CN111556514A - 一种去中心化的移动边缘计算资源发现和选择方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种去中心化的移动边缘计算资源发现和选择方法及系统。用于解决服务提供者如何服务质量最优地选择移动边缘计算节点部署物联网设备所请求的服务，以及如何发现相邻移动边缘计算节点中已有服务以避免重复部署，节省边缘资源。通过一个三层分层移动边缘计算网络拓扑，根据地理位置将移动边缘计算节点放入多个集群/组，每个集群都由区域云控制，相对采用中心化控制器来说减少计算开销。基于内容中心网络，通过扩展内容中心网络表，引入统一协议，实现服务自主发现和自主部署。通过一个数学模型来综合考虑传输延迟、节点性能等计算服务质量，进行服务发现和部署决策，使被请求服务实例所在节点对于请求服务的物联网设备来说服务质量最优。

Description

一种去中心化的移动边缘计算资源发现和选择方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机科学领域的移动边缘计算领域，特别是涉及基于内容中心网络的服务发现和部署领域。

背景技术

移动边缘计算用于从云计算服务器中转移服务至移动边缘计算节点，以便将这些服务提供给移动边缘计算节点附近的移动物联网设备。然而，即使移动边缘计算有距离优势，我们也面临诸多技术挑战，例如服务提供者如何选择目标移动边缘计算节点，以使得部署所请求的服务时，服务质量最优；以及如何发现相邻移动边缘计算节点中的现有服务以节省边缘计算资源。

传统TCP/IP体系网络因为缺乏广播和转发机制，因而难以构建有效的服务发现决策机制。近年来提出的内容中心网络与传统TCP/IP体系网络不同。传统TCP/IP体系网络中，节点请求与被请求的对象是以IP地址为唯一标识的网络中的其它节点。而内容中心网络中，节点请求与被请求的对象是由内容名称为唯一标识的请求内容本身。若节点需求某一内容名称，便会借助内容中心网络的广播机制将自己对该内容名称的需求广播至附近节点，若某一节点拥有该内容，便会通过广播路径回复相应的内容至需求该内容的节点，否则会继续转发该内容需求。可以看出，内容中心网络的机制适合用于节点发现邻近节点上自己需求的内容，因而适合构建服务发现机制。但原始的内容中心网络未考虑移动边缘网络环境，需要一定扩展以引入服务发现和部署协议。

发明内容

1)采用三层分层移动边缘计算网络拓扑，根据地理位置将移动边缘计算节点放入多个集群/组，每个集群都由区域云控制，相对采用中心化控制器而言减少计算开销和总体传输延迟。

2)提出一种移动边缘计算节点架构，包括聚合器、边缘计算服务池、基于Docker的服务控制器和服务信息数据库。

3)采用内容中心网络体系，克服传统TCP/IP网络体系进行服务发现不便的问题。

4)通过引入扩展的内容中心网络表来克服传统的内容中心网络不能用于边缘计算环境的问题。基于扩展后的内容中心网络，我们提出了扩展的基于内容中心网络的服务部署和服务发现协议，以帮助移动边缘计算节点自主部署所请求的服务并自主发现所请求的邻近移动边缘计算节点的服务。

5)通过发现在相邻移动边缘计算节点上运行的相同服务来避免重复部署，优化移动边缘计算资源利用。

6)提出服务质量计算数学模型和服务发现和部署决策方法，综合考虑通信延迟、移动边缘计算节点性能、已部署的服务实例的性能占用等因素。并由此提出服务质量最大的资源选择决策，即如何选择任一服务的最佳节点用于部署或者最佳已部署节点用于提供服务，以保证服务质量最优。

附图说明

图1三层分层移动边缘计算网络拓扑

图2移动边缘计算节点架构

图3节点中的逻辑过程

图4移动边缘计算节点、区域云和核心云中的发现和部署决策

图5服务初始化阶段

图6同一区域内的服务

图7邻近区域的服务

图8邻近区域不满足服务质量要求的服务

图9服务发现的两种情况

具体实施方式

1.网络拓扑

采用如图1所示的三层分层网络拓扑。第1层由接入点或基站组成，即所谓的移动边缘计算节点，它们通过Wi-Fi或移动网络直接与移动物联网设备通信。一个区域性的管理节点，即区域云将管理位于同一区域的移动边缘计算。区域云(在第2层中)能够彼此通信和共享信息。区域云由核心云管理，核心云是网络运营商的中央管理节点(第3层)。为了简化，以下使用术语“节点”来统一表示移动边缘计算节点、核心云和区域云。

2.移动边缘计算节点架构

图2展示了移动边缘计算节点的详细架构，包括四个主要组件：1)聚合器；2)边缘计算服务池；3)边缘计算服务控制器；4)服务信息数据库。

1)聚合器：聚合器组件表示一个Wi-Fi接入点或移动基站。聚合器将来自移动物联网设备的传入请求传输到边缘计算服务管理模块。

2)边缘计算服务池：节点通过使用容器化技术Docker来为边缘计算服务提供计算资源以创建服务实例(例如，边缘计算服务CS₁，CS₂，……，CS_n)。基本上，边缘计算服务可以部署为一个或多个实例。为简单起见，我们通过一个实例来表示一个边缘计算服务。服务实例的数量限制取决于每个节点的资源容量。

3)边缘计算服务控制器：这是一个控制每个节点边缘计算服务的软件组件，包括以下四个模块：

a)服务实例管理器：它旨在控制服务实例。通过一个Docker管理器来协助服务提供者在Docker容器中部署其边缘计算服务。它包括用于前端与服务提供者通信的RESTfulAPI列表，以及用于与Docker管理器通信的后端的Python API列表。Docker管理器具有管理员权限，可以初始化/启动/停止服务实例。

b)服务感知：它用于区分注册边缘计算服务和正常服务。如果服务提供者想要在节点上部署服务，则必须在核心云中注册服务。然后，核心云将此信息广播到系统中的所有节点。对于未注册的服务，节点将照常将请求转发到网络而不进行任何处理。服务感知模块根据IP地址和端口检测边缘计算服务。实际上，每个边缘计算服务都有唯一的IP地址和端口(端点云服务的地址)。如果移动物联网设备想要请求服务A，则它必须向该端点IP地址和服务端口发送请求。服务感知充当数据包嗅探器，以确定传入请求是否用于边缘计算服务。

c)服务发现：它基于数据库中的服务信息，并发现在相邻移动边缘计算节点中运行的服务。

d)本地路由表：它存储一个路由规则列表，以将传入的数据包路由到目标。它通过具有网络过滤器的目标网络地址转换来实现，以将服务分组从原始目标重定向到边缘服务的位置。

4)服务信息数据库：它存储边缘计算服务信息，由以下四个表组成。

a)注册服务存储：它具有<服务ID-服务IP-端口>格式，用于存储已向基础架构提供者注册的所有边缘计算服务的信息。

b)转发信息库：它具有<服务ID-Next-端口>格式，用于存储某个边缘计算服务正在运行的相邻移动边缘计算节点(Next)。

c)待定兴趣表：它具有<服务ID-请求者>格式，用于存储等待服务发现结果的请求者和服务对。在许多从同一源到同一服务的传入请求中，待定兴趣将仅存储第一个请求而忽略其他请求。

d)在线服务存储：它具有<服务ID-服务IP-端口-容器ID>格式，用于存储服务信息，

例如容器ID，本地IP地址以及在该节点上运行的容器的本地端口。

3.去中心的基于内容中心网络的服务部署和发现协议

在本节中，将描述适用移动边缘计算场景基于内容中心网络的服务部署发现协议的过程。

3.1一般节点中的逻辑过程

图3显示了基于注册服务存储，在线服务存储和转发信息表的节点的逻辑过程。传入请求包含三个主要字段：1)源；2)目标；3)数据。当数据包到达时，服务感知模块检查目标是否存在于注册服务存储表中。如果注册服务存储表中不存在目标(即，未注册该服务以使用该基础结构)，则服务感知模块将该分组作为正常分组路由到目标。否则，服务感知检查它是否存在于在线服务存储表中，以确定服务的容器是否已经运行。如果服务在容器中运行，则节点立即将数据包转发到容器以处理该服务。否则，它会在转发信息表中查找哪些相邻的移动边缘计算节点正在托管该服务。如果服务存在于转发信息表中，则它将数据包转发到该相邻移动边缘计算节点。否则，它请求服务发现模块发现服务的存储位置。为了在节点之间部署通信方法，我们应用消息队列遥测传输协议。

3.2服务发现描述

上述服务选择/发现问题可以通过服务发现协议来解决。发现和部署决策分为三个层次：1)移动边缘计算节点；2)区域云；3)核心云，如图4所示。对于移动边缘计算节点中的发现和部署决策，当移动物联网设备请求服务时，如果所请求的服务在移动边缘计算节点中运行，或者在转发信息表中存在该服务的发现规则，移动边缘计算节点将自动将请求数据包路由到目标。否则，移动边缘计算节点将询问其连接的区域云服务。对于区域云的发现和部署决策，区域云将从位于其区域的所有移动边缘计算节点中查找所请求的服务，并回复所请求服务的目标。如果在其区域中没有运行请求的服务，则区域云将向其连接的核心云请求该服务。在最后一层，如果核心云发现在保证服务质量的任何区域中运行的服务，它将回复区域云。如果系统中尚未运行任何服务，或者无法保证服务质量，则核心云将向服务提供者发送请求以在请求的节点处部署服务。

这里将用两个主要阶段(服务初始化和服务发现)来详细解释本发明提出的服务发现协议。

1)服务初始化：在这个阶段，服务提供者首先在移动边缘计算节点中部署服务。图5描述了逐步服务部署以及表中的更新。消息结构按以下格式设计：<消息类型–源–服务ID–服务IP–端口–边缘节点IP>。假设服务S₁已经注册并存储在所有节点的注册服务存储表中。当移动物联网设备请求服务S₁时，移动边缘计算节点E₁₁向待定兴趣表添加<S₁；订阅者>对，并在在线服务存储表和转发信息表中找到S₁。因为这是初始化阶段，所以在移动边缘计算节点，区域云或核心云中没有S₁信息。E₁₁发送消息以向区域云请求S₁(步骤2)，然后区域云向核心云发送消息(步骤3)。核心云向服务提供者发送包括E₁₁的服务信息和IP地址的消息。服务提供者使用RESTful API在步骤5中在E₁₁上部署服务S₁，并且E₁₁在步骤6中回复有关容器的信息。在部署服务时，将S₁的容器IP地址更新至在线服务存储表。在步骤7-9中收到回复消息后，核心云和区域云因此更新转发信息表并清除待定兴趣表。移动边缘计算节点不需要更新转发信息表，因为当S₁完全部署在容器中时，在线服务存储表中的服务已经更新了。然后，移动边缘计算节点清除待定兴趣表并将请求的数据包转发到在线服务存储表中的服务目标。因此，得益于本协议和边缘计算服务API中的控制消息，所请求的服务可以在特定的移动边缘计算节点中自行部署。

2)服务发现：在这个阶段将考虑三种情况：1)同一地区的服务发现；2)在不同地区发现；3)如果现有服务不满足服务质量要求。

情况1：图6显示了E₁₂如何发现在E₁₁中运行的服务。当对服务S₁的请求到达时，移动边缘计算节点E₁₂使用控制平面来找到S₁的目的地。E₁₂向区域云R₁发送消息以请求服务S₁。R₁在转发信息表中找到S₁并立即回复E₁₂。E₁₂更新其转发信息表并将请求的包转发到E₁₁。如果一个服务在许多移动边缘计算节点中运行，则区域云随机选择一个移动边缘计算节点E_i，其中源(E₁₂)和目的地(E_i)之间的网络条件满足S₁的服务质量要求。

情况2：这种情况类似于情况1，但扩展到其他区域，如图7所示。从核心云发现服务S₁需要四个步骤(2-5)，因为S₁信息仅存储在E₁₁，R₁和C₁。如果服务在许多移动边缘计算节点中运行，则C₁将随机选择其中源和目的地之间的网络条件满足服务质量要求的移动边缘计算节点，并且在步骤4和5中回复R₂，E₂₂。在步骤5之后，E₂₂更新转发信息表并将请求的数据包转发到服务S₁正在运行的E₁₁。

情况3：这种情况发生于移动边缘计算节点，区域云或核心云无法找到满足服务质量的任何现有服务时。在图8中，当R₂向C₁请求服务S₁时，C₁收集从源(E₁₂)到目的地(E₁₂)的网络带宽并且意识到服务S₁的服务质量不受保证。C₁向服务提供者发送请求以在(E₁₂)上部署服务S₁。在步骤7之后，C₁更新转发信息表以显示两个运行S₁的移动边缘计算节点。

通过服务发现协议的过程，每个节点可以通过在其扩展的内容中心网络表中查找或通过联系上层节点来找到关于所请求服务的信息。通过使用本协议，由于所有部署的服务信息都将在核心云和区域云中更新，因此移动边缘计算节点可以在相邻的移动边缘计算节点中发现所请求的服务。即移动边缘计算节点可以使用本协议自主发现所请求的服务。

3.3同步

表1区域云中转发信息库示例

服务	Next	兴趣节点
			S<sub>1</sub>	E<sub>11</sub>	E<sub>21</sub>,E<sub>22</sub>
S<sub>1</sub>	E<sub>31</sub>	E<sub>23</sub>

移动边缘计算节点，区域云和核心云之间的服务信息的同步也是本协议中的重要特征。假设移动边缘计算节点中的服务关闭，移动边缘计算节点需要广播此信息。简单的协议是宣布关闭区域云和核心云。核心云向所有区域云广播该信息，然后每个区域云向该区域的移动边缘计算节点广播。这样的协议可能导致网络开销。本发明在转发信息表中设置了一个额外的字段，即“兴趣节点”字段，用于存储请求服务的所有节点。因此，区域云将通知移动边缘计算节点在其所在地区提供服务的移动边缘计算节点。与区域云一样，核心云在转发信息表中存储区域云列表以进行同步。同步

表1显示了区域云R₂的转发信息表的例子。当服务关闭时，移动边缘计算节点从在线服务存储表中删除服务并向区域云宣告这个关闭。区域云将更新发送到核心云以及转发信息表的兴趣节点字段中列出的所有移动边缘计算节点。核心云类似地向转发信息表的兴趣节点字段中列出的所有区域云发送更新。区域云最终向其所在地区的移动边缘计算节点发送更新。

3.4基于服务质量的发现和部署决策

根据服务发现协议，节点(移动边缘计算节点，区域云或核心云)将返回服务发现请求的目标节点的地址(如果存在，则在转发信息表中)。但是，为了保证服务质量，本发明需要测量从请求用户到目标节点的往返时延，并将其与服务延迟阈值进行比较。只有保证往返时延小于阈值的目标节点的地址才会返回给请求者，否则，节点将继续检查其他目标节点的往返时延或向上层节点发送服务发现请求。这里将时间延迟阈值视为服务质量参数。如果服务的往返时延大于阈值，则将违反服务质量要求，反之亦然。因此，在每一层(移动边缘计算节点，区域云或核心云)，因此节点需要发现所请求的服务，以确保往返时延满足服务质量要求。往返时延可能受两个节点之间的网络延迟和服务实例内的计算时间的影响。这意味着如果有太多移动物联网设备仅请求一个服务实例，则服务实例处的计算可能遭受开销，并且服务质量可能降级。本发明将表示往返时延并提出服务发现和部署决策方法以保证下一节中的服务质量。

4.服务发现和部署决策模型

如3.所述，我们必须找到一个服务，使得往返时延小于保证服务质量的阈值延迟。典型的往返时延定义为从移动物联网设备发送服务请求到接收结果的总时间，可以用以下三个阶段来描述。

1)上传输入。

2)在服务实例上远程执行。

3)接收计算结果。

表2符号定义

由于计算结果的大小远小于输入，因此可以忽略阶段3。现在从通信模型和计算模型构建往返时延的数学公式。表2中列出了下文使用的符号。

4.1通信模型

如图9所示，有两种情况可以部署服务实例。

情况1：服务实例部署在直接连接的移动边缘计算节点上。

情况2：服务实例部署在非直接连接的移动边缘计算节点上。

因此，可以将上传时间概括为两个部分：1)从移动物联网设备到连接的移动边缘计算节点的传输时间和2)从连接的移动边缘计算节点到非直接连接节点的传输时间(在情况2中)。

第1部分：从移动物联网设备到连接的移动边缘计算节点的传输时间。

设

表示系统中的节点总数，包括移动边缘计算节点，区域云和核心云。

是移动边缘计算节点的集合。考虑移动物联网设备u∈U在移动边缘计算节点

处请求服务

给定在t时刻在移动边缘计算节点e范围内请求服务的移动物联网设备的数量，移动物联网设备u在t时刻的上行链路数据速率表示为：

其中ω_u是通过移动边缘计算节点e分配给移动物联网设备u的带宽，p_u是移动物联网设备u的传输功率，G_u,e是移动物联网设备u和连接的移动边缘计算节点e之间的信道增益，

是在移动物联网设备u的高斯噪声功率。

输入数据从移动物联网设备u到连接的移动边缘计算节点e上传到服务s的传输延迟表示为：

其中I_s是服务s的输入数据的大小。

第2部分：从连接的移动边缘计算节点到托管所请求的服务实例的其他节点的传输时间。两个特定节点之间的传输时间如下：

其中D_m,n是t时刻节点m和n之间的网络延迟。假设网络管理员将定期测量两个特定移动边缘计算节点之间的端到端延迟，并且D_n,n＝0。

因此，总传输延迟表示为：

4.2运算模型

由于一个服务可以服务于多个移动物联网设备，因此如果服务请求的数量增加，则会对处理时间造成压力。不同的服务因延展多个服务请求而有自己的延迟。设μ_s表示对只有一个对服务s的服务请求的处理时间。假设容器中运行的服务与其他服务的性能是隔离的。因此，如果在同一节点中部署了另一个服务，μ_s不会改变。令

表示由于k个同时的对服务s的服务请求而导致的性能下降率。节点n处的服务s的处理时间表示如下：

令

表示发现和部署决策变量，其指示节点m是否在t时刻将请求服务s的所有包路由到目的地节点n。

性能下降率

可以通过一个一般函数建模，具体取决于服务类型。假设该服务遵循简单的循环调度策略；这里可以用一个一般函数α_sk+β_s来表示性能下降率

其中α_s和β_s是可以根据服务类型调整以适应任何实际需要的参数。因此，(5)可以写成：

4.3服务质量模型

结合传输和计算时间，在t时刻请求在节点n中运行的服务s的移动物联网设备u的往返时延可以表示如下：

令

表示服务请求二值变量，其表示移动物联网设备u是否在t时刻请求服务s。

因此，为了满足服务质量要求，每个服务的往返时延不得超过给定的服务质量阈值，并且可以表示如下：

其中ζ_s是服务s的给定服务质量阈值。

4.4服务发现和部署决策模型

如节点的逻辑过程中所述，所有服务请求来自并通过服务感知模块以检查服务是否已注册。如果未注册服务，则服务的所有传入数据包将作为正常数据包自动转发到目标。否则，传入服务请求将通过服务发现和部署决策方法，以发现服务的位置。服务发现和部署决策方法解释如下：

本方法首先在在线服务存储和转发信息表中查找服务信息，以将传入的数据包转发到托管该服务实例的节点。当本方法在移动边缘计算节点上运行时，转发信息表只包含一个唯一的服务s，即，如果目标节点f内的服务s，它存在于转发信息表(f＝s∩转发信息表)中，所有对服务s的请求都将只被转发到目的节点f。如果方法在区域云或核心云上运行，则转发信息表可能包含多行服务s(即，服务s托管在多个节点中)。为找到服务s的最佳节点以满足服务质量要求，系统将从当前节点的转发信息库中获取提供服务s的节点列表。对于节点列表中的每个节点，通过4.3中的方法计算出往返时延

然后，计算出节点列表中所有往返时延不超过设定服务质量阈值的节点中往返时延最低的作为最佳节点。最后方法将回复t时刻的发现和部署决策变量

如果在线服务存储和转发信息表没有关于所请求服务的信息，或者服务s的所有现有位置都不满足服务质量，则该节点将发送请求以向其上层节点询问该服务,并更新转发信息库和回复发现和部署决策变量(即，移动边缘计算节点将询问区域云；区域云将询问核心云；核心云将询问服务提供者)。该方法可以应用于任何节点(即，移动边缘计算节点，区域云或核心云)，以在保证服务质量的同时做出服务发现的决定。

Claims (8)

1.一种去中心化的移动边缘计算资源发现和选择方法及系统，包括选择移动边缘计算节点以进行服务部署和移动边缘计算节点服务发现的决策方法与移动边缘计算节点进行自主部署和自主发现的协议，其特征在于：

1)采用三层分层网络拓扑管理移动边缘计算节点，第1层由移动边缘计算节点组成，它们通过Wi-Fi或移动网络直接与移动物联网设备通信，第2层由区域性控制节点即区域云组成，管理位于同一区域的移动边缘计算节点,第3层由核心云组成，是网络运营商的中央管理节点，管理区域云，移动边缘计算节点、区域云和核心云统称节点；

2)每个移动边缘计算节点由四个组件组成：聚合器，用于接入Wi-Fi或移动网络，将来自移动物联网设备的传入请求传输到边缘计算服务管理模块；边缘计算服务池，用于提供计算资源以创建服务实例；边缘计算服务控制器，包括用于控制服务器的服务实例管理器、用于区分注册边缘计算服务和正常服务的服务感知、基于数据库中的服务信息，并发现在相邻移动边缘计算节点中运行的服务的服务发现和用于将服务分组从原始目标重定向到边缘服务的位置的本地路由表；服务信息数据库，基于内容中心网络表设计，用于存储边缘计算服务信息，由以下四个表组成：

a)注册服务存储：用于存储已向基础架构提供者注册的所有边缘计算服务的信息；

b)转发信息库：用于存储某个边缘计算服务正在运行的相邻移动边缘计算节点(Next)；

c)待定兴趣表：用于存储等待服务发现结果的请求者和服务对在许多从同一源到同一服务的传入请求中，待定兴趣将仅存储第一个请求而忽略其他请求；

d)在线服务存储：用于存储服务信息，例如容器ID，本地IP地址以及在该节点上运行的容器的本地端口；

3)移动物联网设备发起的对某一服务的请求包含三个主要字段：1)源；2)目标；3)数据，当数据包到达节点时，服务感知模块检查目标是否存在于注册服务存储表中；如果注册服务存储表中不存在目标，则服务感知模块将该分组作为正常分组路由到目标，否则，服务感知检查它是否存在于在线服务存储表中，以确定服务的容器是否已经运行，如果服务在容器中运行，则节点立即将数据包转发到容器以处理该服务，否则，它会在转发信息表中查找哪些相邻的移动边缘计算节点正在托管该服务；如果服务存在于转发信息表中，则它将数据包转发到该相邻移动边缘计算节点，否则，它请求服务发现模块询问其连接的区域云服务发现服务位置；区域云从位于其区域的所有移动边缘计算节点中查找所请求的服务，并回复所请求服务的目标；如果在其区域中没有运行请求的服务，则区域云将向其连接的核心云请求该服务；如果核心云发现在保证服务质量的任何区域中运行的服务，它将回复区域云，如果系统中尚未运行任何服务，或者服务质量未达到设置阈值，则核心云将向服务提供者发送请求以在请求的节点处部署服务；

4)所有服务请求来自并通过服务感知模块以检查服务是否已注册，如果未注册服务，则服务的所有传入数据包将作为正常数据包自动转发到目标，否则，传入服务请求将通过服务发现和部署决策方法，以在保证往返时延低于设定服务质量阈值地发现服务的最佳位置，首先在在线服务存储和转发信息表中查找服务信息，以将传入的数据包转发到托管该服务实例的节点；如果在线服务存储和转发信息表没有关于所请求服务的信息，或者服务S的所有现有位置都不满足服务质量，则该节点将发送请求以向其上层节点询问该服务(即，移动边缘计算节点将询问区域云；区域云将询问核心云；核心云将询问服务提供者)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于边缘计算服务池采用Docker，其边缘计算服务控制器的服务实例管理器采用一个Docker管理器来管理服务实例，包括进行协助服务部署，初始化/启动/停止服务实例，服务实力管理器还包括用于前端与服务提供者通信的RESTfulAPI列表，以及用于与Docker

管理器通信的后端的Python API列表。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于服务感知充当数据包嗅探器，根据IP地址和端口检测边缘计算服务，确定传入请求是否用于边缘计算服务；如果服务提供者想要在节点上部署服务，则必须在核心云中注册服务，然后，核心云将此信息广播到系统中的所有节点，服务感知以此信息作为检测依据；对于未注册的服务，节点将照常将请求转发到网络而不进行任何处理。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于本地路由表存储一个路由规则列表，通过具有网络过滤器的目标网络地址转换来实现将传入的数据包路由到目标，以将服务分组从原始目标重定向到边缘服务的位置。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于服务信息数据库的四个表格式如下：

1)注册服务存储：它具有<服务ID-服务IP-端口>格式；

2)转发信息库：它具有<服务ID-Next-端口>格式；

3)待定兴趣表：它具有<服务ID-请求者>格式；

4)在线服务存储：它具有<服务ID-服务IP-端口-容器ID>格式。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于节点之间的通信采用消息队列遥测传输协议。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于移动边缘计算节点，区域云和核心云之间的服务信息的同步采用扩展的内容中心网络表，在转发信息表中添加一个额外的“兴趣节点”字段，用于存储请求服务的所有节点；区域云将通知移动边缘计算节点在其所在地区提供服务的移动边缘计算节点；核心云在转发信息表中存储区域云列表以进行同步；当服务关闭时，移动边缘计算节点从在线服务存储表中删除服务并向区域云宣告这个关闭，区域云将更新发送到核心云以及转发信息表的兴趣节点字段中列出的所有移动边缘计算节点，核心云类似地向转发信息表的兴趣节点字段中列出的所有区域云发送更新，区域云最终向其所在地区的移动边缘计算节点发送更新。

8.如权利要求1所述的方法，网络管理员将定期测量两个特定移动边缘计算节点之间的端到端延迟，在服务发现和部署决策时，测量连接移动物联网设备的移动边缘计算节点将测量从移动物联网设备到连接的移动边缘计算节点的传输时间和从连接的移动边缘计算节点到非直接连接节点的传输时间(若服务实例部署在非直接连接的移动边缘计算节点)，并相加得到总传输延迟；根据节点上已运行的服务实例数量和由同时对该服务的服务请求数计算得来的性能下降率计算处理时间，将总传输延迟和处理时间相加得到往返时延，在进行服务部署和发现时，通过决策方法保证返回服务的往返时延不超过给定的服务质量阈值。

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