CN110086854A - 一种分布式私有云系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种分布式私有云系统，包括需求终端、数个设备节点通过P2P传输网络分别与云系统控制装置通信连接，云系统控制装置接收需求终端的任务，采集所有设备节点的存储资源和/或计算资源生成动态的云资源池；将其中一设备节点作为一中心服务器，中心服务器用于协助其设备节点之间通信连接的接入；根据每个设备节点当前在线状态及带宽情况择优选取一云控制节点，将提供计算资源的设备节点作为云计算节点，将提供存储资源的设备节点作为云存储节点，控制节点根据云资源池为任务分配计算节点和/或存储节点。本发明减少用户存储需求和计算需求实现的成本，且有效地保证了需求实现的安全性和私密性，提高了用户体验。

Description

一种分布式私有云系统
技术领域
本发明涉及基于云端的物联网数据处理领域，特别涉及一种分布式私有云系统。
背景技术
随着智能设备的发展，智能设备的剩余资源包括存储和计算资源越来越多，特制的存储设备由于无法进行外网接入，而限制了设备的使用，许多家庭的IT设备也由于外网不容易接入，而造成IT资源浪费。
在物联网发展的今天，如何充分利用现有的、分散的IT资源，把数据有效的保存到边缘节点，并利用边缘节点的计算资源进行大规模的分布式计算，是个极大的挑战。
目前云技术已经相当成熟，但现有的云技术都是集中式的服务器集群，将服务器集群进行云化，为客户提供云存储和云计算资源，是按需付费模型，根据需要和使用情况进行付费，造成总成本投入太高。
但实际上物联网设备更靠近客户的节点，所以也就更适合分布式云存储和边缘计算。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种分布式私有云系统，旨在克服以上问题。
为实现上述目的，本发明提出的一种分布式私有云系统，包括需求终端、数个具有存储资源和/或计算资源的设备节点、P2P传输网络和云系统控制装置，需求终端、数个设备节点通过P2P传输网络分别与云系统控制装置通信连接，云系统控制装置接收需求终端的任务，采集所有设备节点的存储资源和/或计算资源生成动态的云资源池；将其中一设备节点作为一中心服务器，中心服务器用于协助其设备节点之间通信连接的接入；根据每个设备节点当前在线状态及带宽情况择优选取一云控制节点，将提供计算资源的设备节点作为云计算节点，将提供存储资源的设备节点作为云存储节点，控制节点根据云资源池为任务分配计算节点和/或存储节点。
优选地，所述设备节点根据所述中心服务器给出的端口进行通信连接，若连接成功，则直接通过P2P传输网络通信；若连接不成功，则所述云系统控制装置将另一设备节点作为中转服务器，用于帮助其他设备节点传输中转数据。
优选地，所述P2P传输网络将设备节点或需求终端的内网IP地址及外网IP地址报送中心服务器做为网络连接的目标地址。
优选地，所述计算资源包括设备节点中CPU、GPU、内存或AI芯片的边缘计算能力。
优选地，所述存储资源包括设备节点中硬盘、内存或移动存储盘的可用存储空间。
优选地，所述设备节点可以同时作为计算节点和存储节点。
优选地，所述任务包括文件的存储、内容的分发、照片的存储及计算任务。
优选地，所述云系统控制装置包括CPU、GPU、硬盘、内存、AI芯片和集成电路，CPU、GPU、硬盘、内存、AI芯片通过集成电路连接。
优选地，所述云系统控制装置包括通讯模块、USB接口、HDMI接口和电源，所述集成电路印制成PCBA集成板，PCBA集成板通过通讯模块与P2P传输网络连接，通过USB接口或HDMI接口与设备节点连接，通过电源接口连接外电。
本发明公开了一种基于P2P网络连接的分布式云系统，将多个设备节点的分散、空闲存储资源和计算资源汇集成云资源池，再对入网连接的设备节点分配角色：中心服务器、云控制节点、云计算节点、云存储节点和中转服务器，来完成需求终端的任务，或将数据有效地分配到边缘计算节点，利用边缘节点的计算能力进行分布式计算，或将文件或内容(照片、视频)有效地分配到可用存储节点，利用分布式文件表技术进行节点的增加和删除来保证系统的平衡。本发明的云系统控制装置用于对动态的云资源池管理、监控及使用分配。本发明将分散、闲置的计算资源和存储资源聚合成大规模分布式的具有存储能力和计算能力的云资源池，大大地减少用户存储需求和计算需求实现的成本，且有效地保证了需求实现的安全性和私密性，提高了用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的结构示意图；
图2为图1中云系统控制装置的集成板的结构示意图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1-2所示，本发明提出的一种分布式私有云系统，包括需求终端、数个具有存储资源和/或计算资源的设备节点、P2P传输网络和云系统控制装置，需求终端、数个设备节点通过P2P传输网络分别与云系统控制装置通信连接，云系统控制装置接收需求终端的任务，采集所有设备节点的存储资源和/或计算资源生成动态的云资源池；将其中一设备节点作为一中心服务器，中心服务器用于协助其设备节点之间通信连接的接入；根据每个设备节点当前在线状态及带宽情况择优选取一云控制节点，将提供计算资源的设备节点作为云计算节点，将提供存储资源的设备节点作为云存储节点，控制节点根据云资源池为任务分配计算节点和/或存储节点。
在本发明实施例中，本发明公开了一种基于P2P网络连接的分布式云系统，将多个设备节点的分散、空闲存储资源和计算资源汇集成云资源池，再对入网连接的设备节点分配角色：中心服务器、云控制节点、云计算节点、云存储节点，来完成需求终端的任务。本发明的云系统控制装置用于对动态的云资源池管理、监控及使用分配，本发明将分散、闲置的计算资源和存储资源聚合成大规模分布式的具有存储能力和计算能力的云资源池，大大地减少用户存储需求和计算需求实现的成本，且有效地保证了需求实现的安全性和私密性，提高了用户体验。
优选地，所述设备节点根据所述中心服务器给出的端口进行通信连接，若连接成功，则直接通过P2P传输网络通信；若连接不成功，则所述云系统控制装置将另一设备节点作为中转服务器，用于帮助其他设备节点传输中转数据。
在本发明实施例中，若设备节点连接P2P传输网络不成功，本发明私有云系统还会将其中另一设备节点作为云的中转服务器。
优选地，所述P2P传输网络将设备节点或需求终端的内网IP地址及外网IP地址报送中心服务器做为网络连接的目标地址。
在本发明实施例中，通过P2P网络加入本私有云系统的设备节点即可以是局域网内的节点也可以是外网或公网的设备节点。
优选地，所述计算资源包括设备节点中CPU、GPU、内存或AI芯片的边缘计算能力。
优选地，所述存储资源包括设备节点中硬盘、内存或移动存储盘的可用存储空间。
优选地，所述设备节点可以同时作为计算节点和存储节点。
优选地，所述任务包括文件的存储、内容的分发、照片的存储及计算任务。
需求终端的任务，或将数据有效地分配到边缘计算节点，利用边缘节点的计算能力进行分布式计算，或将文件或内容(照片、视频)有效地分配到可用存储节点，利用分布式文件表技术进行节点的增加和删除来保证系统的平衡。
优选地，所述云系统控制装置包括CPU、GPU、硬盘、内存、AI芯片和集成电路，CPU、GPU、硬盘、内存、AI芯片通过集成电路连接。
优选地，所述云系统控制装置包括通讯模块、USB接口、HDMI接口和电源，所述集成电路印制成PCBA集成板，PCBA集成板通过通讯模块与P2P传输网络连接，通过USB接口或HDMI接口与设备节点连接，通过电源接口连接外电。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种分布式私有云系统，其特征在于，包括需求终端、数个具有存储资源和/或计算资源的设备节点、P2P传输网络和云系统控制装置，需求终端、数个设备节点通过P2P传输网络分别与云系统控制装置通信连接，云系统控制装置接收需求终端的任务，采集所有设备节点的存储资源和/或计算资源生成动态的云资源池；将其中一设备节点作为一中心服务器，中心服务器用于协助其设备节点之间通信连接的接入；根据每个设备节点当前在线状态及带宽情况择优选取一云控制节点，将提供计算资源的设备节点作为云计算节点，将提供存储资源的设备节点作为云存储节点，控制节点根据云资源池为任务分配计算节点和/或存储节点。
2.如权利要求1所述的分布式私有云系统，其特征在于，所述设备节点根据所述中心服务器给出的端口进行通信连接，若连接成功，则直接通过P2P传输网络通信；若连接不成功，则所述云系统控制装置将另一设备节点作为中转服务器，用于帮助其他设备节点传输中转数据。
3.如权利要求1所述的分布式私有云系统，其特征在于，所述P2P传输网络将设备节点或需求终端的内网IP地址及外网IP地址报送中心服务器做为网络连接的目标地址。
4.如权利要求1所述的分布式私有云系统，其特征在于，所述计算资源包括设备节点中CPU、GPU、内存或AI芯片的边缘计算能力。
5.如权利要求1所述的分布式私有云系统，其特征在于，所述存储资源包括设备节点中硬盘、内存或移动存储盘的可用存储空间。
6.如权利要求1或2所述的分布式私有云系统，其特征在于，所述设备节点可以同时作为计算节点和存储节点。
7.如权利要求1所述的分布式私有云系统，其特征在于，所述任务包括文件的存储、内容的分发、照片的存储及计算任务。
8.如权利要求1-7任一项所述的分布式私有云系统，其特征在于，所述云系统控制装置包括CPU、GPU、硬盘、内存、AI芯片和集成电路，CPU、GPU、硬盘、内存、AI芯片通过集成电路连接，所述计算资源还包括云系统控制装置的CPU、GPU、AI芯片；所述存储资源还包括云系统控制装置的硬盘和内存。
9.如权利要求8所述的分布式私有云系统，其特征在于，所述云系统控制装置包括通讯模块、USB接口、HDMI接口和电源，所述集成电路印制成PCBA集成板，PCBA集成板通过通讯模块与P2P传输网络连接，通过USB接口或HDMI接口与设备节点连接，通过电源接口连接外电。
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