[发明专利]基于云边融合的微服务组合方法及应用

说明书

本发明揭示了一种基于云边融合的微服务组合方法及应用，方法包括构建备选服务实例集，备选服务实例集包括多个位于云数据中心或边缘节点的服务实例；查找备选服务实例集中，是否有与待处理数据所位于的服务实例位置关联的服务实例；若是，将待处理数据传输至该位置关联的服务实例；若否，按照预定规则确定备选服务实例集中的目标服务实例，并将待处理数据传输至目标服务实例。本发明在提供基于云边融合的服务组合时，选出的是一个服务实例链集而非一条服务实例链，避免了由于边缘节点上服务实例可靠性不高、以及边缘节点之间以及云边之间网络状态波动可能带来的组合服务延迟过长的问题，保证了服务组合的可靠性，且不会导致网络资源的浪费。

技术领域

本发明属于移动边缘计算技术领域，具体涉及一种基于云边融合的微服务组合方法，以及应用该方法构建的服务器网络。

背景技术

如今，随着物联网、5G通讯技术的快速发展，万物互联的智能时代正在加速到来，随之而来的还有数据量的急剧增长，这种情形对当前广泛使用的云计算模型提出了巨大的挑战，使其暴露出了固有的问题，正因如此，近几年，边缘计算出现在大众视野中，边缘计算是一种在靠近终端设备的网络边缘提供智能服务的新型计算模型。值得注意的是，边缘计算虽然有如此多的优势和特点，但由于边缘节点资源受限，且部分数据与任务必须在云中心中存储和执行，所以云边协同具有更广泛的实际意义。

与此同时，不同于云计算模型中将所有的业务功能都在云中心中执行，为了提高服务响应能力，将功能复杂的服务根据业务逻辑拆分成诸多较小的服务，并部署在云边系统中是一种可行的选择。这就引发了如何将云中和边缘节点上的服务组合起来即服务组合问题。然而，随着网络规模的增加，服务组件相应的服务实例数量成倍增长，因此，对于一个组合服务功能往往会有很多个组合服务可供选择，但是这些组合服务的QoS(Quality ofService，服务质量)却参差不齐。因此，对于某一组合服务来讲，QoS等非功能性是值得考量的重要指标。如今，用户对服务所能实现的功能性能以及非功能体验都提出了更高的要求。

服务组合是指按照一定的应用需求，利用支持服务组合的平台，根据预定义的规则动态选择、集成和调用己经存在的候选服务以形成满足任务需求的服务协同工作流程的过程。鉴于上述云计算面临的挑战、云边协同的优势以及用户对服务组合质量的越来越高的要求。

目前与服务组合相关的研究大多都是关于部署在云中的Web服务的服务组合研究以及少部分的微服务组合研究。基于QoS的Web服务组合可划分为三个类别：①基于QoS属性计算的服务组合；②基于工作流的QoS模型的服务组合；③基于QoS语义的服务组合。其中，基于组合服务QoS属性计算的方法又包含穷举法、局部优化法、数学规划法和遗传算法等方法。

微服务组合方法主要有以下三种：基于工作流模型的组合、基于状态演算的组合和基于形式化语言的组合。基于工作流模型的组合方法的基本思想是使用特定的建模语言定义工作流，并使用编排引擎工具管理和控制预先定义的工作流的执行，该方法可以实现服务的灵活部署及动态绑定，就目前而言，微服务组合方法大多都是基于此模型。基于状态演算的组合方法主要是基于微服务组合的具体描述及服务状态图模型的映射关系，为微服务组合建立形式化模型，本质上讲该方法也是工作流形式的组合方法，但其主要进行组合方案的可行性验证。基于形式化语言的组合方法主要是针对半自动化的微服务组合提出的，基本思想是为微服务组合定义一种特定描述语言，该语言包括一系列语法语义及复杂结构，可使用户从更抽象层次描述微服务的组合和调度。

从上述介绍可以看出，在云边协同环境下对服务组合问题建模并研究，当前大多是对云计算环境下的Web服务及其组合进行的研究。虽然已经提出了很多支持随需应变的服务组合的各种服务选择方法，但在大多数情况下，这些方法都是假设网络资源是过度供应的，在做出具有质量感知的服务组合决策时没有考虑这些资源的使用情况。实际上，这些方法通常会导致网络资源的浪费和基于云服务的不切实际的端到端QoS优化。

发明内容