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一种边云协同开发框架技术

长江信息通信 2024年第3期37卷 198-200页

作者：李浩郑悦中移(上海)信息通信科技有限公司上海200120

在5G+移动互联网时代,云边协同开发框架的意义在于实现云端和边缘计算资源的协同工作,以提供更灵活、高效和全面的服务。云边协同架构将云计算和边缘计算紧密结合,通过有效地协同利用云端和边缘资源,形成一个统一的服务体系,实现资源的... 详细信息

在5G+移动互联网时代,云边协同开发框架的意义在于实现云端和边缘计算资源的协同工作,以提供更灵活、高效和全面的服务。云边协同架构将云计算和边缘计算紧密结合,通过有效地协同利用云端和边缘资源,形成一个统一的服务体系,实现资源的动态分配和任务的智能调度。基于中国移动的5G新基建,文章提出了一种基于5G边缘计算技术的云边协同开发框架及实现方法,为移动场景下的边缘计算应用提供切实可行的落地方案。

关键词：云边协同数据同步框架移动性管理边边协同边缘计算

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基于边缘计算的烟草制丝工艺参数协同优化

基于边缘计算的烟草制丝工艺参数协同优化

作者：刘鑫昆明理工大学

学位级别：硕士

卷烟制丝工艺过程工序环节繁杂,各工序工艺参数众多,工艺参数的调节不仅直接影响当前工序加工质量,还会影响下一工序乃至卷烟产品最终的加工水平与感官质量。在这种情况下,对制丝工艺参数优化也提出了更高的要求,为此,针对在制丝工艺产... 详细信息

卷烟制丝工艺过程工序环节繁杂,各工序工艺参数众多,工艺参数的调节不仅直接影响当前工序加工质量,还会影响下一工序乃至卷烟产品最终的加工水平与感官质量。在这种情况下,对制丝工艺参数优化也提出了更高的要求,为此,针对在制丝工艺产品质量优化场景下存在的上述问题,结合工艺参数优化模型、边缘计算等相关技术,提出基于边缘计算的烟草制丝工艺参数协同优化,具体研究内容及主要结论如下:(1)对制丝工艺过程中存在参数之间关系复杂、参数与指标之间的函数关系难以建立以及传统参数优化方法存在优化结果不可靠等问题,设计面向烟草制丝的工序参数内部优化模型,内部优化模型主要解决工序内的参数优化求解问题,利用指标预测以及优化求解两部分来求解工序内部之间的最优参数;(2)根据所采用的工序参数内部优化模型以及对边缘计算技术的研究,构建基于边缘计算的烟草制丝工艺参数协同优化模型,协同优化模型主要解决工序之间的协同优化问题,并设计协同优化方法,具体包括边云协同以及边边协同优化方法,对云层功能以及边缘层边缘网关的数据连接、数据管理以及应用服务功能进行设计;(3)以松散回潮工序以及一级加料工序为例,通过实验室软硬件模拟边云协同以及边边协同环境,并对该协同优化过程进行验证。具体包括:通过实现网关的设备连接以及应用服务功能将指标数据上传云平台,云平台分析并结合网关规则引擎相关功能将标准质量指标反馈至边缘网关,同时网关之间调用非标准指标值,边缘层利用内部优化模型计算工艺参数最优解,完成参数的内部优化以及多工序的协同优化。通过对基于边缘计算的烟草制丝工艺参数协同优化方法的验证,结果表明该方法在满足数据调控实时性的同时,解决烟草制丝工艺工序内部以及工序之间协同优化问题,为提升烟草制丝工艺产品质量提供一种新的途径和方法。

关键词：边缘计算云边协同边边协同多工序协同优化

基于Edgex Foundry的配电网无功电压云边协同控制方法研究

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电力系统保护与控制 2023年第21期51卷 126-135页

作者：孙钰茗郭成方正云昆明理工大学机电工程学院云南昆明650500 昆明理工大学电力工程学院云南昆明650500 昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650500 云南电网有限责任公司云南昆明650011

针对大量多维异构的电网数据引起的存储压力、计算延迟和云边通信问题,提出了一种基于Edgex Foundry的配电网无功电压云边协同控制方法。首先,感知配电网10 kV侧的电网数据,构建了“边云”、“边边”协同控制模块与配电网无功电压信息... 详细信息

针对大量多维异构的电网数据引起的存储压力、计算延迟和云边通信问题,提出了一种基于Edgex Foundry的配电网无功电压云边协同控制方法。首先,感知配电网10 kV侧的电网数据,构建了“边云”、“边边”协同控制模块与配电网无功电压信息交互模型,基于多种通信协议建立云边数据传输通道。然后,部署了面向配电网无功电压的云边协同控制模型,构建了基于Edgex Foundry的配电网无功电压“云-边-端”集中-分布式协同控制架构,实现云边协同架构与十五区图控制策略交互融合。最后,基于仿真验证了云边协同控制方法可以降低计算时延,缓解云端计算和存储压力,实现在云边协同控制中母线与支线整体联控、异常支线局部单调两种调控模式的深度融合,为实现配电网无功电压云边协同控制提供了技术支撑。

关键词：边缘服务器云边协同边边协同无功电压控制协同控制

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移动边缘计算中的多用户多边协同卸载策略

现代信息科技 2023年第18期7卷 11-19页

作者：柏建雄魏佳隆孟晓磊刘扬赵振青岛科技大学信息科学技术学院山东青岛266061

在多用户多边缘服务器的边缘计算场景下,用户设备在任务卸载时,由于卸载目标的不确定性常导致移动边缘服务器负载不均衡,出现资源紧张或资源空闲浪费问题,甚至导致卸载决策失效。针对此问题,提出了面向时延和能耗感知的启发式任务多边... 详细信息

在多用户多边缘服务器的边缘计算场景下,用户设备在任务卸载时,由于卸载目标的不确定性常导致移动边缘服务器负载不均衡,出现资源紧张或资源空闲浪费问题,甚至导致卸载决策失效。针对此问题,提出了面向时延和能耗感知的启发式任务多边协同卸载(HTMC)算法,并在算法中提出了一种基于粒子近期历史位置的位置更新策略(PRPPUS)。该算法以最小化UE能耗和任务执行时延的加权和为目标,根据时延和能耗感知自适应地选择任务卸载策略,达到最小化UE开销目标。仿真实验结果证明,与采用粒子群算法和遗传算法的卸载策略比较,所提HTMC算法的性能更高、更平稳,算法运行开销较小,优化效果更突出。

关键词：移动边缘计算计算卸载边云协同边边协同粒子群优化算法

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面向工业互联网云网边端协同技术研究

邮电设计技术 2022年第3期 25-28页

作者：黄倩唐雄燕黄蓉王友祥陈杲中国联通研究院北京100048

挖掘了工业互联网云网边端协同的价值场景及其整体技术视图,分析了云边协同、边边协同、边端协同、云网协同等4类主流关键技术,旨在挖掘相关技术趋势及难点,为运营商赋能工业互联网场景,在计算和网络资源方面提供定制化、差异化的服务... 详细信息

挖掘了工业互联网云网边端协同的价值场景及其整体技术视图,分析了云边协同、边边协同、边端协同、云网协同等4类主流关键技术,旨在挖掘相关技术趋势及难点,为运营商赋能工业互联网场景,在计算和网络资源方面提供定制化、差异化的服务保障建议。

关键词：工业互联网云边协同边边协同边端协同云网协同

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面向算力网络的微服务调度策略研究与实现

面向算力网络的微服务调度策略研究与实现

作者：戴鑫东南大学

学位级别：硕士

云计算与边缘计算的快速发展,助力算力从云端下沉到边缘,形成泛在的计算资源。为推动计算和网络资源的深度融合,研究人员提出了算力网络的概念。在算力网络的架构中,算力服务层是联系算力资源和用户需求的桥梁,可基于微服务架构实现,灵... 详细信息

云计算与边缘计算的快速发展,助力算力从云端下沉到边缘,形成泛在的计算资源。为推动计算和网络资源的深度融合,研究人员提出了算力网络的概念。在算力网络的架构中,算力服务层是联系算力资源和用户需求的桥梁,可基于微服务架构实现,灵活地为用户需求提供特定的服务实例。因此,研究面向算力网络的微服务调度策略,对算力网络的进一步落地实施具有重要的意义。现有工作中,Kubernetes服务编排系统和以Istio为代表的服务网格是云中心主流的微服务部署和调度平台。然而,在微服务部署方面,Kubernetes原生策略的评价指标只包括CPU和内存信息,而未考虑网络、磁盘等其它维度资源的状况,导致资源负载的不均衡;在微服务调度方面,当大量任务需求到达时,由于Istio默认使用轮询机制,缺乏高效算法,容易引起服务调度性能下降。针对上述问题,本文以算力网络架构的服务层为基础,对目前云中心的微服务部署和调度工作开展研究与优化,并将云端提出的优化策略拓展至边缘,实现边缘侧的服务协同。本文的具体工作如下:（1）设计一种融合多维资源的微服务部署优化策略。针对Kubernetes部署微服务时原生策略资源信息利用不充分的问题,本文提出的优化策略拓展了评价指标,增加了网络带宽和磁盘容量等信息,根据待部署服务对多维资源的不同需求动态调整资源权重,并实时监控集群资源状态信息,自适应调整部署节点。实验结果表明,与原生策略相比,本文提出的部署优化策略有助于节点自身和集群整体资源的利用率更加均衡。（2）设计一种基于关键路径算法的微服务调度优化策略。针对Istio使用轮询算法带来的服务调度效率低问题,本文抽象调度问题,构造AOV拓扑图,结合微服务处理时间和代价将其转化为AOE模型,给出基于关键路径算法的求解方案,即以关键路径节点上服务实例完成时间为截止时间,决策出最低代价的服务实例。仿真结果表明,与Istio默认算法相比,本文提出的优化策略可以有效降低服务实例调度的时间和代价。（3）实现边缘侧的微服务调度优化方案。针对现有边缘存在多节点信息维护困难和缺乏细粒度微服务调度能力等问题,本文设计集中式边缘信息维护方案,并适配边缘轻量化服务网格,实现边缘集群的细粒度服务调度。最后,针对边缘资源与云端的差异,将本文所提调度策略进行了适应边缘的调整。结果表明,在边缘侧,本文给出的优化策略仍可有效地实现微服务调度的边边协同。综上,本文对面向算力网络的微服务部署和调度工作进行了优化,提出的部署优化策略能主动适应算力资源的变化,均衡资源的利用率;提出的基于关键路径算法的调度优化策略能显著降低调度时间和成本,且在边缘侧同样具有良好的性能表现。基于以上优化策略,有效地提升了算力网络中微服务的协同处理能力。

关键词：算力网络微服务调度多维资源关键路径边边协同

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基于渗透计算的工业物联网资源调度模型研究

基于渗透计算的工业物联网资源调度模型研究

作者：陈奉然南京邮电大学

学位级别：硕士

近年来,由于物联网的飞速发展,越来越多的工业设备正在参与工业物联网,物联网日益增加的规模显著提高了物联网的数据流量。传统的云计算框架由于部署在远离用户的云端,存在高时延、低带宽等问题。由于边缘计算的计算能力和存储能力有限... 详细信息

近年来,由于物联网的飞速发展,越来越多的工业设备正在参与工业物联网,物联网日益增加的规模显著提高了物联网的数据流量。传统的云计算框架由于部署在远离用户的云端,存在高时延、低带宽等问题。由于边缘计算的计算能力和存储能力有限,迫切需要一种策略将云计算和边缘计算的优点巧妙地结合起来。因此,云边协同计算模式逐渐成为了当前的工业物联网领域的研究热点之一。在传统的云计算和边缘计算框架中,资源调度问题的相关理论、技术与算法发展地较为成熟,而对于云边协同计算框架中资源调度问题的研究还处于起步阶段。本文针对云边协同计算架构下工业物联网资源调度与处理特定需求的问题,提出了能够满足低时延、低能耗和高效率的资源调度方法。本文的主要研究内容和创新工作包括如下两个方面:(1)提出一种基于渗透计算的工业物联网云边渗透协同资源调度模型。首先根据云计算和边缘计算的计算特点提出云边渗透调度模型,引入服务质量实现对响应时间、吞吐量、能耗等多个指标的适配;然后提出了一种基于深度强化学习的半透膜渗透管理机制,该机制借助于深度强化学习算法充当云边资源之间的调度管理器,使得服务资源在满足服务质量帕累托有效配置的约束下,实现服务资源的优化配置和云边资源的高效利用;最后通过仿真实验对所提出的云边资源调度算法进行比较和分析。(2)提出一种基于渗透计算的工业物联网边边渗透协同资源调度模型。首先根据服务资源的时延指标进行服务优先级划分,再综合考虑计算能力、处理时间、能耗因素,构建了多维服务质量帕累托有效配置的评价指标;然后提出了一种基于改进深度强化学习算法的半透膜渗透管理机制,通过引入长短期记忆网络提高深度强化学习算法的收敛速度;最后通过仿真实验对所提出的边边渗透资源调度算法进行比较和分析。

关键词：云边协同边边协同渗透计算资源调度深度强化学习

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云原生边缘计算架构分析

电信科学 2019年第S2期35卷 98-109页

作者：张琦贾玄张森殷薇欧争光王烽华为技术有限公司广东深圳518129 中国移动通信有限公司研究院北京100055

为了解决日趋复杂的边缘应用管理带来的问题,在分析业界与学术界多个边缘计算项目的架构后,阐述了一种基于Kubernetes架构的云原生边缘计算系统KubeEdge。KubeEdge本质是将Kubernetes的云原生微服务管理能力延伸到边缘,将云原生的生态... 详细信息

为了解决日趋复杂的边缘应用管理带来的问题,在分析业界与学术界多个边缘计算项目的架构后,阐述了一种基于Kubernetes架构的云原生边缘计算系统KubeEdge。KubeEdge本质是将Kubernetes的云原生微服务管理能力延伸到边缘,将云原生的生态和开发体验延伸到边缘,针对上层开发者提供统一的开发、部署、管理视图,并增强了离线运行能力、边云协同能力和边边协同能力。最后,给出了在智慧园区、工业互联网、互动直播、自动驾驶等场景下KubeEdge的实际应用案例以及未来在边缘应用安全、数据隐私和可信以及边缘AI方向的研究工作。

关键词：边缘计算云原生边云协同边边协同

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基于广电5G的边缘云计算平台的建设实践

中国有线电视 2021年第1期 8-10页

作者：刘伟华数云科技有限公司浙江杭州310030

通过5G边缘云计算平台的部署以及云网边协同、边边协同等模式,创新地实现了在5G领域内分布式云计算架构的落地,既能发挥规模降本效应,又能提供规范化、标准化、高效化的技术服务,充分发挥边缘云计算平台快速部署、弹性扩容等核心技术特... 详细信息

通过5G边缘云计算平台的部署以及云网边协同、边边协同等模式,创新地实现了在5G领域内分布式云计算架构的落地,既能发挥规模降本效应,又能提供规范化、标准化、高效化的技术服务,充分发挥边缘云计算平台快速部署、弹性扩容等核心技术特点,具备良好的技术创新和业务模式创新。

关键词：广电5 G 边缘云计算边缘自治云边协同边边协同