CN111556123A - 一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统 - Google Patents

一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统，包括用于分配标识码区间和标识码的配置模块、用于检测服务器负载状态的检测模块、用于调整服务器标识码区间的整理模块、用于对标识码区间进行更新的更新模块、用于获取服务器更新后标识码区间，并接收请求消息的获取模块、用于对请求消息进行数据优化的优化模块、用于获取请求消息对应标识码及数据内容的处理模块、用于查找标识码与标识码区间相对应且具有相同内容访问对象字段的查找模块和用于将请求消息分发给同一服务器进行处理的配置执行模块。有益效果：减轻了服务器的负担，能够较大地提升系统后端多台服务器的运行效率。

Description

一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统
技术领域
本发明涉及均衡系统技术领域，具体来说，涉及一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统。
背景技术
云节点(node)是具有一定虚拟网络资源、虚拟存储资源、虚拟计算资源，并可通过向云计算服务商发送请求，以在云计算用户的终端上搭建属于自己的云节点(即“私有云”)的一种虚拟的计算机。云节点通常在云服务商所搭建的物理机中通过启动庞大的虚拟机的方式形成。
云计算平台提供了大容量、高配置的服务器集群，提高了服务能力与运行速度，同时也面临着网络访问的高并发等问题。负载均衡实现的是将一台计算机的任务分配给两台或者多台计算机来完成，提高了工作效率。负载均衡可以通过硬件、软件或者两者的组合来实现。通常，负载均衡应用于服务器集群环境中。
然而，在传统的负载均衡模型下，由于客户端连接的服务器动态分配，客户端每次连接服务器后，尤其当大量客户端频繁上线下线时，服务器间都需要将连接信息在所有节点间同步，很容易导致死锁等问题，最终可能导致用户量下降，尤其在节点多的情况下，每两个节点间都要同步数据，形成复杂的网状结构，增加了服务器的负担，影响即时通讯服务器的性能。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统，包括配置模块、检测模块、整理模块、更新模块、获取模块、优化模块、处理模块、查找模块和配置执行模块；
其中，配置模块用于向每个服务器分配标识码区间，同时向每个移动终端分配标识码区间内的标识码，且标识码区间用于标识每个服务器管理的移动终端的集合；
检测模块用于检测每个服务器的负载状态，并将负载状态发送至整理模块；
整理模块用于根据每个服务器的负载状态，调整每个服务器分配的标识码区间；
更新模块用于对调整后的每个服务器对应的标识码区间进行更新并保存；
获取模块用于获取每个服务器更新后的标识码区间，并接收多个移动终端发送的请求消息；
优化模块用于对多个移动终端发送的请求消息进行数据优化；
处理模块用于对优化后多个请求消息分别进行解析，获取每个请求消息对应的标识码，以及每个请求消息中对应的数据内容；
查找模块用于根据每个请求消息的标识码查找相对应标识码区间的服务器，并在每个请求消息的数据内容中，查找包含请求消息指向的网络访问对象内容的访问对象字段；
配置执行模块用于将标识码与标识码区间相对应，且具有相同内容的访问对象字段的各请求消息，分发给同一服务器进行处理。
作为优选的，优化模块包括边缘接入单元、边缘网络传输单元、边缘网关接入单元、边缘优化单元、核心云单元和边缘输出单元；
其中，边缘接入单元用于采集请求消息数据，以及传输数据的优化请求；
边缘网络传输单元用于实现运营商边缘网络的传输与接入；
边缘网关接入单元用于可以实现边缘优化单元的接入与网关控制；
边缘优化单元用于根据部分数据优化请求，对所采集的部分请求消息数据进行优化，并将优化结果传输至边缘输出单元，以及传输未处理的数据优化请求和请求消息数据；
核心云单元用于根据未处理的数据优化请求，对未处理的请求消息数据进行处理，并传输至边缘输出单元；
边缘输出单元用于将优化后的请求消息数据输出。
作为优选的，核心云单元包括用于根据未处理的数据优化请求，对未处理的请求消息数据进行处理的优化调度单元和用于存储有优化调度单元处理数据对应的管理数据的管理数据单元。
作为优选的，处理模块包括数据处理确定模块、数据获取模块、数据加载模块、数据计算模块和数据导出模块；
其中，数据处理确定模块用于确定数据处理请求对应的目标数据资源和目标计算插件；
数据获取模块用于获取目标数据资源；
数据加载模块用于将目标数据资源加载至预设的数据计算框架中；
数据计算模块用于调用计算框架中集成的目标计算插件，对加载的目标数据资源进行数据计算；
数据导出模块用于从数据计算框架中导出数据计算结果，得到每个请求消息对应的标识码以及数据内容。
作为优选的，数据计算框架可以集成有用于实现数据处理的多种模块组件，多种模块组件一一解耦，并且可以直接支持虚拟化和容器化部署，可以在短时间内进行纵向扩展，短时间内满足客户需求。
作为优选的，查找模块包括用于查找标识码与标识码区间对应的第一查找模块和用于查找具有相同内容的访问对象字段的各请求消息的第二查找模块。
作为优选的，配置执行模块包括选择单元、判断单元、第一配置单元、服务器确定单元和第二配置单元；
其中，选择单元用于为标识码与标识码区间相对应且具有相同内容访问对象字段的各请求消息，选择同一服务器；
判断单元用于判断选择单元选择的服务器是否可用；
第一配置单元用于当判断单元的判断结果为所选择的服务器可用时，将标识码与标识码区间相对应且具有相同内容的访问对象字段的各请求消息分发给选择单元选择的同一服务器进行处理；
服务器确定单元用于当判断单元的判断结果为所选择的服务器不可用时，重新确定后端服务可用的服务器的数目；
第二配置单元用于将标识码与标识码区间相对应且具有相同内容的访问对象字段的各请求消息发给同一服务可用的服务器进行处理。
作为优选的，选择单元包括用于选择标识码与标识码区间相对应的第一选择单元和用于选择具有相同内容访问对象字段的各请求消息的第二选择单元。
本发明的有益效果为：
1)、通过将标识码与标识码区间相对应且访问同一网络资源对象的多个移动终端设备，发送到同一台服务器上进行处理，不仅有效地减少了服务器之间同步客户端信息的工作量，而且有效地降低了相同缓存内容所占的空间，减轻了服务器的负担，使得系统后端多台服务器有更多的空间缓存更多的内容，能够较大地提升系统后端多台服务器的运行效率。
2)、通过边缘优化单元对所采集的部分请求消息数据进行优化处理，并将剩余的部分再传输给核心云单元进行优化处理，使得其可以有效地降低时延和流量成本。
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获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统的结构框图；
图2是根据本发明实施例的一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统中优化模块的结构框图；
图3是根据本发明实施例的一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统中核心云单元的结构框图；
图4是根据本发明实施例的一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统中处理模块的结构框图；
图5是根据本发明实施例的一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统中查找模块的结构框图；
图6是根据本发明实施例的一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统中配置执行模块的结构框图；
图7是根据本发明实施例的一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统中选择单元的结构框图。
图中：
1、配置模块；2、检测模块；3、整理模块；4、更新模块；5、获取模块；6、优化模块；601、边缘接入单元；602、边缘网络传输单元；603、边缘网关接入单元；604、边缘优化单元；605、核心云单元；6051、优化调度单元；6052、管理数据单元；606、边缘输出单元；7、处理模块；701、数据处理确定模块；702、数据获取模块；703、数据加载模块；704、数据计算模块；705、数据导出模块；8、查找模块；801、第一查找模块；802、第二查找模块；9、配置执行模块；901、选择单元；9011、第一选择单元；9012、第二选择单元；902、判断单元；903、第一配置单元；904、服务器确定单元；905、第二配置单元。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1-7所示，根据本发明实施例的基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统，包括配置模块1、检测模块2、整理模块3、更新模块4、获取模块5、优化模块6、处理模块7、查找模块8和配置执行模块9；
其中，配置模块1用于向每个服务器分配标识码区间，同时向每个移动终端分配标识码区间内的标识码，且标识码区间用于标识每个服务器管理的移动终端的集合；
具体的，每个服务器不仅存储有自身对应的标识码，而且还存储有任一服务器对应的标识码区间，使得每个服务器不仅能够管理固定的移动终端，并且都能够根据存储的信息知晓其它服务器管理的移动终端集合，进而能够减少服务器之间同步客户端信息的工作量，减轻了服务器的负担，确保服务器能够更有效地进行消息传输，提高了服务器的处理效率，同时提升了用户的体验；
检测模块2用于检测每个服务器的负载状态，并将负载状态发送至整理模块3；
具体的，服务器的负载状态包括移动终端的在线数量，若移动终端的在线数量过多，则说明服务器的负载较大，则可以向负载较小的其它服务器分配一部分负载，具体可通过调整向服务器分配的标识码区间来实现；
整理模块3用于根据每个服务器的负载状态，调整每个服务器分配的标识码区间；
更新模块4用于对调整后的每个服务器对应的标识码区间进行更新并保存；
获取模块5用于获取每个服务器更新后的标识码区间，并接收多个移动终端发送的请求消息；
优化模块6用于对多个移动终端发送的请求消息进行数据优化；
具体的，优化模块6包括边缘接入单元601、边缘网络传输单元602、边缘网关接入单元603、边缘优化单元604、核心云单元605和边缘输出单元606；
其中，边缘接入单元601用于采集请求消息数据，以及传输数据的优化请求；
边缘网络传输单元602用于实现运营商边缘网络的传输与接入；
边缘网关接入单元603用于可以实现边缘优化单元604的接入与网关控制；
边缘优化单元604用于根据部分数据优化请求，对所采集的部分请求消息数据进行优化，并将优化结果传输至边缘输出单元606，以及传输未处理的数据优化请求和请求消息数据；
核心云单元605用于根据未处理的数据优化请求，对未处理的请求消息数据进行处理，并传输至边缘输出单元606；具体的，核心云单元605还包括用于根据未处理的数据优化请求，对未处理的请求消息数据进行处理的优化调度单元6051和用于存储有优化调度单元6051处理数据对应的管理数据的管理数据单元6052。
边缘输出单元606用于将优化后的请求消息数据输出。
处理模块7用于对优化后多个请求消息分别进行解析，获取每个请求消息对应的标识码，以及每个请求消息中对应的数据内容；
具体的，处理模块7包括数据处理确定模块701、数据获取模块702、数据加载模块703、数据计算模块704和数据导出模块705；
其中，数据处理确定模块701用于确定数据处理请求对应的目标数据资源和目标计算插件；具体的，目标数据资源指确定请求消息对应的数据计算逻辑以及实现数据计算逻辑时所需的数据资源，目标计算插件指用于实现该数据计算逻辑的计算插件。此处，计算插件可以是针对不同数据计算逻辑预先封装好的函数集，通过不同的计算插件可以实现不同的数据计算逻辑。
数据获取模块702用于获取目标数据资源；
数据加载模块703用于将目标数据资源加载至预设的数据计算框架中；数据计算框架可以集成有用于实现数据处理的多种模块组件，多种模块组件一一解耦，并且可以直接支持虚拟化和容器化部署，可以在短时间内进行纵向扩展，短时间内满足客户需求；
数据计算模块704用于调用计算框架中集成的目标计算插件，对加载的目标数据资源进行数据计算；具体的，将目标数据资源加载至预设的数据计算框架后，可以调用数据计算框架中集成的目标计算插件，通过目标计算插件对加载的数据资源进行数据计算。
数据导出模块705用于从数据计算框架中导出数据计算结果，得到每个请求消息对应的标识码以及数据内容。
查找模块8用于根据每个请求消息的标识码查找相对应标识码区间的服务器，并在每个请求消息的数据内容中，查找包含请求消息指向的网络访问对象内容的访问对象字段；
具体的，查找模块8包括用于查找标识码与标识码区间对应的第一查找模块801和用于查找具有相同内容的访问对象字段的各请求消息的第二查找模块802。
配置执行模块9用于将标识码与标识码区间相对应，且具有相同内容的访问对象字段的各请求消息，分发给同一服务器进行处理。
具体的，配置执行模块9包括选择单元901、判断单元902、第一配置单元903、服务器确定单元904和第二配置单元905；
其中，选择单元901用于为标识码与标识码区间相对应且具有相同内容访问对象字段的各请求消息，选择同一服务器；
判断单元902用于判断选择单元901选择的服务器是否可用；
第一配置单元903用于当判断单元902的判断结果为所选择的服务器可用时，将标识码与标识码区间相对应且具有相同内容的访问对象字段的各请求消息分发给选择单元901选择的同一服务器进行处理；
服务器确定单元904用于当判断单元902的判断结果为所选择的服务器不可用时，重新确定后端服务可用的服务器的数目；
第二配置单元905用于将标识码与标识码区间相对应且具有相同内容的访问对象字段的各请求消息发给同一服务可用的服务器进行处理。
在一个实施例中，选择单元901包括用于选择标识码与标识码区间相对应的第一选择单元9011和用于选择具有相同内容访问对象字段的各请求消息的第二选择单元9012。
综上，借助于本发明的上述技术方案，通过将标识码与标识码区间相对应且访问同一网络资源对象的多个移动终端设备，发送到同一台服务器上进行处理，不仅有效地减少了服务器之间同步客户端信息的工作量，而且有效地降低了相同缓存内容所占的空间，减轻了服务器的负担，使得系统后端多台服务器有更多的空间缓存更多的内容，能够较大地提升系统后端多台服务器的运行效率。
此外，通过边缘优化单元604对所采集的部分请求消息数据进行优化处理，并将剩余的部分再传输给核心云单元605进行优化处理，使得其可以有效地降低时延和流量成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统，其特征在于，包括配置模块(1)、检测模块(2)、整理模块(3)、更新模块(4)、获取模块(5)、优化模块(6)、处理模块(7)、查找模块(8)和配置执行模块(9)；
其中，所述配置模块(1)用于向每个服务器分配标识码区间，同时向每个移动终端分配所述标识码区间内的标识码，且所述标识码区间用于标识每个所述服务器管理的移动终端的集合；
所述检测模块(2)用于检测每个所述服务器的负载状态，并将所述负载状态发送至所述整理模块(3)；
所述整理模块(3)用于根据每个所述服务器的负载状态，调整每个所述服务器分配的标识码区间；
所述更新模块(4)用于对调整后的每个所述服务器对应的标识码区间进行更新并保存；
所述获取模块(5)用于获取每个所述服务器更新后的标识码区间，并接收多个所述移动终端发送的请求消息；
所述优化模块(6)用于对多个所述移动终端发送的请求消息进行数据优化；
所述处理模块(7)用于对优化后多个所述请求消息分别进行解析，获取每个所述请求消息对应的标识码，以及每个请求消息中对应的数据内容；
所述查找模块(8)用于根据每个所述请求消息的标识码查找相对应标识码区间的服务器，并在每个所述请求消息的数据内容中，查找包含请求消息指向的网络访问对象内容的访问对象字段；
所述配置执行模块(9)用于将标识码与标识码区间相对应，且具有相同内容的访问对象字段的各请求消息，分发给同一服务器进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统，其特征在于，所述优化模块(6)包括边缘接入单元(601)、边缘网络传输单元(602)、边缘网关接入单元(603)、边缘优化单元(604)、核心云单元(605)和边缘输出单元(606)；
其中，所述边缘接入单元(601)用于采集所述请求消息数据，以及传输数据的优化请求；
所述边缘网络传输单元(602)用于实现运营商边缘网络的传输与接入；
所述边缘网关接入单元(603)用于可以实现所述边缘优化单元(604)的接入与网关控制；
所述边缘优化单元(604)用于根据部分所述数据优化请求，对所采集的部分请求消息数据进行优化，并将优化结果传输至所述边缘输出单元(606)，以及传输未处理的数据优化请求和请求消息数据；
所述核心云单元(605)用于根据未处理的数据优化请求，对未处理的请求消息数据进行处理，并传输至所述边缘输出单元(606)；
所述边缘输出单元(606)用于将优化后的所述请求消息数据输出。
3.根据权利要求2所述的一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统，其特征在于，所述核心云单元(605)包括用于根据未处理的数据优化请求，对未处理的请求消息数据进行处理的优化调度单元(6051)和用于存储有所述优化调度单元(6051)处理数据对应的管理数据的管理数据单元(6052)。
4.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统，其特征在于，所述处理模块(7)包括数据处理确定模块(701)、数据获取模块(702)、数据加载模块(703)、数据计算模块(704)和数据导出模块(705)；
其中，所述数据处理确定模块(701)用于确定数据处理请求对应的目标数据资源和目标计算插件；
所述数据获取模块(702)用于获取所述目标数据资源；
所述数据加载模块(703)用于将所述目标数据资源加载至预设的数据计算框架中；
所述数据计算模块(704)用于调用所述计算框架中集成的所述目标计算插件，对加载的所述目标数据资源进行数据计算；
所述数据导出模块(705)用于从所述数据计算框架中导出数据计算结果，得到每个所述请求消息对应的标识码以及数据内容。
5.根据权利要求4所述的一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统，其特征在于，所述数据计算框架可以集成有用于实现数据处理的多种模块组件，多种模块组件一一解耦，并且可以直接支持虚拟化和容器化部署，可以在短时间内进行纵向扩展，短时间内满足客户需求。
6.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统，其特征在于，所述查找模块(8)包括用于查找标识码与标识码区间对应的第一查找模块(801)和用于查找具有相同内容的访问对象字段的各请求消息的第二查找模块(802)。
7.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统，其特征在于，所述配置执行模块(9)包括选择单元(901)、判断单元(902)、第一配置单元(903)、服务器确定单元(904)和第二配置单元(905)；
其中，所述选择单元(901)用于为标识码与标识码区间相对应且具有相同内容访问对象字段的各请求消息，选择同一服务器；
所述判断单元(902)用于判断所述选择单元(901)选择的服务器是否可用；
所述第一配置单元(903)用于当所述判断单元(902)的判断结果为所选择的服务器可用时，将标识码与标识码区间相对应且具有相同内容的访问对象字段的各请求消息分发给所述选择单元(901)选择的同一服务器进行处理；
所述服务器确定单元(904)用于当所述判断单元(902)的判断结果为所选择的服务器不可用时，重新确定后端服务可用的服务器的数目；
所述第二配置单元(905)用于将标识码与标识码区间相对应且具有相同内容的访问对象字段的各请求消息发给同一服务可用的服务器进行处理。
8.根据权利要求7所述的一种基于边缘计算的自适应网络快速配置及负载均衡系统，其特征在于，所述选择单元(901)包括用于选择标识码与标识码区间相对应的第一选择单元(9011)和用于选择具有相同内容访问对象字段的各请求消息的第二选择单元(9012)。
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