在部分情况下,移动节点将快速跨域多个边缘云节点,边缘云节点的计算资源快速切换将导致较大管控开销、较底反应速度。本专利在计算资源调度模式中设计了提级处理模式,该模式下云计算资源将上升到上一级边缘云节点或中心云节点中。

17、中心云设施计算生成提级处理计算资源调度策略的流程如下:

18、s301、移动节点的应用终端发送信息请求给中心云设施,申请中心云设施为其提供提级处理计算资源调度服务;

19、s302、中心云设施根据系统能力开放策略,判断是否提供该服务,若不提供,则发送不予服务信息,并结束流程;若提供,则发送确认服务信息,并进入下一步;

20、s303、中心云设施将为移动节点服务的云计算资源调度分配到中心云节点,或者调度分配到中心云节点与当前服务边缘云节点之间的边缘云节点。

21、计算资源调度策略中设计了继续服务策略,该策略用于满足关键数据、关键运行计算时,计算资源相对固定,保证数据的和计算资源的一致性,以提升计算服务的可靠性和安全性,其中,中心云设施计算生成继续服务计算资源调度策略的流程如下:

22、s401、移动节点的应用终端发送信息请求给中心云设施,申请中心云设施为其提供继续服务计算资源调度服务;

23、s402、中心云设施根据系统能力开放策略,判断是否提供该服务,若不提供,则发送不予服务信息,并结束流程;若提供,则发送确认服务信息,并进入下一步;

24、s403、中心云设施实时感知全网网络态势与全云计算资源态势,首次为移动节点分配最近的边缘云节点的计算资源,当移动节点的就近通信接入的边缘云节点发生变化后,不做计算资源的调度,只是发送移动节点就近接入的边缘云节点空余的计算能力给移动节点,计算资源能力包括空闲计算cpu、空闲内存、空闲存储资源、网络延迟、网络带宽信息。

25、本发明的有益技术效果是:本发明移动节点通过无线通信手段随遇接入网云协同系统,按需申请多机冗余、窗口切换、提级处理、继续服务四类计算资源调度策略,通过云中心设施感知全局态势,智能调度分配计算资源,实现基于网云系统的计算资源按需集优使用,有效提高了移动节点使用云计算资源的可靠性、安全性、实时性等能力,为用户信息获取、数据处理、分析决策与通信服务等提供了坚实保障。


技术特征:

1.一种基于网云协同的计算资源调度方法,其特征在于,包含了中心云节点、边缘云节点、移动节点,边缘云节点与中心云节点之间通过无线链路进行数据通信,边缘云节点与移动节点之间通过无线链路进行数据通信,边缘云节点与边缘云节点之间通过无线链路进行数据通信,边缘云节点由边缘云设施和边缘通信设备组成,中心云节点由中心云设施和中心通信设备组成,移动节点由应用终端和移动通信设备组成;应用终端在工作中需要云计算资源,由边缘云设施和中心云设施为其提供;中心云设施实时感知全网网络态势与全云计算资源态势,中心云设施统一调度网云资源,默认为移动节点提供就近资源的调度服务,在移动节点申请智能化计算资源调度服务后,将根据系统能力开放策略与移动节点身份权限,按权限范围智能运行多机冗余、窗口切换、提级处理、继续服务四种计算资源调度模式对网云资源进行调度。

2.根据权利要求1所述的一种基于网云协同的计算资源调度方法,其特征在于,中心云设施计算生成多机冗余计算资源调度策略的流程如下:

3.根据权利要求1所述的一种基于网云协同的计算资源调度方法,其特征在于,中心云设施计算生成窗口切换计算资源调度策略的流程如下:

4.根据权利要求1所述的一种基于网云协同的计算资源调度方法,其特征在于,中心云设施计算生成提级处理计算资源调度策略的流程如下:

5.根据权利要求1所述的一种基于网云协同的计算资源调度方法,其特征在于,中心云设施计算生成继续服务计算资源调度策略的流程如下:


技术总结
本发明公开了一种基于网云协同的计算资源调度方法,包含了中心云节点、边缘云节点、移动节点,移动节点申请智能化计算资源调度服务,中心云节点智能运行多机冗余、窗口切换、提级处理、继续服务四种计算资源调度模式对网云资源进行调度,实现了基于网云系统计算资源的按需集优使用,有效提高了移动节点使用云计算资源的可靠性、安全性、实时性等能力,为用户的信息获取、数据处理、分析决策与通信服务等提供了坚实保障。

技术研发人员:莫皓颖,李升东,文云飞,程韵竹,王晓东,文小琴,任俊玲
受保护的技术使用者:重庆金美通信有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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