一种区块链跨域协同云管理方法与流程

本发明涉及区块链，更具体的说是涉及一种区块链跨域协同云管理方法。

背景技术：

1、区块链是新一代信息技术的重要组成部分，也是发展数字经济的重要基础设施，在促进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率和建设可信体系等方面发挥着重要作用，已成为政务、金融、制造等各领域构建新型业务模式的核心支撑技术。

2、然而，区块链在跨域协同云管理场景下，现有技术仍存在诸多不足：在云资源管理层面，现有云管架构多为中心式设计，区块链节点跨地域、跨云平台部署时，需在不同云环境间切换管理，异构云资源难以实现可信编排、可信供应与可信调度；且集中管控模式下各资源提供方自治权受限，无法平权参与区块链网络治理，资源控制权过度集中也与区块链去中心化理念相悖。在底层框架层面，异构区块链底层框架种类繁多，跨链互操作与性能协同调优难度大，导致区块链建链成本高、多云部署管理技术门槛高、跨链数据互通壁垒高，严重制约了区块链应用的规模化落地与跨域协同能力。

3、因此，如何实现区块链跨域云资源的协同管理，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种区块链跨域协同云管理方法，以解决上述问题。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

2、本发明公开了一种区块链跨域协同云管理方法，包括：

3、构建由不同地域、不同云环境的云管节点构成的分布式云管治理网络；

4、各所述云管节点对所属云环境内的算力、存储及网络资源进行虚拟化与容器化适配，通过所述分布式云管治理网络进行多方跨域资源聚合，构建全局授权资源视图并在节点间同步；

5、当发起端云管节点接收到跨域应用实例请求时，基于所述全局授权资源视图匹配目标云管节点，通过所述分布式云管治理网络执行多方跨域资源协同；

6、各所述云管节点对所属本地云环境内的资源实例执行云资源管理，对本地资源进行权限管控、实例生命周期操作与运行状态监控。

7、进一步的，所述虚拟化与容器化适配，具体包括：

8、采集所属云环境内物理计算资源、存储资源及网络资源的属性参数，所述属性参数包括硬件规格、可用容量及基准性能指标；

9、通过虚拟化技术对物理资源进行逻辑拆分与隔离抽象，生成相互独立的虚拟机资源实例，为各实例分配专属的计算配额、存储配额与网络带宽配额；

10、基于容器编排引擎对所述虚拟机资源实例进行标准化容器化封装，生成统一运行环境的容器资源实例，统一资源调用接口的参数规范与通信协议；

11、对完成虚拟化、容器化封装的资源实例进行类别标识与状态标记，映射纳入本地资源池，为全局授权资源视图提供标准化的资源数据输出通道。

12、进一步的，所述进行多方跨域资源聚合，构建全局授权资源视图并在节点间同步，具体包括：

13、建立各云管节点间的可信通信链路；

14、基于pki体系为接入分布式云管治理网络的云管节点颁发身份凭证；新云管节点加入网络时，经网络内多方云管节点协商鉴权通过后分配接入身份凭证，并同步更新全网节点地址列表；云管节点退出网络时，撤销其网络接入身份凭证，从地址列表中移除并同步更新全网节点地址列表；

15、通过分布式数据同步机制，在各云管节点间同步身份权限数据与资源属性数据，并对同步数据执行分布式存储；

16、各云管节点完成所属本地云资源的信息注册与更新，将授权开放访问的资源信息同步更新至全局授权资源视图；

17、通过异常心跳检测机制实时监控各云管节点的在线状态与通信链路状态，当检测到节点离线或通信中断异常时，触发异常预警并同步更新全局授权资源视图中对应节点的在线状态与资源可用标识。

18、进一步的，所述基于所述全局授权资源视图匹配目标云管节点，具体包括：

19、接收跨域应用实例请求，逐一解析各请求的资源需求参数，形成待分配请求集合；所述资源需求参数包括计算资源需求量、存储资源需求量、网络带宽需求量及部署地域约束；

20、遍历所述全局授权资源视图，筛选出在线状态正常、资源可用标识有效的云管节点，构建可用节点集合；针对待分配请求集合中的每个请求，从可用节点集合中筛选出剩余资源满足该请求最低配额要求、且符合部署地域约束的节点，形成各请求对应的候选节点子集；

21、以单请求节点适配度最优与全网资源负载均衡为联合优化目标，对所有待分配请求与对应候选节点进行全局分配优化计算，得到请求与节点一一对应的最优分配方案；

22、根据最优分配方案为每个请求确定对应的目标云管节点，生成分批节点匹配结果并存档全局分配日志。

23、进一步的，所述对所有待分配请求与对应候选节点进行全局分配优化计算，具体包括：针对每个请求与对应候选节点子集内的各节点，分别计算综合适配度评分其中为请求序号，为候选节点序号；计算公式为：；

24、其中，为第个请求相对于第个节点的资源剩余率归一化得分；为第个请求与第个节点间的网络传输时延归一化得分；为第个请求相对于第个节点的地域匹配度得分；为第个节点的节点信用值得分；、、和为对应的系数，且满足；

25、构建请求-节点分配决策矩阵，定义决策变量，表示第个请求分配至第个节点，表示不分配，定义约束条件为：每个请求仅分配至一个候选节点，且每个节点分配的各类资源总量不超过其对应类型的剩余可用资源量；

26、构建联合优化目标函数：；式中，为适配度权重系数，为负载均衡权重系数，、均为预设正值；为所有可用节点的综合资源利用率标准差，用于表征全网负载均衡程度；在约束条件下求解使目标函数取最大值的分配决策矩阵，对应的分配结果作为最优分配方案。

27、进一步的，所述求解使目标函数取最大值的分配决策矩阵，采用改进二进制粒子群算法进行求解具体包括：

28、步骤1：将请求-节点分配决策矩阵展开为一维二进制位置向量，向量中每个元素对应一个决策变量，元素取值为0或1；设置种群规模、最大迭代次数、惯性权重、个体学习因子与全局学习因子，随机生成初始粒子种群，每个粒子对应一组候选分配方案；

29、步骤2：以所述联合优化目标函数f为适应度函数，计算每个粒子的实际适应度值；

30、步骤3：记录每个粒子自身历史最优适应度对应的个体最优位置，以及种群中最优适应度对应的全局最优位置；

31、步骤4：更新各粒子的速度向量，通过sigmoid映射函数将速度值转换为位置取1的概率，依据概率更新粒子的二进制位置向量，生成新一代粒子种群；

32、步骤5：重复执行步骤2-4，当达到预设最大迭代次数或全局最优适应度值连续多代无提升时，终止迭代；将当前全局最优位置还原为请求-节点分配决策矩阵，作为最优分配方案输出。

33、进一步的，所述多方跨域资源协同，具体包括：

34、发起端云管节点根据跨域资源操作需求，组装包含操作类型、实例参数及元数据的指令报文；

35、发起端云管节点使用目标云管节点对应的密钥对指令报文进行数字签名，通过所述分布式云管治理网络将签名后的指令报文发送至目标云管节点，并记录操作日志；

36、目标云管节点接收指令报文后，使用自身密钥对报文进行验签，验证报文的完整性与来源合法性；

37、验签通过后，目标云管节点解析指令报文，调用本地资源接口执行对应的应用实例操作，并将操作结果反馈至发起端云管节点；所述应用实例操作包括部署、升级、启停及卸载。

38、进一步的，所述云资源管理，具体包括：

39、配置本地云资源的访问控制策略，基于角色或属性划分用户权限与操作范围，设置细粒度的资源访问规则；

40、部署云资源适配器，通过标准化统一接口范式对接本地云环境的原生api，兼容不同类型的公有云、私有云及混合云架构；

41、通过云资源适配器对本地资源实例执行创建、升级、卸载及启停的全生命周期管理；

42、实时采集实例的cpu、内存、存储及网络流量运行指标，记录资源操作日志与运行数据，进行资源运行状态的全程监控。

43、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种区块链跨域协同云管理方法，具有以下有益效果：

44、(1)采用分布式云管治理网络架构，支持各云资源提供方平权参与网络治理，保留各方对本地资源的自主控制权，规避集中管控模式下资源控制权过度集中的问题，契合区块链去中心化的核心理念。(2)，通过多方跨域资源聚合机制构建全局授权资源视图，打破异构云环境的资源孤岛，实现跨地域、跨平台云资源的可信聚合与统一纳管，支撑资源的可信编排、供应与调度。(3)，采用全局优化的节点匹配算法，兼顾单请求适配度与全网负载均衡，提升资源调度合理性与整体资源利用率。(4)，通过标准化资源适配与可信跨域协同流程，降低异构云环境下区块链节点的部署管理门槛，保障跨域资源操作的安全性与可靠性。

45、整体而言，本发明有效提升了区块链跨域云管理的可信性、高效性与可扩展性，为区块链应用的规模化跨域协同落地提供了可靠技术支撑。