[发明专利]一种去中心化的移动边缘计算资源发现和选择方法及系统

权利要求书

1.一种去中心化的移动边缘计算资源发现和选择方法，包括选择移动边缘计算节点以进行服务部署和移动边缘计算节点服务发现的决策方法与移动边缘计算节点进行自主部署和自主发现的协议，其特征在于：

1)采用三层分层网络拓扑管理移动边缘计算节点，第1层由移动边缘计算节点组成，它们通过Wi-Fi或移动网络直接与移动物联网设备通信，第2层由区域性控制节点即区域云组成，管理位于同一区域的移动边缘计算节点,第3层由核心云组成，是网络运营商的中央管理节点，管理区域云，移动边缘计算节点、区域云和核心云统称节点；

2)每个移动边缘计算节点由四个组件组成：聚合器，用于接入Wi-Fi或移动网络，将来自移动物联网设备的传入请求传输到边缘计算服务管理模块；边缘计算服务池，用于提供计算资源以创建服务实例；边缘计算服务控制器，包括用于控制服务器的服务实例管理器、用于区分注册边缘计算服务和正常服务的服务感知、基于数据库中的服务信息，并发现在相邻移动边缘计算节点中运行的服务的服务发现和用于将服务分组从原始目标重定向到边缘服务的位置的本地路由表；服务信息数据库，基于内容中心网络表设计，用于存储边缘计算服务信息，由以下四个表组成：

a)注册服务存储：用于存储已向基础架构提供者注册的所有边缘计算服务的信息；

b)转发信息库：用于存储某个边缘计算服务正在运行的相邻移动边缘计算节点(Next)；

c)待定兴趣表：用于存储等待服务发现结果的请求者和服务对在许多从同一源到同一服务的传入请求中，待定兴趣将仅存储第一个请求而忽略其他请求；

d)在线服务存储：用于存储服务信息，包括容器ID，本地IP地址以及在该节点上运行的容器的本地端口；

3)移动物联网设备发起的对某一服务的请求包含三个主要字段：1)源；2)目标；3)数据，当数据包到达节点时，服务感知模块检查目标是否存在于注册服务存储表中；如果注册服务存储表中不存在目标，则服务感知模块将该分组作为正常分组路由到目标，否则，服务感知检查它是否存在于在线服务存储表中，以确定服务的容器是否已经运行，如果服务在容器中运行，则节点立即将数据包转发到容器以处理该服务，否则，它会在转发信息表中查找哪些相邻的移动边缘计算节点正在托管该服务；如果服务存在于转发信息表中，则它将数据包转发到该相邻移动边缘计算节点，否则，它请求服务发现模块询问其连接的区域云服务发现服务位置；区域云从位于其区域的所有移动边缘计算节点中查找所请求的服务，并回复所请求服务的目标；如果在其区域中没有运行请求的服务，则区域云将向其连接的核心云请求该服务；如果核心云发现在保证服务质量的任何区域中运行的服务，它将回复区域云，如果系统中尚未运行任何服务，或者服务质量未达到设置阈值，则核心云将向服务提供者发送请求以在请求的节点处部署服务；

4)所有服务请求来自并通过服务感知模块以检查服务是否已注册，如果未注册服务，则服务的所有传入数据包将作为正常数据包自动转发到目标，否则，传入服务请求将通过服务发现和部署决策方法，以在保证往返时延低于设定服务质量阈值地发现服务的最佳位置，首先在在线服务存储和转发信息表中查找服务信息，以将传入的数据包转发到托管该服务实例的节点；如果在线服务存储和转发信息表没有关于所请求服务的信息，或者服务的所有现有位置都不满足服务质量，则该节点将发送请求以向其上层节点询问该服务。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于边缘计算服务池采用Docker，其边缘计算服务控制器的服务实例管理器采用一个Docker管理器来管理服务实例，包括进行协助服务部署，初始化/启动/停止服务实例，服务实例管理器还包括用于前端与服务提供者通信的RESTfulAPI列表，以及用于与Docker管理器通信的后端的Python API列表。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于服务感知充当数据包嗅探器，根据IP地址和端口检测边缘计算服务，确定传入请求是否用于边缘计算服务；如果服务提供者想要在节点上部署服务，则必须在核心云中注册服务，然后，核心云将此信息广播到系统中的所有节点，服务感知以此信息作为检测依据；对于未注册的服务，节点将照常将请求转发到网络而不进行任何处理。