CN112099951A - 一种基于KubeEdge组件的局域边缘设备协同计算方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于KubeEdge组件的局域边缘设备协同计算方法，边缘设备child node依靠局域网络完成与核心云Kubernetes集群的隔离，边缘设备child node借用核心云丰富计算能力，整个过程中尽量避免边缘设备child node与核心云直接进行交互数据。边缘设备child node在请求核心云计算资源前先进行FFT变换、采样等数据预处理操作使得数据脱敏然后经由局域网经边缘节点master路由后再上传至核心云进行深度计算。通信层面通过局域网连同附近边缘设备解决网络中断脱机问题，边缘节点master充当路由角色同时能够下发核心云配置文件及管理边缘设备child node。

Description

一种基于KubeEdge组件的局域边缘设备协同计算方法
技术领域
本发明涉及Kubernetes集群、KubeEdge组建及边缘设备协同计算领域，具体涉及一种基于KubeEdge组件的局域边缘设备协同计算方法。
背景技术
随着边缘设备规模的不断扩大，边缘设备不再是一个个孤零零的个体。边缘设备计算无法单独存在必须与远程核心云打通，Kubernetes是原生核心云的标准框架，KubeEdge构建与Kubernetes之上是任何边缘端基础设备体检云计算服务的基础。边缘设备种类繁多处理数据能力各异但都存在计算能力不足的问题，不够智能。边缘设备集群除了具有采集数据的能力外还应能从云端接收核心云中心下发的以yaml文件形式的控制指令，边缘计算与核心云计算相辅相成、协同运作，既有隔离又有耦合。将核心云Kubernetes的能力下发到边缘端存在计算资源有限、边缘端网络不稳定容易脱机、边缘端原始数据敏感等问题。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种边缘设备更加智能、核心云可管理范围更广及敏感数据隔离自治的基于KubeEdge组件的局域边缘设备协同计算方法。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于KubeEdge组件的局域边缘设备协同计算方法，包括如下步骤：
a)构建核心云Kubernetes集群以及在核心云Kubernetes集群中构建KubeEdge组件；
b)KubeEdge组件通过近核心云端CloudCore与近边缘端EdgeCore完成核心云Kubernetes集群中边缘节点master与边缘设备child node的连接控制；
c)边缘设备child node在请求核心云Kubernetes集群计算资源前先进行FFT变换及采样数据预处理操作，使数据脱敏后经由局域网经边缘节点master的节点路由后再上传至核心云Kubernetes集群进行计算，边缘节点master充当路由角色，其下发核心云Kubernetes集群配置文件及管理边缘设备child node。
进一步的，上述Child node节点为震动传感器。
进一步的，上述Child node节点为热成像装置。
进一步的，上述Child node节点为摄像头。
进一步的，步骤a)中核心云Kubernetes集群由边缘节点master及边缘节点slave构成，边缘节点master及边缘节点slave通过api进行管理核心云Kubernetes集群，实现对核心云Kubernetes集群伸缩版本更新操作。
进一步的，步骤b)中核心云Kubernetes集群通过近核心云端CloudCore对边缘节点master、应用及资源配置信息同步,通过近边缘端EdgeCore管理边缘设备child node上传其设备信息状态保持与核心云Kubernetes集群一致，通过近边缘端EdgeCore过局域网与边缘设备child node连接，近边缘端EdgeCore充当边缘节点master的主节点，边缘节点master充当边缘设备child node的节点。
本发明的有益效果是：边缘设备child node依靠局域网络完成与核心云Kubernetes集群的隔离，边缘设备child node借用核心云丰富计算能力，整个过程中尽量避免边缘设备child node与核心云直接进行交互数据。边缘设备child node在请求核心云计算资源前先进行FFT变换、采样等数据预处理操作使得数据脱敏然后经由局域网经边缘节点master路由后再上传至核心云进行深度计算。通信层面通过局域网连同附近边缘设备解决网络中断脱机问题，边缘节点master充当路由角色同时能够下发核心云配置文件及管理边缘设备child node。
具体实施方式
下面对本发明做进一步说明。
一种基于KubeEdge组件的局域边缘设备协同计算方法，包括如下步骤：
a)构建核心云Kubernetes集群以及在核心云Kubernetes集群中构建KubeEdge组件；
b)KubeEdge组件通过近核心云端CloudCore与近边缘端EdgeCore完成核心云Kubernetes集群中边缘节点master与边缘设备child node的连接控制；
c)边缘设备child node在请求核心云Kubernetes集群计算资源前先进行FFT变换及采样数据预处理操作，使数据脱敏后经由局域网经边缘节点master的节点路由后再上传至核心云Kubernetes集群进行计算，边缘节点master充当路由角色，其下发核心云Kubernetes集群配置文件及管理边缘设备child node。
边缘设备child node依靠局域网络完成与核心云Kubernetes集群的隔离，边缘设备child node借用核心云丰富计算能力，整个过程中尽量避免边缘设备child node与核心云直接进行交互数据。KubeEdge架构由云、边、端三个层次组成，核心云管控边边缘节点master与边缘设备child node，边缘节点master依靠局域网实现边缘自治。KubeEdge组件含有近核心云端CloudCore与近边缘端EdgeCore 两部分，核心云Kubernetes集群通过近核心云端CloudCore实现边缘节点master、应用及资源配置信息同步，近边缘端EdgeCore管理边缘设备child node上传边缘端设备信息状态保持与核心云同步。EdgeCore下发至近边缘端EdgeCore通过局域网与近边缘端EdgeCore连接，从边缘段局域网角度看近边缘端EdgeCore充当边缘节点master主节点，边缘节点master充当边缘设备child node的节点。边缘设备child node在请求核心云计算资源前先进行FFT变换、采样等数据预处理操作使得数据脱敏然后经由局域网经边缘节点master路由后再上传至核心云进行深度计算。通信层面通过局域网连同附近边缘设备解决网络中断脱机问题，边缘节点master充当路由角色同时能够下发核心云配置文件及管理边缘设备child node。
进一步的，上述Child node节点为震动传感器。
进一步的，上述Child node节点为热成像装置。
进一步的，上述Child node节点为摄像头。
进一步的，步骤a)中核心云Kubernetes集群由边缘节点master及边缘节点slave构成，边缘节点master及边缘节点slave通过api进行管理核心云Kubernetes集群，实现对核心云Kubernetes集群伸缩版本更新操作。
进一步的，步骤b)中核心云Kubernetes集群通过近核心云端CloudCore对边缘节点master、应用及资源配置信息同步,通过近边缘端EdgeCore管理边缘设备child node上传其设备信息状态保持与核心云Kubernetes集群一致，通过近边缘端EdgeCore过局域网与边缘设备child node连接，近边缘端EdgeCore充当边缘节点master的主节点，边缘节点master充当边缘设备child node的节点。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (6)

1.一种基于KubeEdge组件的局域边缘设备协同计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)构建核心云Kubernetes集群以及在核心云Kubernetes集群中构建KubeEdge组件；
b)KubeEdge组件通过近核心云端CloudCore与近边缘端EdgeCore完成核心云Kubernetes集群中边缘节点master与边缘设备child node的连接控制；
c)边缘设备child node在请求核心云Kubernetes集群计算资源前先进行FFT变换及采样数据预处理操作，使数据脱敏后经由局域网经边缘节点master的节点路由后再上传至核心云Kubernetes集群进行计算，边缘节点master充当路由角色，其下发核心云Kubernetes集群配置文件及管理边缘设备child node。
2.根据权利要求1所述的基于KubeEdge组件的局域边缘设备协同计算方法，其特征在于：所述Child node节点为震动传感器。
3.根据权利要求1所述的基于KubeEdge组件的局域边缘设备协同计算方法，其特征在于：所述Child node节点为热成像装置。
4.根据权利要求1所述的基于KubeEdge组件的局域边缘设备协同计算方法，其特征在于：所述Child node节点为摄像头。
5.根据权利要求1所述的基于KubeEdge组件的局域边缘设备协同计算方法，其特征在于：步骤a)中核心云Kubernetes集群由边缘节点master及边缘节点slave构成，边缘节点master及边缘节点slave通过api进行管理核心云Kubernetes集群，实现对核心云Kubernetes集群伸缩版本更新操作。
6.根据权利要求1所述的基于KubeEdge组件的局域边缘设备协同计算方法，其特征在于：步骤b)中核心云Kubernetes集群通过近核心云端CloudCore对边缘节点master、应用及资源配置信息同步,通过近边缘端EdgeCore管理边缘设备child node上传其设备信息状态保持与核心云Kubernetes集群一致，通过近边缘端EdgeCore过局域网与边缘设备childnode连接，近边缘端EdgeCore充当边缘节点master的主节点，边缘节点master充当边缘设备child node的节点。
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