CN111818134B - 变电站数据中心内基于雾计算的数据传输方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提出了变电站数据中心内基于雾计算的数据传输方法及装置，包括获取部署在变电站数据中心内各服务器处的传感器网络结构信息；根据当前数据传输需求，结合获取到的传感器网络结构信息筛选得到目标传感器；获取目标传感器对应的服务器的通信网络参数；选取通信网络参数符合要求的服务器作为雾通信节点对待传输数据进行传输。通过对作为雾节点的进行数据传输的服务器进行基于多种因素的筛选，得到具有更好传输性能的服务器，从而能够有效提升数据传输质量，降低数据传输时延。

Description

变电站数据中心内基于雾计算的数据传输方法及装置

技术领域

本发明属于数据传输领域，尤其涉及变电站数据中心内基于雾计算的数据传输方法及装置。

背景技术

雾计算概念的核心思想是充分利用云计算与用户终端设备之间的靠近网络边缘的设备的存储和计算能力，为终端用户提供计算与存储服务。雾计算具有靠近网络边缘的特点，所以可以有效缩短传输距离，降低时间延迟；并且可以减轻广域网中云数据中心的压力。

随着网民数量的激增，大量的web服务请求给云数据中心的web网站造成了沉重的负载压力，从而增加用户获得响应的时间延迟；同时用户端与广域网中云数据中心之间的传输距离长、路由器等网关设备的中继多，也加重了时间延迟问题，影响了用户的体验。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提出了变电站数据中心内基于雾计算的数据传输方法及装置，

具体的，一方面，变电站数据中心内基于雾计算的数据传输方法，包括：获取部署在变电站数据中心内各服务器处的传感器网络结构信息；

根据当前数据传输需求，结合获取到的传感器网络结构信息筛选得到目标传感器；

获取目标传感器对应的服务器的通信网络参数；

选取通信网络参数符合要求的服务器作为雾通信节点对待传输数据进行传输。

可选的，所述获取部署在变电站数据中心内各服务器处的传感器网络结构信息，包括：

在变电站数据中心设有数据存储服务器、状态监测服务器以及设备控制服务器，在数据存储服务器、状态监测服务器以及设备控制服务器处均设有实时监控各服务器网络状态及服务器温度在内的传感器；

获取部署在数据存储服务器、状态监测服务器以及设备控制服务器处各类型传感器的型号、拓扑关系在内的传感器网络结构信息。

可选的，所述根据当前数据传输需求，结合获取到的传感器网络结构信息筛选得到目标传感器，包括：

接收代表客户要求的当前数据传输需求；

对当前数据传输需求进行解析，得到当前数据传输需求对应的服务器类型以及数据类型；

基于获取到的传感器网络结构信息筛选当前数据传输需求对应的服务器类型以及数据类型对应的传感器作为目标传感器。

可选的，所述获取目标传感器对应的服务器的通信网络参数，包括：

调用目标传感器获取当前时刻对应服务器的包括网络延迟、路由信息以及最大传输带宽在内的通信网络参数。

可选的，所述选取通信网络参数符合要求的服务器作为雾通信节点对待传输数据进行传输，包括：

基于得到的通信网络参数按权重计算方法对符合要求的服务器进行排序；

按排序结果顺序调用服务器作为雾通信节点对待传输数据进行传输。

另一方面，变电站数据中心内基于雾计算的数据传输装置，所述变电站数据中心数据传输装置包括：

信息确认单元，用于获取部署在变电站数据中心内各服务器处的传感器网络结构信息；

传感器筛选单元，用于根据当前数据传输需求，结合获取到的传感器网络结构信息筛选得到目标传感器；

参数选取单元，用于获取目标传感器对应的服务器的通信网络参数；

数据传输单元，用于选取通信网络参数符合要求的服务器作为雾通信节点对待传输数据进行传输。

可选的，所述信息确认单元，具体用于：

在变电站数据中心设有数据存储服务器、状态监测服务器以及设备控制服务器，在数据存储服务器、状态监测服务器以及设备控制服务器处均设有实时监控各服务器网络状态及服务器温度在内的传感器；

获取部署在数据存储服务器、状态监测服务器以及设备控制服务器处各类型传感器的型号、拓扑关系在内的传感器网络结构信息。

可选的，所述传感器筛选单元具体用于：

接收代表客户要求的当前数据传输需求；

对当前数据传输需求进行解析，得到当前数据传输需求对应的服务器类型以及数据类型；

基于获取到的传感器网络结构信息筛选当前数据传输需求对应的服务器类型以及数据类型对应的传感器作为目标传感器。

可选的，所述参数选取单元，具体用于：

调用目标传感器获取当前时刻对应服务器的包括网络延迟、路由信息以及最大传输带宽在内的通信网络参数。

可选的，所述数据传输单元，具体用于：

基于得到的通信网络参数按权重计算方法对符合要求的服务器进行排序；

按排序结果顺序调用服务器作为雾通信节点对待传输数据进行传输。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

通过对作为雾节点的进行数据传输的服务器进行基于多种因素的筛选，得到具有更好传输性能的服务器，从而能够有效提升数据传输质量，降低数据传输时延。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1为本申请实施例提出的变电站数据中心内基于雾计算的数据传输方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提出的变电站数据中心内基于雾计算的数据传输装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

具体的，一方面，变电站数据中心内基于雾计算的数据传输方法，如图1所示，包括：

11、获取部署在变电站数据中心内各服务器处的传感器网络结构信息；

12、根据当前数据传输需求，结合获取到的传感器网络结构信息筛选得到目标传感器；

13、获取目标传感器对应的服务器的通信网络参数；

14、选取通信网络参数符合要求的服务器作为雾通信节点对待传输数据进行传输。

在实施中，雾计算的处理能力放在包括设备的通信网络内。这个网络内的网关，或者说是作为雾节点的服务器用于数据收集，处理，存储。多种来源的信息收集到服务器里，处理后的数据发送回需要该数据的设备。雾计算的特点是处理能力强的单个设备接收多个端点来的信息，处理后的信息发回需要的地方。和云计算相比延迟更短。雾计算不需要精确划分处理能力的有无。根据设备的能力也可以执行某些受限处理，但是更复杂的处理实施的话需要积极的连接。

在本申请实施例中，作为雾节点的服务器用于将待传输数据在网络中进行传输。具体的，本申请提出的用于变电站数据中心的数据传输方法，在选取具体的作为雾通信节点对待传输数据进行传输前，首先需要获取部署在变电站数据中心内各个服务器上的传感器网络结构信息。

具体的，传感器网络结构信息的获取过程为：

111、在变电站数据中心设有数据存储服务器、状态监测服务器以及设备控制服务器，在数据存储服务器、状态监测服务器以及设备控制服务器处均设有实时监控各服务器网络状态及服务器温度在内的传感器；

112、获取部署在数据存储服务器、状态监测服务器以及设备控制服务器处各类型传感器的型号、拓扑关系在内的传感器网络结构信息。

在实施中，设置在变电站数据中心的服务器存在多种类型，每种类型的服务器上均部署有多个用于获取该服务器包括网络状态、拓扑关系在内的传感器。在实际使用过程中，本实施例所指代的传感器并非狭义上的实体传感器，而是除了用于获取服务器设备环境温湿度单一功能传感器外，还包括能够获取内存\CPU使用率的常用带有网络侦测、嗅探功能的单个程序或程序组件。通过单个或组队调用所谓的“传感器”能够实时获取每个服务器的状态。

步骤12提出的根据当前数据传输需求，结合获取到的传感器网络结构信息筛选得到目标传感器，包括：

121、接收代表客户要求的当前数据传输需求；

122、对当前数据传输需求进行解析，得到当前数据传输需求对应的服务器类型以及数据类型；

123、基于获取到的传感器网络结构信息筛选当前数据传输需求对应的服务器类型以及数据类型对应的传感器作为目标传感器。

在实施中，对传感器进行筛选得到目标传感器的过程关键在于根据当前数据传输需求对传感器网络结构信息进行筛选。常见的数据传输需求包括延时、丢包率、安全等级、单个数据包大小等。传感器网络结构信息中所包含的部署在整个变电站数据中心内各个服务器处的传感器能够获取每个服务器的上述信息，因此执行步骤122-123的内容就可以筛选得到目标传感器。

与数据传输需求对应的服务器的通信网络参数，包括：

调用目标传感器获取当前时刻对应服务器的包括网络延迟、路由信息以及最大传输带宽在内的通信网络参数。这里不再展开赘述。

步骤14提出的调用服务器进行数据传输的步骤，包括：

141、基于得到的通信网络参数按权重计算方法对符合要求的服务器进行排序；

142、按排序结果顺序调用服务器作为雾通信节点对待传输数据进行传输。

在实施中，在前述内容基础行选取用于数据传输的服务器的具体条件在于基于得到的通信网络参数按权重计算方法对符合要求的服务器进行排序。涉及排序的具体内容如下所示：

局域网内的http访问请求，并将http访问请求转发给管理节点，管理节点解析http访问请求并获得资源URL，查找数据库中是否有与该资源URL相同的数据记录，如果没有，则根据Redis数据库中元数据的资源URL是否缓存字段判断资源URL是否已经缓存；如果Redis数据库中元数据的资源URL没有缓存字段，将该http访问请求转发到对应的web网站，并进入步骤(5)，如果Redis数据库中元数据的资源URL缓存了字段；

判断资源访问数是否达到局域网内主机数量的一半以上，如果未达到，则通过“HMSET资源URL资源访问数+1”命令更新该资源的资源访问数；如果达到，则根据资源URL，通过“HMGET资源URL资源存储位置”命令从Redis数据库获取元数据中的资源存储位置；资源存储位置由若干个局域网IP地址组成，根据IP地址通过SSH获取这若干个IP地址的雾节点的CPU使用率、内存使用率、IO使用率、带宽使用率，并采用加权负载均衡算法计算获得的权值，选择权值最小的IP地址的雾节点响应http访问请求；雾节点的权值I为计算公式如式(Ⅰ)所示：

I＝0.35*a+0.35*b+0.2*c+0.1*d(Ⅰ)

式(Ⅰ)中，I是指任一雾节点，a是指对应雾节点的IO使用率，b是指对应雾节点的带宽使用率，c是指对应雾节点的CPU使用率，d是指对应雾节点的内存使用率。

另一方面，变电站数据中心内基于雾计算的数据传输装置2，如图2所示，所述变电站数据中心数据传输装置2包括：

信息确认单元21，用于获取部署在变电站数据中心内各服务器处的传感器网络结构信息；

传感器筛选单元22，用于根据当前数据传输需求，结合获取到的传感器网络结构信息筛选得到目标传感器；

参数选取单元23，用于获取目标传感器对应的服务器的通信网络参数；

数据传输单元24，用于选取通信网络参数符合要求的服务器作为雾通信节点对待传输数据进行传输。

在实施中，雾计算的处理能力放在包括设备的通信网络内。这个网络内的网关，或者说是作为雾节点的服务器用于数据收集，处理，存储。多种来源的信息收集到服务器里，处理后的数据发送回需要该数据的设备。雾计算的特点是处理能力强的单个设备接收多个端点来的信息，处理后的信息发回需要的地方。和云计算相比延迟更短。雾计算不需要精确划分处理能力的有无。根据设备的能力也可以执行某些受限处理，但是更复杂的处理实施的话需要积极的连接。

在本申请实施例中，作为雾节点的服务器用于将待传输数据在网络中进行传输。具体的，本申请提出的用于变电站数据中心的数据传输方法，在选取具体的作为雾通信节点对待传输数据进行传输前，首先需要获取部署在变电站数据中心内各个服务器上的传感器网络结构信息。

具体的，传感器网络结构信息的获取过程为调用信息确认单元21，具体用于：

在变电站数据中心设有数据存储服务器、状态监测服务器以及设备控制服务器，在数据存储服务器、状态监测服务器以及设备控制服务器处均设有实时监控各服务器网络状态及服务器温度在内的传感器；

获取部署在数据存储服务器、状态监测服务器以及设备控制服务器处各类型传感器的型号、拓扑关系在内的传感器网络结构信息。

在实施中，设置在变电站数据中心的服务器存在多种类型，每种类型的服务器上均部署有多个用于获取该服务器包括网络状态、拓扑关系在内的传感器。在实际使用过程中，本实施例所指代的传感器并非狭义上的实体传感器，而是除了用于获取服务器设备环境温湿度单一功能传感器外，还包括能够获取内存\CPU使用率的常用带有网络侦测、嗅探功能的单个程序或程序组件。通过单个或组队调用所谓的“传感器”能够实时获取每个服务器的状态。

可选的，所述传感器筛选单元22根据当前数据传输需求，结合获取到的传感器网络结构信息筛选得到目标传感器，具体用于：

接收代表客户要求的当前数据传输需求；

对当前数据传输需求进行解析，得到当前数据传输需求对应的服务器类型以及数据类型；

基于获取到的传感器网络结构信息筛选当前数据传输需求对应的服务器类型以及数据类型对应的传感器作为目标传感器。

在实施中，对传感器进行筛选得到目标传感器的过程关键在于根据当前数据传输需求对传感器网络结构信息进行筛选。常见的数据传输需求包括延时、丢包率、安全等级、单个数据包大小等。传感器网络结构信息中所包含的部署在整个变电站数据中心内各个服务器处的传感器能够获取每个服务器的上述信息，因此执行步骤122-123的内容就可以筛选得到目标传感器。

与数据传输需求对应的服务器的通信网络参数，包括：

调用目标传感器获取当前时刻对应服务器的包括网络延迟、路由信息以及最大传输带宽在内的通信网络参数。这里不再展开赘述。

数据传输单元24用于调用服务器进行数据传输，具体用于：

基于得到的通信网络参数按权重计算方法对符合要求的服务器进行排序；

按排序结果顺序调用服务器作为雾通信节点对待传输数据进行传输。

在实施中，在前述内容基础行选取用于数据传输的服务器的具体条件在于基于得到的通信网络参数按权重计算方法对符合要求的服务器进行排序。涉及排序的具体内容如下所示：

局域网内的http访问请求，并将http访问请求转发给管理节点，管理节点解析http访问请求并获得资源URL，查找数据库中是否有与该资源URL相同的数据记录，如果没有，则根据Redis数据库中元数据的资源URL是否缓存字段判断资源URL是否已经缓存；如果Redis数据库中元数据的资源URL没有缓存字段，将该http访问请求转发到对应的web网站，并进入步骤(5)，如果Redis数据库中元数据的资源URL缓存了字段；

判断资源访问数是否达到局域网内主机数量的一半以上，如果未达到，则通过“HMSET资源URL资源访问数+1”命令更新该资源的资源访问数；如果达到，则根据资源URL，通过“HMGET资源URL资源存储位置”命令从Redis数据库获取元数据中的资源存储位置；资源存储位置由若干个局域网IP地址组成，根据IP地址通过SSH获取这若干个IP地址的雾节点的CPU使用率、内存使用率、IO使用率、带宽使用率，并采用加权负载均衡算法计算获得的权值，选择权值最小的IP地址的雾节点响应http访问请求；雾节点的权值I为计算公式如式(Ⅰ)所示：

I＝0.35*a+0.35*b+0.2*c+0.1*d (Ⅰ)

式(Ⅰ)中，I是指任一雾节点，a是指对应雾节点的IO使用率，b是指对应雾节点的带宽使用率，c是指对应雾节点的CPU使用率，d是指对应雾节点的内存使用率。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例，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 (2)

1.变电站数据中心内基于雾计算的数据传输方法，其特征在于，所述变电站数据中心数据传输方法包括：

获取部署在变电站数据中心内各服务器处的传感器网络结构信息；

根据当前数据传输需求，结合获取到的传感器网络结构信息筛选得到目标传感器；

获取目标传感器对应的服务器的通信网络参数；

选取通信网络参数符合要求的服务器作为雾通信节点对待传输数据进行传输；

所述获取部署在变电站数据中心内各服务器处的传感器网络结构信息，包括：

在变电站数据中心设有数据存储服务器、状态监测服务器以及设备控制服务器，在数据存储服务器、状态监测服务器以及设备控制服务器处均设有实时监控各服务器网络状态及服务器温度在内的传感器；

获取部署在数据存储服务器、状态监测服务器以及设备控制服务器处各类型传感器的型号、拓扑关系在内的传感器网络结构信息；

所述根据当前数据传输需求，结合获取到的传感器网络结构信息筛选得到目标传感器，包括：

接收代表客户要求的当前数据传输需求；

对当前数据传输需求进行解析，得到当前数据传输需求对应的服务器类型以及数据类型；

基于获取到的传感器网络结构信息筛选当前数据传输需求对应的服务器类型以及数据类型对应的传感器作为目标传感器；

所述获取目标传感器对应的服务器的通信网络参数，包括：

调用目标传感器获取当前时刻对应服务器的包括网络延迟、路由信息以及最大传输带宽在内的通信网络参数；

所述选取通信网络参数符合要求的服务器作为雾通信节点对待传输数据进行传输，包括：

基于得到的通信网络参数按权重计算方法对符合要求的服务器进行排序；

按排序结果顺序调用服务器作为雾通信节点对待传输数据进行传输；

权重计算方法包括：获取CPU使用率、内存使用率、IO使用率、带宽使用率，并采用加权负载均衡算法计算获得的权值。

2.变电站数据中心内基于雾计算的数据传输装置，用于执行如权利要求1所述的变电站数据中心内基于雾计算的数据传输方法，其特征在于，所述变电站数据中心数据传输装置包括：

信息确认单元，用于获取部署在变电站数据中心内各服务器处的传感器网络结构信息；

传感器筛选单元，用于根据当前数据传输需求，结合获取到的传感器网络结构信息筛选得到目标传感器；

参数选取单元，用于获取目标传感器对应的服务器的通信网络参数；

数据传输单元，用于选取通信网络参数符合要求的服务器作为雾通信节点对待传输数据进行传输。

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