CN113556727A - 基于移动容器的云设备的数据传输方法及系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种基于移动容器的云设备的数据传输方法及系统，其中，所述方法包括：基于预设的移动切换策略将与云设备关联的移动容器从第一边缘计算服务器切换部署到第二边缘计算服务器中；以及，基于切换部署后的所述移动容器为所述云设备传输数据包。本公开实施例通过将移动容器在不同MEC进行切换部署，以至少实现云设备在漫游到不同基站时可以快速适应网络地址的变化来完成数据传输。

Description

基于移动容器的云设备的数据传输方法及系统

技术领域

本公开涉及云计算技术领域，尤其涉及一种基于移动容器的云设备的数据传输方法以及一种基于移动容器的云设备的数据传输系统。

背景技术

随着移动通信网络的发展，移动云计算(Mobile Cloud Computing,MCC)将移动互联网和云计算结合，是一种具有移动性的云计算技术，通过移动通信网络获取资源或信息服务的应用模式，近年来得到了迅速发展。作为移动云计算的分支，云设备以云手机为例将手机终端的大部分软件功能迁移到云端，手机只保留基础硬件、通信模块、摄像头和传感器、屏幕和其他硬件，以及基础的软件。手机主要起到接受用户输入发送到云端、将云端的远程结果界面显示给用户、控制基础的硬件和通信模块等功能。给从而极大简化对手机终端的硬件要求，提高了手机终端的兼容性。

虚拟化是云计算、也是云手机的基础技术，虚拟化在服务器端提供集中的物理计算资源，这些资源被分解成更小的单位去独立地为不同的用户提供服务，同时保证隔离性和安全性。虚拟化技术总体上可以分为虚拟机和容器两种。虚拟机具有完善的系统环境和良好的独立性在云计算中获得广泛应用，但是虚拟机技术体谅庞大、占用太多资源，在终端数量庞大时遇到瓶颈。相比之下，容器提供轻量级的虚拟化，以便隔离进程和资源，而且不需要提供指令解释机制以及全虚拟化的其他复杂性。容器有效地将由单个操作系统管理的资源划分到孤立的组中，以更好地在孤立的组之间平衡有冲突的资源使用需求。

然而，现有的容器虚拟技术主要是针对互联网各类服务的部署，其针对的均是网络的固定IP地址，没有考虑服务于手机等移动终端应用的场景，将现有的容器虚拟技术直接应用到云手机将可能面临不能适应移动终端漫游到不同基站时，在不同MEC(MobileEdge Computing，移动边缘计算)之间的网络地址的变化，从而导致云手机数据传输失败等问题。

发明内容

本公开提供了一种基于移动容器的云设备的数据传输方法及系统，通过将移动容器在不同MEC进行切换部署，云设备在漫游到不同基站时可以快速适应网络地址的变化来完成数据传输，以至少上述问题。

根据本公开实施例的一方面，提供一种基于移动容器的云设备的数据传输方法，包括：

基于预设的移动切换策略将与云设备关联的移动容器从第一边缘计算服务器切换部署到第二边缘计算服务器中；以及，基于切换部署后的所述移动容器为所述云设备传输数据包。

在一种实施方式中，所述基于预设的移动切换策略将与云设备关联的移动容器从第一边缘计算服务器切换部署到第二边缘计算服务器中，包括：

获取云设备的移动信息；

基于所述移动信息判断所述云设备是否从已部署了与其关联的移动容器的第一边缘计算服务器所属的第一基站向第二基站移动，若是，则继续判断所述云设备是否从所述第一基站向所述第二基站移动达到移动切换阈值；

若达到移动切换阈值，则基于所述第一边缘服务器中的移动容器在所述第二基站的第二边缘服务器中切换部署所述移动容器。

在一种实施方式中，所述基于所述第一边缘服务器的移动容器在所述第二基站的第二边缘服务器中切换部署所述移动容器，包括：

基于所述第一边缘服务器中的移动容器向所述第二边缘服务器发送网络代理启动请求，以使所述第二边缘服务器接到所述网络代理启动请求后，启动网络代理，并基于所述网络代理和所述第一基站之间建立隧道，使所述云设备能够基于所述网络代理在所述隧道中与所述第一边缘服务器的移动容器通信；以及，

从所述第一边缘服务器中获取所述移动容器的装载信息，并基于所述装载信息在所述第二边缘服务器中切换部署所述移动容器。

在一种实施方式中，在基于所述装载信息在所述第二边缘服务器中部署所述移动容器之后，还包括：

卸载所述第一边缘服务器中的移动容器，并关闭所述网络代理及所述隧道。

在一种实施方式中，所述基于切换部署后的所述移动容器为所述云设备传输数据包，包括：

基于所述第二边缘服务器中的移动容器将所述云设备的待发送数据包发送给第一边缘服务器中的移动容器；

基于所述第一边缘服务器中的移动容器将所述待发送数据包发送给目的接收端；和/或，

基于所述第一边缘服务器中的移动容器将所述云设备的待接收数据包发送给所述第二边缘服务器中的移动容器；

基于所述第二边缘服务器中的移动容器将所述待接收数据包发送给所述云设备。

在一种实施方式中，所述方法还包括：

分别获取所述移动容器在所述第一边缘服务器中的原IP地址和在所述第二边缘服务器中的新IP地址；

将所述云设备的待发送数据包的真实目的IP地址写入到所述待发送数据包的扩展字段中；

所述基于第二边缘服务器中的移动容器将所述云设备的待发送数据包发送给第一边缘服务器中的移动容器，包括：

利用所述新IP地址使所述第二边缘服务器的移动容器获取所述云设备的待发送数据包；

基于所述第二边缘服务器的移动容器按照所述原IP地址将所述待发送数据包发送至所述第一边缘服务器的移动容器中；以及，

基于所述第一边缘服务器的移动容器从所述扩展字段中提取所述真实目的IP地址，并基于所述真实目的IP地址将所述待发送数据包发送给目的接收端；和/或，

所述基于所述第一边缘服务器中的移动容器将所述云设备的待接收数据包发送给所述第二边缘服务器中的移动容器，包括：

利用所述原IP地址使所述第一边缘服务器的移动容器接收所述待接收数据包；以及，

基于所述第一边缘服务器的移动容器按照所述新IP地址将所述待接收数据包发送给所述第二边缘服务器的移动容器。

在一种实施方式中，所述方法还包括：

将所述原IP地址和所述新IP地址进行NAT转换，以使所述移动容器在云设备应用层的IP地址保持不变。

在一种实施方式中，所述基于切换部署后的所述移动容器为所述云设备传输数据包，包括：

分别获取所述移动容器在所述第一边缘服务器中的原IP地址和在所述第二边缘服务器中的新IP地址；

将所述云设备的待发送数据包中目的地址字段为所述原IP地址的待传输数据包的目的地址修改为所述新IP地址；

利用所述新IP地址使所述第二边缘服务器的移动容器获取所述云设备的待发送数据包；以及，基于所述第二边缘服务器的移动容器将所述待发送数据包发送给目的接收端；和/或，

利用所述新IP地址使所述第二边缘服务器的移动容器获取所述云设备的待接收数据包；

将所述待接收数据包中源地址字段为所述新IP地址的待传输数据包的源地址修改为所述原IP地址；以及，基于所述第二边缘服务器的移动容器按照所述原IP地址将所述待接收数据包发送给所述云设备。

在一种实施方式中，分别获取所述移动容器在所述第一边缘服务器中的原IP地址和在所述第二边缘服务器中的新IP地址之后，还包括：

将所述原IP地址和所述新IP地址广播到网络中，以使网络中的软件定义网络SDN设备接收到所述原IP地址和所述新IP地址写入到数据包过滤器中；

所述将所述云设备的待发送数据包中目的地址字段为所述原IP地址的待传输数据包的目的地址修改为所述新IP地址，包括：

利用所述数据包过滤器将所述云设备的待发送数据包中目的地址字段为所述原IP地址的待传输数据包的目的地址修改为所述新IP地址；和/或，

将所述待接收数据包中源地址字段为所述新IP地址的待传输数据包的源地址修改为所述原IP地址，包括：

利用所述数据包过滤器将所述待接收数据包中源地址字段为所述新IP地址的待传输数据包的源地址修改为所述原IP地址。

根据本公开实施例的另一方面，提供一种基于移动容器的云设备的数据传输系统，包括：

切换部署模块，其设置为基于预设的移动切换策略将与云设备关联的移动容器从第一边缘计算服务器切换部署到第二边缘计算服务器中；以及，

传输模块，其设置为基于切换部署后的所述移动容器为所述云设备传输数据包。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例提供的基于移动容器的数据传输方法，通过基于预设的移动切换策略将与云设备关联的移动容器从第一边缘计算服务器切换部署到第二边缘计算服务器中；以及，基于切换部署后的所述移动容器为所述云设备传输数据包。本公开实施例通过将移动容器在不同MEC进行切换部署，以至少实现云设备在漫游到不同基站时可以快速适应网络地址的变化来完成数据传输。

本公开的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本公开而了解。本公开的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本公开技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。

图1为本公开实施例提供的一种基于移动容器的云设备数据传输方法的流程示意图；

图2为图1中步骤S101的流程示意图；

图3为本公开实施例提供的另一种基于移动容器的云设备数据传输方法的流程示意图；

图4a为图3中步骤S102的流程示意图之一；

图4b为图3中步骤S102的流程示意图之二；

图4c为图3中步骤S102的流程示意图之三；

图5A为图3中步骤S102的流程示意图之四；

图5B为图3中步骤S102的流程示意图之五；

图5C为图3中步骤S102的流程示意图之六；

图6为本公开实施例提供的一种基于移动容器的云设备数据传输系统的结构示意图；

图7为本公开实施例提供的一种终端设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序；并且，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

其中，在本公开实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本公开的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

云计算是一种利用互联网实现按需、弹性、随时随地接入互联网资源(包括基础计算设施、云应用平台和应用程序等)的计算模式。云计算主要针对互联网，对移动性支持较差。随着移动通信网络的发展，移动云计算(Mobile Cloud Computing，MCC)将移动互联网和云计算结合，是一种具有移动性的云计算技术，通过移动通信网络获取资源或信息服务的应用模式，近年来得到了迅速发展。移动云计算充分利用了云端的计算、存储等资源，突破移动终端的自身资源约束(例如供电、存储、运算等)，为移动用户提供更加丰富多彩的应用选择和更优质的用户体验。

云设备，云可穿戴设备、可移动物联网终端等广义的云移动终端，本实施例以云手机为例，云手机对于电信运营商来说具有天然优势，运营商拥有大型数据中心资源和丰富的网络资源，另外，运营商拥有极其庞大的用户群体，再次，运营商拥有庞大IT基础设施，其运营支撑系统、网络管理系统都可以通过构建企业内部的云手机服务系统，提高资源利用率，降低投资和运营成本，以满足自身的精细化管理需求。云手机还可以帮助运营商更好地解决终端及操作系统兼容性的问题，以及软硬件厂商的掣肘，更好地管理终端产业链。目前各种终端在芯片、操作系统以及显示屏幕等环节都存在很大差异，不同终端间交互融合的难度非常大。云手机通过后台交互，让各类业务和信息通过各种客户端进行推送传输，而不是单纯由手机本地的安装和存放，极大拓展了运营商各类新业务的发展空间。

5G网络中的高速业务种类，以及手机和物联网终端数量的急剧增长对移动终端和网络都是一种挑战。5G网络的移动边缘计算(Mobile Edge Computing，MEC)将云平台部署到无线接入网(Radio Access Network，RAN)，将传统的用户跨越整个通信网络云计算平台的模式，拓展为移动设备可以根据自己的需要来选择云平台或者各类MEC来提供服务。5G技术的发展为万物互联提供了便利，用户终端也由智能手机拓展到各类物联网终端，因此，将云手机拓展到包括手机和物联网终端的各类云终端，可以有效降低各类终端的成本，突破各类终端的资源制约，提供丰富的功能。

虚拟化是云计算、也是云手机的基础技术，虚拟化在服务器端提供集中的物理计算资源，这些资源被分解成更小的单位去独立地为不同的用户提供服务，同时保证隔离性和安全性。虚拟化技术总体上可以分为虚拟机和容器两种。虚拟机具有完善的系统环境和良好的独立性在云计算中获得广泛应用，但是虚拟机技术体谅庞大、占用太多资源，在终端数量庞大时遇到瓶颈。相比之下，容器提供轻量级的虚拟化，以便隔离进程和资源，而且不需要提供指令解释机制以及全虚拟化的其他复杂性。容器有效地将由单个操作系统管理的资源划分到孤立的组中，以更好地在孤立的组之间平衡有冲突的资源使用需求。

与虚拟机技术相比，容器技术的优势在于：1)应用发布：用短短几行命令完成应用的发布，以及让容器中的应用卸载和运行，而虚拟机安装和配置需要繁琐步骤。2)快速部署：容器应用可以直接访问宿主机的操作系统内核，传统虚拟机是对操作系统内核进行虚拟化，所以容器占用的存储空间相比于虚拟机少很多，同时，部署时间更快，在几十秒的时间内在一台宿服务器上可以轻松部署成千上万个容器，因此，对于大量的需要独立运行的系统，应用容器带来的优势，无论是部署时间还是数量都是虚拟机远远所不能达到的。3)良好的隔离性能：容器可以良好完成任务与任务之间的访问隔离，任何容器的进程崩溃都不会影响宿主机或其他容器进程CPU、内存、硬盘等资源使用和分配，良好的隔离性使得容器技术在应用中具有很高的容错性。4)简洁的管理方案：容器以API接口方式全面提供各类管理数据，可以快速获得容器中各类应用的状态，以及进行容器管理，适合对大量虚拟机进行管理。

然而现有容器虚拟技术主要是针对互联网各类服务的部署，针对的是网络的固定IP地址，没有考虑服务于手机等移动终端应用的场景，直接应用到云手机面临如下问题：1)不能适应移动终端漫游到不同基站时，在不同MEC之间的网络地址的变化；2)不能满足不同MEC之间的平滑切换；3)分发技术、卸载技术和应用加载方式不适合移动应用；4)无法与通信网络技术交互优化资源配置和调用。上述问题将最终将可能导致云手机数据传输失败等问题。

为解决上述问题，本公开实施例提供一种基于移动容器的云设备数据传输方法，充分利用5G网络的移动边缘计算靠近用户端的优势，将现有互联网服务应用部署中的容器技术进行优化，设计了满足在不同MEC中移动的功能，以支持云手机的移动应用场景，本实施例对于增加移动手机和各类物联网终端的功能、降低终端成本、解决终端对高端芯片的依赖、丰富5G网络的发展空间，提升运营商的应用生态，提供了一条可行的路径。

请参照图1，图1为本公开实施例提供的一种基于移动容器的云设备的数据传输方法，包括步骤S101和步骤S102。

在步骤S101中，基于预设的移动切换策略将与云设备关联的移动容器从第一边缘计算服务器切换部署到第二边缘计算服务器中。

可以理解的是，本实施例中与云设备关联的移动容器，即云手机开机后，系统为该云手机分配移动容器镜像，然后基于该移动容器镜像在该云手机最近的MEC所部署的移动容器。

本实施例中，预先设定移动切换策略，该移动切换策略可以实现移动容器在不同基站的边缘服务器中进行切换部署，以至少解决现有技术中容器技术仅能针对固定IP地址进行服务，难以适应云手机移动场景的弊端。具体地，如图2所示，步骤S101包括步骤S1011-S1013。

在步骤S1011中，获取云设备的移动信息。

具体地，本实施例对云手机移动状态检测，云手机从原基站(以下简称OBS)移动到新的基站(以下简称NBS)，系统自动检测并发出通知。由于移动容器部署在移动网络的MEC中，因此本实施例可以利用MEC的移动网络开放接口，获取云手机的移动信息。

在步骤S1012中，基于所述移动信息判断所述云设备是否从已部署了与其关联的移动容器的第一边缘计算服务器所属的第一基站向第二基站移动，若是，则执行步骤S1013，否则，结束流程。

在步骤S1013中，继续判断所述云设备是否从所述第一基站向所述第二基站移动达到移动切换阈值，若达到移动切换阈值，则执行步骤S1014，否则，结束流程。

在步骤S1014中，基于所述第一边缘服务器中的移动容器在所述第二基站的第二边缘服务器中切换部署所述移动容器。

具体地，对于云手机正在离开原基站(OBS)，向新基站(NBS)移动到达移动切换阈值时，系统判定云手机进入新基站的通信范围，准备移动容器在第一边缘服务器和第二边缘服务器中的切换部署。

需要说明的是，本实施例中的切换部署包括两种形式，第一种是在第二边缘服务器中完成移动容器(以下称新移动容器)部署后，第一边缘服务器中的移动容器(以下称原移动容器)进行注销；另一种则是第二边缘服务器中完成移动容器部署后，第一边缘服务器中的移动容器继续保留，并利用原移动容器的IP地址协助云手机的数据收发，具体内容可详见后述实施例。

在步骤S102中，基于切换部署后的所述移动容器为所述云设备传输数据包。

本实施例中，基于切换部署后的移动容器为云设备传输数据包，以支持云手机移动应用场景。

请参照图3，图3为本公开实施例提供的另一种基于移动容器的云设备的数据传输方法的流程示意图，在上一实施例的基础上，本实施例在移动容器的切换部署时设计网络代理步骤，以防止云手机在两个基站边缘移动性不确定带来的“乒乓”效应等问题，具体地，所述基于所述第一边缘服务器的移动容器在所述第二基站的第二边缘服务器中切换部署所述移动容器(步骤S1014)，包括步骤S301和步骤S302。

在步骤S301中，基于所述第一边缘服务器中的移动容器向所述第二边缘服务器发送网络代理启动请求，以使所述第二边缘服务器接到所述网络代理启动请求后，启动网络代理，并基于所述网络代理和所述第一基站之间建立隧道，使所述云设备能够基于所述网络代理在所述隧道中与所述第一边缘服务器的移动容器通信。

具体地，由于移动容器加载和同步需要一定的时间，如果在此时间内云手机已经离开原基站(OBS)的覆盖范围移动到新基站(NBS)的覆盖范围，会造成云手机的中断，从而影响用户的体验，本实施例采用了两步的切换方案，第一步是移动代理切换的方式，云手机切换到新基站(NBS)时，通过代理和隧道同原基站(OBS)的移动容器通信，第二步是移动容器的切换，在新基站(NBS)的MEC中装载新的移动容器，并实现同原基站(OBS)的移动容器的同步，此时云手机可以切换到同新基站(NBS)的移动容器的通信。

其中，网络代理切换模式：当云手机进入新基站(NBS)的覆盖范围时，利用原基站(OBS)的移动容器向新基站(NBS)的MEC发送网络代理启动请求，具体地，该请求中包含了云手机的IP地址，新基站(NBS)的MEC接到请求后，启动网络代理服务，并向原基站(OBS)的移动容器发送已经代理的网络IP地址和端口号，此时，根据云手机的IP地址及代理网络IP地址端口号等信息在新基站(NBS)的网络代理和原基站(OBS)之间建立隧道，来实现高速数据的直接传输。

在步骤S302中，在网络代理启动后，从所述第一边缘服务器中获取所述移动容器的装载信息，并基于所述装载信息在所述第二边缘服务器中切换部署所述移动容器。

在网络代理模式完成后，新基站(NBS)的MEC从原基站(OBS)开始复制原基站的移动容器，并在新基站(NBS)的MEC中装载，同时不断同步环境参数，一直到两个移动容器状态完全一致，移动容器的切换部署完成。

进一步地，在基于所述装载信息在所述第二边缘服务器中部署所述移动容器(步骤S302)之后，还包括以下步骤：

卸载所述第一边缘服务器中的移动容器，并关闭所述网络代理及所述隧道。

在完成移动容器的切换部署后，新基站可以发出移动容器的切换指令，将云手机的数据收发由网络代理切换到新容器的网络端口，云手机同原基站(OBS)MEC中卸载移动容器的通信完全中断。为防止云手机在两个基站边缘移动性不确定带来的“乒乓”效应，原基站(OBS)MEC中卸载移动容器保留一定时间，带云手机确实离开原基站(OBS)的服务范围后，原基站(OBS)MEC卸载移动容器，系统收回硬件资源和网络资源，云手机的切换结束。

而在一些实施例中，在完成移动容器的切换部署后，对原基站的移动容器不进行卸载，云手机基于两个容器之间的配合完成数据收发。

在实际应用中，云手机在移动应用场景下，数据接收端或者数据发送端由于不知道云手机的移动容器的切换部署，即不知道IP地址发生变化，还是会按照之前的IP地址与云手机完成数据的收发。本实施例对于云手机的数据发送，基于新容器将云手机的待发送数据先发送给原容器，再基于原容器将数据发送出去，此时目的接收端不会感受到云手机IP地址的变化，完成正常数据发送，相应的，对于云手机的数据接收，发送端也会先将待接收数据发送给原容器，本实施例原容器以中介的形式将待接收数据发送给新容器，再基于新容器将待接收数据发送给云手机，使云手机完成正常的数据接收。

具体地，针对原容器不进行卸载，云手机基于原容器和新容器的配合完成数据收发可以包括以下三种示例，示例一：针对云手机的数据发送，如图4A所示，所述步骤S102，包括以下步骤：

步骤S102a、基于所述第二边缘服务器中的移动容器将所述云设备的待发送数据包发送给第一边缘服务器中的移动容器；

步骤S102b、基于所述第一边缘服务器中的移动容器将所述待发送数据包发送给目的接收端。

示例二：针对允收手机的数据接收，如图4B所示，所述步骤S102，包括以下步骤：

步骤S102c、基于所述第一边缘服务器中的移动容器将所述云设备的待接收数据包发送给所述第二边缘服务器中的移动容器；

步骤S102d、基于所述第二边缘服务器中的移动容器将所述待接收数据包发送给所述云设备。

示例三：针对云手机的数据发送和接收，(即示例二和示例三之间的结合)，如图4C所示，所述步骤S102，包括以下步骤：

步骤S102a、基于所述第二边缘服务器中的移动容器将所述云设备的待发送数据包发送给第一边缘服务器中的移动容器；

步骤S102b、基于所述第一边缘服务器中的移动容器将所述待发送数据包发送给目的接收端；以及，

步骤S102c、基于所述第一边缘服务器中的移动容器将所述云设备的待接收数据包发送给所述第二边缘服务器中的移动容器；

步骤S102d、基于所述第二边缘服务器中的移动容器将所述待接收数据包发送给所述云设备。

进一步地，本实施例利用原容器的IP地址和新容器的IP地址完成云手机的数据收发，所述方法还包括以下步骤：

分别获取所述移动容器在所述第一边缘服务器中的原IP地址和在所述第二边缘服务器中的新IP地址；以及，

将所述云设备的待发送数据包的真实目的IP地址写入到所述待发送数据包的扩展字段中。

可以理解的是，真实目的IP地址即为待发送数据包实际要发送给目的接收端的IP地址，其与本实施例中出现的目的地址相区别。

针对云手机的数据发送，所述基于第二边缘服务器中的移动容器将所述云设备的待发送数据包发送给第一边缘服务器中的移动容器(步骤S102b)，包括以下步骤：

利用所述新IP地址使所述第二边缘服务器的移动容器获取所述云设备的待发送数据包；

基于所述第二边缘服务器的移动容器按照所述原IP地址将所述待发送数据包发送至所述第一边缘服务器的移动容器中；以及，

基于所述第一边缘服务器的移动容器从所述扩展字段中提取所述真实目的IP地址，并基于所述真实目的IP地址将所述待发送数据包发送给目的接收端。

具体地，移动容器移动部署到新的MEC中时，移动容器可以获得当地MEC自动分配的新IP地址(以下简称NIP)，同时，移动容器还保持原有IP地址(以下简称OIP)；进一步地，所述方法还包括以下步骤：将所述原IP地址和所述新IP地址进行NAT转换，以使所述移动容器在云设备应用层的IP地址保持不变。可以理解的是，NAT(Network AddressTranslation，网络地址转换)，可以安装NAT软件对原IP地址和新IP地址进行NAT转换，使云手机应用层的IP地址始终保持不变，以此保证云手机能够在应用层完成数据收发。

在云手机进行数据发送时，将待发送的数据包真实目的IP地址(以下简称RIP)移动到扩展字段中，将目的地址更换成移动容器的原IP地址(OIP)，源地址为移动容器获得的新IP地址(NIP)，将数据包通过移动容器的网络接口发送出去，该数据包将发送到原移动容器，原移动容器的移动处理模块接收到该数据包后，将目的IP地址字段的IP地址(OIP)写入源IP地址字段，从扩展字段中取出真实的目的IP地址(RIP)，写入数据包的目的IP字段，然后通过原移动容器的网络端口发送出去，从容实现了数据的发送，通过这个过程，目的接收端感觉不到终端IP地址的变化。

和/或，

针对云手机的数据接收，所述基于所述第一边缘服务器中的移动容器将所述云设备的待接收数据包发送给所述第二边缘服务器中的移动容器(步骤S102d)，包括以下步骤：

利用所述原IP地址使所述第一边缘服务器的移动容器接收所述待接收数据包；以及，

基于所述第一边缘服务器的移动容器按照所述新IP地址将所述待接收数据包发送给所述第二边缘服务器的移动容器。

在云手机进行数据接收时，由于云手机保持IP地址不变，发送给云手机的数据包会首先到达原移动云容器，系统将数据包的目的地址修改为新的移动容器获得的新IP地址(NIP)，然后经过原移动容器的网络接口发送出去，数据包会到达新的移动容器，然后由新的移动容器完成NAT转换，将目的地址转换成原IP地址(OIP)，发送给云手机应用层。

在另一种实施方式中，针对卸载原容器后，仅基于新容器完成云手机的数据收发，本实施例通过向网络广播新容器和原容器IP的IP地址的形式，并对数据包的目的地址和源地址进行修改，实现云手机从新容器转发或者接收数据包。同样包括三种示例，示例一：针对云手机的数据发送，如图5A所示，步骤S102包括步骤S102A-S102C。

在步骤S102A中，分别获取所述移动容器在所述第一边缘服务器中的原IP地址和在所述第二边缘服务器中的新IP地址；

在步骤S102B中，将所述云设备的待发送数据包中目的地址字段为所述原IP地址的待传输数据包的目的地址修改为所述新IP地址；

在步骤S102C中，利用所述新IP地址使所述第二边缘服务器的移动容器获取所述云设备的待发送数据包；以及，基于所述第二边缘服务器的移动容器将所述待发送数据包发送给目的接收端。

示例二：针对云手机的数据接收，如图5B所述，步骤S102包括步骤S102D-S102F。

在步骤S102A中，分别获取所述移动容器在所述第一边缘服务器中的原IP地址和在所述第二边缘服务器中的新IP地址；

在步骤S102D中，利用所述新IP地址使所述第二边缘服务器的移动容器获取所述云设备的待接收数据包；

在步骤S102E中，将所述待接收数据包中源地址字段为所述新IP地址的待传输数据包的源地址修改为所述原IP地址；

在步骤S102F中，基于所述第二边缘服务器的移动容器按照所述原IP地址将所述待接收数据包发送给所述云设备。

示例三：针对云手机的数据发送和接收，(即示例二和示例三之间的结合)，如图4C所示，所述步骤S102包括步骤S102A-S102F。

在步骤S102A中，分别获取所述移动容器在所述第一边缘服务器中的原IP地址和在所述第二边缘服务器中的新IP地址；

在步骤S102B中，将所述云设备的待发送数据包中目的地址字段为所述原IP地址的待传输数据包的目的地址修改为所述新IP地址；

在步骤S102C中，利用所述新IP地址使所述第二边缘服务器的移动容器获取所述云设备的待发送数据包；以及，基于所述第二边缘服务器的移动容器将所述待发送数据包发送给目的接收端。

在步骤S102D中，利用所述新IP地址使所述第二边缘服务器的移动容器获取所述云设备的待接收数据包；

在步骤S102E中，将所述待接收数据包中源地址字段为所述新IP地址的待传输数据包的源地址修改为所述原IP地址；

在步骤S102F中，基于所述第二边缘服务器的移动容器按照所述原IP地址将所述待接收数据包发送给所述云设备。

在一些实施方式中，针对数据包的源地址和目的地址的修改，可以利用SDN(Software Defined Network，软件定义网络)设备实现。由于MEC可以利用移动网络的设备资源，因此，移动容器可以将原地址和新的地址通过广播包的方式发送到网络，合适位置的SDN设备(以下简称PSDN)接收到以后(合适位置指能同时覆盖到原移动容器的IP地址(OIP)和新移动容器的IP地址(NIP)的SDN路由设备)，可以对相应的数据包进行过滤，然后系统对过滤得到的数据包进行IP地址修改。

进一步地，分别获取所述移动容器在所述第一边缘服务器中的原IP地址和在所述第二边缘服务器中的新IP地址之后，还包括以下步骤：

将所述原IP地址和所述新IP地址广播到网络中，以使网络中的软件定义网络SDN设备接收到所述原IP地址和所述新IP地址写入到数据包过滤器中；

所述将所述云设备的待发送数据包中目的地址字段为所述原IP地址的待传输数据包的目的地址修改为所述新IP地址，包括以下步骤：

利用所述数据包过滤器将所述云设备的待发送数据包中目的地址字段为所述原IP地址的待传输数据包的目的地址修改为所述新IP地址；和/或，

将所述待接收数据包中源地址字段为所述新IP地址的待传输数据包的源地址修改为所述原IP地址，包括以下步骤：

利用所述数据包过滤器将所述待接收数据包中源地址字段为所述新IP地址的待传输数据包的源地址修改为所述原IP地址。

需要说明的是，数据包过滤器可以对所有通过它进出的数据包进行检查，并可以阻止那些不符合既定规则数据包的传输。其中数据包过滤器能够基于如下的标准对数据包进行过滤：该数据包所属的协议(TCP、UDP等等)、源地址、目的地址、目的设备的端口号(请求类型)、数据包的传输方向，向外传到英特网或向内传给局域网以及数据库中既定数据包的署名等。本实施例利用数据包过滤器对数据包的源地址字段和目的地址字段进行筛查，并及时对相应的IP地址根据广播数据包进行修改更换，以保证云手机能够基于相应的IP地址完成数据收发。

本实施例中，将原移动容器的IP地址(OIP)和新移动容器的IP地址(NIP)写到数据包过滤器中，过滤器对经过的数据分组进行分析、选择，通过检查数据流中的每个数据分组的分组头域或他们的组合来确定某个数据分组是否符合过滤规则(目的地址是OIP或者源地址是NIP)，如果符合，则将目的地址字段由OIP修改为NIP，将源地址由NIP修改为OIP。

针对上述两种云手机的数据传输模式(卸载原容器和保留原容器)，各自具备其优势和劣势，为进一步提高云手机的数据传输效率，同时降低消耗，本实施例针对上述两种模式进行灵活切换。具体地，

在数据流速率较高时，会产生较大的影响，而且同时存在两个移动容器，增加了网络的开销，但是这种模式，可以在移动容器移动到新的MEC时，快速恢复网络通信，因此比较适合移动容器刚移动到新的MEC中的初始阶段。而对于修改IP地址的方式，需要网络的各SDN接收到通知包，合适位置的SDN(PSDN)做出相应，并建立起数据包功率器对应OIP和NIP的过滤规则才能工作，需要消耗一定的时间，也存在不一定由合适的SDN网络设备完成数据过滤的不确定性，因此，当新的移动容器通过模式一工作一段时间，接到PSDN设备建立数据过滤规则成功的通知包后，可以在原移动容器和新移动容器同时切换，原移动容器停止转发数据，随后注销，系统只保留新的移动容器。

基于相同的技术构思，本公开实施例相应还提供一种基于移动容器的云设备的数据传输系统，如图6所示，所述系统包括：

切换部署模块61，其设置为基于预设的移动切换策略将与云设备关联的移动容器从第一边缘计算服务器切换部署到第二边缘计算服务器中；以及，

传输模块62，其设置为基于切换部署后的所述移动容器为所述云设备传输数据包。

需要说明的是，本实施例提供的基于移动容器的云设备的数据传输系统是上述实施例所公开方法对应的系统，基于上述方法的全文内容同样可以适用于所述系统的较优实施例，此处不再赘述。

进一步地，在上述基于移动容器的云设备的数据传输系统的基础上，本公开实施例相应还提供一种云手机架构，该云手机架构包括云手机应用市场、移动容器分发模块、移动容器注册登记系统、移动容器调度模块以及云手机接入模块，提供了完整的基于移动容器概念的云手机架构。其中，

云手机应用市场，应用市场部署到中心云平台上，不同品牌的云手机由开发企业将操作系统、各类应用进行配置后，做成标准镜像发布到云手机应用市场，供云手机选择。一个新的云手机开机后，会下载默认的镜像，该镜像预装有可以访问云手机应用市场的APP，可以应用市场选择适合同自己的云手机硬件匹配的云手机。

移动容器分发模块，可以采用CDN(Content Delivery Network)技术构建移动容器分发系统，在各地部署边缘服务器，通过中心云平台的负载均衡、内容分发、调度等功能模块，使应用市场的移动容器镜像、用户已用的移动容器能快速部署到用户最近的MEC中，提高用户访问响应速度。

移动容器注册登记系统，包括部署在云平台的移动容器注册登记平台和部署在各级MEC的移动容器注册登记申请模块，当云手机开机登录系统后，MEC中的移动容器注册登记申请模块从通信网络中获得云手机的信息，包括云手机终端标识码(MEID或者IMEI)、移动容器标识码，然后将该信息发送到云平台的移动容器注册登记平台，注册登记平台根据云手机的终端标识码，从移动容器注册登记平台查找该标识码对应的终端上次登录系统对应的MEC标识码，并将移动容器注册登记平台中该云手机对应的上次MEC标识修改为新接收的MEC标识码。如果云手机第一次使用，则从移动容器分发系统获取移动容器镜像。

移动容器调度模块，是MEC中负责移动容器装载、注册登记、运行、备份、重启、移动管理、故障迁移操作。移动容器调度还在本MEC和周围的MEC组合起来组成移动容器的备份体系，保证在一个MEC出现故障，移动容器调度能自动切换云手机的路由，保持移动容器的不间断运行。

云手机接入模块，主要完成云手机的鉴权和接入控制，保证云手机的接入安全。

基于相同的技术构思，本公开实施例相应还提供一种终端设备，如图7所示，所述终端设备包括存储器71和处理器72，所述存储器71中存储有计算机程序，当所述处理器72运行所述存储器71存储的计算机程序时，所述处理器72执行所述的基于移动容器的云设备的数据传输方法。

基于相同的技术构思，本公开实施例相应还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，所述处理器执行所述的基于移动容器的云设备的数据传输方法。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于移动容器的云设备的数据传输方法，其特征在于，包括：

基于预设的移动切换策略将与云设备关联的移动容器从第一边缘计算服务器切换部署到第二边缘计算服务器中；以及，基于切换部署后的所述移动容器为所述云设备传输数据包。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预设的移动切换策略将与云设备关联的移动容器从第一边缘计算服务器切换部署到第二边缘计算服务器中，包括：

获取云设备的移动信息；

基于所述移动信息判断所述云设备是否从已部署了与其关联的移动容器的第一边缘计算服务器所属的第一基站向第二基站移动，若是，则继续判断所述云设备是否从所述第一基站向所述第二基站移动达到移动切换阈值；

若达到移动切换阈值，则基于所述第一边缘服务器中的移动容器在所述第二基站的第二边缘服务器中切换部署所述移动容器。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一边缘服务器的移动容器在所述第二基站的第二边缘服务器中切换部署所述移动容器，包括：

基于所述第一边缘服务器中的移动容器向所述第二边缘服务器发送网络代理启动请求，以使所述第二边缘服务器接到所述网络代理启动请求后，启动网络代理，并基于所述网络代理和所述第一基站之间建立隧道，使所述云设备能够基于所述网络代理在所述隧道中与所述第一边缘服务器的移动容器通信；以及，

从所述第一边缘服务器中获取所述移动容器的装载信息，并基于所述装载信息在所述第二边缘服务器中切换部署所述移动容器。

4.根据权利要求3所述的方法，在基于所述装载信息在所述第二边缘服务器中部署所述移动容器之后，还包括：

卸载所述第一边缘服务器中的移动容器，并关闭所述网络代理及所述隧道。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于切换部署后的所述移动容器为所述云设备传输数据包，包括：

基于所述第二边缘服务器中的移动容器将所述云设备的待发送数据包发送给第一边缘服务器中的移动容器；

基于所述第一边缘服务器中的移动容器将所述待发送数据包发送给目的接收端；和/或，

基于所述第一边缘服务器中的移动容器将所述云设备的待接收数据包发送给所述第二边缘服务器中的移动容器；

基于所述第二边缘服务器中的移动容器将所述待接收数据包发送给所述云设备。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

分别获取所述移动容器在所述第一边缘服务器中的原IP地址和在所述第二边缘服务器中的新IP地址；

将所述云设备的待发送数据包的真实目的IP地址写入到所述待发送数据包的扩展字段中；

所述基于第二边缘服务器中的移动容器将所述云设备的待发送数据包发送给第一边缘服务器中的移动容器，包括：

利用所述新IP地址使所述第二边缘服务器的移动容器获取所述云设备的待发送数据包；

基于所述第二边缘服务器的移动容器按照所述原IP地址将所述待发送数据包发送至所述第一边缘服务器的移动容器中；以及，

基于所述第一边缘服务器的移动容器从所述扩展字段中提取所述真实目的IP地址，并基于所述真实目的IP地址将所述待发送数据包发送给目的接收端；和/或，

所述基于所述第一边缘服务器中的移动容器将所述云设备的待接收数据包发送给所述第二边缘服务器中的移动容器，包括：

利用所述原IP地址使所述第一边缘服务器的移动容器接收所述待接收数据包；以及，

基于所述第一边缘服务器的移动容器按照所述新IP地址将所述待接收数据包发送给所述第二边缘服务器的移动容器。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述原IP地址和所述新IP地址进行NAT转换，以使所述移动容器在云设备应用层的IP地址保持不变。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于切换部署后的所述移动容器为所述云设备传输数据包，包括：

分别获取所述移动容器在所述第一边缘服务器中的原IP地址和在所述第二边缘服务器中的新IP地址；

将所述云设备的待发送数据包中目的地址字段为所述原IP地址的待传输数据包的目的地址修改为所述新IP地址；

利用所述新IP地址使所述第二边缘服务器的移动容器获取所述云设备的待发送数据包；以及，基于所述第二边缘服务器的移动容器将所述待发送数据包发送给目的接收端；和/或，

利用所述新IP地址使所述第二边缘服务器的移动容器获取所述云设备的待接收数据包；

将所述待接收数据包中源地址字段为所述新IP地址的待传输数据包的源地址修改为所述原IP地址；以及，基于所述第二边缘服务器的移动容器按照所述原IP地址将所述待接收数据包发送给所述云设备。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，分别获取所述移动容器在所述第一边缘服务器中的原IP地址和在所述第二边缘服务器中的新IP地址之后，还包括：

将所述原IP地址和所述新IP地址广播到网络中，以使网络中的软件定义网络SDN设备接收到所述原IP地址和所述新IP地址写入到数据包过滤器中；

所述将所述云设备的待发送数据包中目的地址字段为所述原IP地址的待传输数据包的目的地址修改为所述新IP地址，包括：

利用所述数据包过滤器将所述云设备的待发送数据包中目的地址字段为所述原IP地址的待传输数据包的目的地址修改为所述新IP地址；和/或，

将所述待接收数据包中源地址字段为所述新IP地址的待传输数据包的源地址修改为所述原IP地址，包括：

利用所述数据包过滤器将所述待接收数据包中源地址字段为所述新IP地址的待传输数据包的源地址修改为所述原IP地址。

10.一种基于移动容器的云设备的数据传输系统，其特征在于，包括：

切换部署模块，其设置为基于预设的移动切换策略将与云设备关联的移动容器从第一边缘计算服务器切换部署到第二边缘计算服务器中；以及，

传输模块，其设置为基于切换部署后的所述移动容器为所述云设备传输数据包。

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