[发明专利]基于区块链的边缘计算服务交互方法与系统

说明书

本发明公开了一种基于区块链的边缘计算服务交互方法与系统，用户的某一具备操作系统环境的设备作为多接入边缘计算即服务MECaaS的承载实体；通过MECaaS将用户自己的算力设备注册为边缘节点ECN，并按照统一格式上传或更新边缘节点的注册信息至区块链层；请求设备作为数据产生者发布计算任务至MECaaS；MECaaS调用区块链层部署的智能合约并标准化计算任务的数据格式，通过分布式决策算法为请求设备匹配目标边缘节点，并建立请求设备与目标边缘节点之间的M2M通信，从而使得请求设备能够传输原始数据到目标边缘节点，目标边缘节点回传计算结果给请求设备。本发明不依赖任何集中式的控制器和中央计算节点，可构建完全分布式系统。

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及物联网终端的边缘计算服务分配技术领域。

背景技术

物联网中除了具备算力的边缘节点，还存在大量受限设备，受限设备在内存、CPU、计算资源、生命周期等方面存在不足，因此受限设备需要依赖云计算或边缘技术。

边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧，就近提供最近端服务。传统边缘计算将集中云计算分解成流，计算任务被分配到离数据生产者较近的一端，缓解负担。传统边缘计算在为受限设备匹配边缘节点时依赖集中服务器进行统一分配，集中服务器负荷较大，响应较慢，效率较低，而且一旦集中服务器故障，整个物联网的边缘计算服务将发生瘫痪。此外，有些计算需求可能涉及私有数据，对安全性要求较高。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明提供了一种基于区块链的边缘计算服务交互方法，解决现有技术依赖集中服务器分配计算服务的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于区块链的边缘计算服务交互方法，其特征在于，包括以下步骤：

在区块链层部署智能合约，智能合约用于对预加载程序统一命名，对边缘节点注册信息提供统一格式，提供公平逻辑与资产自动转移业务；

用户的某一具备操作系统环境的设备作为多接入边缘计算即服务MECaaS的承载实体；通过MECaaS将用户自己的算力设备注册为边缘节点ECN，并按照统一格式上传或更新边缘节点的注册信息至区块链层；所述注册信息包括节点名称、节点地址、服务定价与任务消耗时间；

请求设备作为数据产生者发布计算任务至MECaaS；所述计算任务包括预加载程序名称、请求设备地址、延迟敏感性与成本敏感性；

MECaaS调用智能合约并标准化计算任务的数据格式，通过分布式决策算法为请求设备匹配目标边缘节点；

标准化后的计算任务被推送到目标边缘节点的任务队列中，同时触发一个以太坊事件，并通知目标边缘节点确认；

任务确认后，触发另一个以太坊事件，请求设备通过MECaaS下发通信代码给目标边缘节点，以建立请求设备与目标边缘节点之间的M2M通信；

请求设备通过M2M通信传输原始数据到目标边缘节点；

目标边缘节点根据预加载程序名称查找并加载预加载程序，执行预加载程序对原始数据进行计算，回传计算结果给请求设备，同时触发合约事件。

进一步的，所述分布式决策算法包括以下步骤：根据计算任务的延迟敏感性与成本敏感性，请求设备通过MECaaS获取边缘节点的注册信息并计算体验质量，从节点占用状态为空闲的边缘节点中自动选择体验质量最优的边缘节点作为目标边缘节点。

进一步的，体验质量按如下方式计算：其中，E表示边缘节点提供的体验质量；分别为计算任务的延迟敏感性和成本敏感性，均为常量；t表示边缘节点完成计算任务的任务消耗时间，p表示边缘节点的服务定价。