5G边缘计算平台架构的制作方法

5g边缘计算平台架构
技术领域
1.本技术涉及通信技术领域，尤其涉及一种5g边缘计算平台架构。


背景技术：

2.针对万物互联应用需求的发展，边缘计算作为新的计算模型，应运而生，边缘计算成为新兴的应用支撑体系。其中以第五代移动通信技术(5th generation mobile communication technology，5g)边缘计算为例，5g边缘计算平台架构部署在网络边缘，操作对象包括来自云侧的下行数据，以及来自于端侧数据源的上行数据，也就是说5g边缘计算是数据源与云计算资源的枢纽：一方面承接了云计算资源的算力，云边协同完成大规模的计算和存储；另一方面通过边端协同，5g边缘计算为数据源提供就近的、快速的计算、存储和网络服务。
3.5g边缘计算已经广泛应用于智能交通、智慧医疗、智能电网、智能工厂、智能城市等关键领域，是国民经济、现代社会以及国家安全的重要基础设施的核心平台。
4.但是，由于不断增长的移动数据网络流量需求，传统的5g边缘计算技术已经无法满足应用需求。因此，如何提供一种满足应用需求的5g边缘计算技术已经成为一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本技术提供一种5g边缘计算平台架构，满足不断增长的移动数据网络流量需求，解决传统的5g边缘计算技术无法满足应用需求的问题。
6.第一方面，本技术提供一种5g边缘计算平台架构，包括接收待处理资源的接收模块、提供计算和存储的边缘计算服务器、上传任务至云服务器的上传执行模块、进行资源卸载的卸载处理模块，以及控制模块；
7.所述接收模块分别连接所述边缘计算服务器和所述上传执行模块，所述上传执行模块连接所述云服务器，所述云服务器和所述边缘计算服务器分别连接所述卸载处理模块，所述控制模块分别连接所述接收模块、所述边缘计算服务器、所述上传执行模块和所述卸载处理模块。
8.这里，上述接收模块可以接收用户的终端发送的待处理资源，上述边缘计算服务器可以对上述待处理资源进行计算，并对计算结果进行存储。其中，上述边缘计算服务器提供的计算可以根据实际情况设置，例如对上述待处理资源进行标记、优化等。上述上传执行模块可以将上述待处理资源上传至上述云服务器进行相应处理，满足多种应用场景下的资源处理需求。上述卸载处理模块可以对5g边缘计算平台架构上的资源进行卸载，更好的处理了数据终端的资源需求和实际应用需求的平衡。上述控制模块可以根据实际需要分别对上述接收模块、边缘计算服务器、上传执行模块和卸载处理模块进行控制，例如控制上述接收模块启动接收待处理资源，控制上述接收模块关闭接收待处理资源等，满足实际应用需要。
9.在一种可能的设计中，还包括对所述待处理资源进行任务分割的任务分割模块；
10.所述任务分割模块设置在所述接收模块，以及所述边缘计算服务器和所述上传执行模块之间，所述接收模块连接所述任务分割模块，所述任务分割模块分别连接所述边缘计算服务器和所述上传执行模块。
11.其中，上述任务分割模块对上述接收模块接收的待处理资源进行任务分割，将不同的资源进行合理化分配，例如将一部分发送给边缘计算服务器处理，另一部分发送给上传执行模块上传任务至云服务器处理。这里，上述任务分割模块在对上述接收模块接收的待处理资源进行任务分割时，可以基于预设的任务分割规则进行分割，该任务分割规则可以根据实际情况设置，例如根据边缘计算服务器提供的计算设置，将边缘计算服务器能处理的资源发送至边缘计算服务器，将边缘计算服务器不能处理的资源发送至云服务器。
12.在一种可能的设计中，还包括用于监控所述接收模块是否接收到所述待处理资源的任务监控模块；
13.所述任务监控模块分别连接所述接收模块和所述任务分割模块，所述控制模块连接所述任务监控模块。
14.这里，上述任务监控模块可以实时监控上述接收模块是否接收到上述待处理资源，如果监控上述接收模块接收到上述待处理资源，则可以通知上述任务分割模块对上述待处理资源进行任务分割并执行后续流程，从而，及时对需要处理的资源进行处理，提高5g边缘计算处理效率。
15.在一种可能的设计中，还包括将待处理资源的处理结果反馈至终端的结果反馈模块，其中，所述终端发送所述待处理资源至所述接收模块；
16.所述云服务器和所述边缘计算服务器分别连接所述结果反馈模块，所述结果反馈模块连接所述终端，所述控制模块连接所述结果反馈模块。
17.其中，上述结果反馈模块将上述待处理资源的处理结果反馈至终端，以便用户及时获知上述待处理资源的处理结果，从而进行相应处理。上述控制模块可以根据实际需要对上述结果反馈模块进行控制，例如根据实际需要控制上述结果反馈模块开启或关闭等。
18.在一种可能的设计中，所述边缘计算服务器的个数为多个；
19.所述接收模块分别连接多个边缘计算服务器，所述多个边缘计算服务器分别连接所述卸载处理模块，所述控制模块分别连接所述多个边缘计算服务器，所述多个边缘计算服务器之间采用预设交换机进行连接。
20.在一种可能的设计中，还包括通信模块；
21.所述接收模块、所述边缘计算服务器、所述上传执行模块、所述卸载处理模块和所述控制模块分别与所述通信模块连接，所述通信模块包括无线接入网、交换机、网关、无线接入点和基站中一个或多个。
22.在一种可能的设计中，所述控制模块为通过openstack来集成的软件定义网络的控制模块，所述控制模块采用opendaylight对所述接收模块、所述边缘计算服务器、所述上传执行模块和卸载处理模块进行管理。
23.其中，本技术利用openstack进行系统构建和组网模型的设计实现，能有效实现边缘计算和数据存储与云服务的实时处理，实现边缘计算的网络与云平台的融合。而且，本技术实施例基于网络软件功能定义化的网络技术进行边缘云平台的搭建，能够提升边缘云的
低时延、高带宽的性能。
24.在一种可能的设计中，所述控制模块中还包含对所述控制模块的功能进行扩展的扩展模块。
25.这里，本技术实施例可以对控制模块进行功能的扩展，在控制模块中添加模块，来对虚拟资源进行扩展，实现终端用户低时延的网络需求。
26.在一种可能的设计中，所述扩展模块包括对物理网络资源进行抽象化处理的拓扑管理模块、对发送所述待处理资源的终端的网络需求进行网络动态搭建的功能模块、选择最优路径的路由管理模块、对网络进行构建以及对openflow交换机进行存储和对所述交换机进行数据转发的流量管理模块，以及对数据的入库和出口进行管理的表述性状态传递(representational state transfer，rest)应用程序编程接口(application programming interface，api)和数据平面api；
27.所述数据平面api连接所述拓扑管理模块，所述拓扑管理模块和所述rest api分别连接所述功能模块，所述功能模块连接所述路由管理模块，所述路由管理模块连接所述流量管理模块，所述流量管理模块连接所述数据平面api。
28.在一种可能的设计中，还包括通过基于yang模型的rest api一致性测试方法对所述接收模块、所述边缘计算服务器、所述上传执行模块、所述卸载处理模块，以及所述控制模块进行验证的验证模块；
29.所述验证模块分别与所述接收模块、所述边缘计算服务器、所述上传执行模块、所述卸载处理模块，以及所述控制模块连接。
30.其中，为了保证上述5g边缘计算平台架构的可靠性，本技术实施例还可以在上述5g边缘计算平台架构中设置验证模块，满足应用需要。
31.本技术提供的5g边缘计算平台架构，通过接收待处理资源的接收模块、提供计算和存储的边缘计算服务器、上传任务至云服务器的上传执行模块、进行资源卸载的卸载处理模块，以及控制模块，实现有效的5g边缘计算，能够提升边缘云的低时延、高带宽的性能，满足不断增长的移动数据网络流量需求，解决传统的5g边缘计算技术无法满足应用需求的问题。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本技术实施例提供的一种5g边缘计算平台架构的结构示意图；
34.图2为本技术实施例提供的另一种5g边缘计算平台架构的结构示意图；
35.图3为本技术实施例提供的一种扩展模块的结构示意图；
36.图4为本技术实施例提供的再一种5g边缘计算平台架构的结构示意图。
具体实施方式
37.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例
中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
38.5g边缘计算是将智能和计算推向更接近实际的技术，通常在靠近设备侧部署服务计算，能够提高数据处理效率，降低数据处理延时。随着5g边缘计算的不断发展和完善，其应用的领域也越来越广泛，例如视频监控、医疗保健、智能制造和自动驾驶等。然而由于不断增长的移动数据网络流量需求，传统的5g边缘计算技术已经无法满足应用需求。因此，如何提供一种满足应用需求的5g边缘计算技术已经成为一个亟待解决的技术问题。
39.为了解决上述技术问题，本技术实施例提出以下技术方案：通过接收待处理资源的接收模块、提供计算和存储的边缘计算服务器、上传任务至云服务器的上传执行模块、进行资源卸载的卸载处理模块，以及控制模块，实现有效的5g边缘计算，提升了边缘云的低时延、高带宽的性能，满足不断增长的移动数据网络流量需求，解决传统的5g边缘计算技术无法满足应用需求的问题。
40.图1为本技术实施例提供的一种5g边缘计算平台架构的结构示意图，如图1所示，该平台架构可以包括接收待处理资源的接收模块101、提供计算和存储的边缘计算服务器102、上传任务至云服务器的上传执行模块103、进行资源卸载的卸载处理模块104，以及控制模块105。
41.其中，上述接收模块101分别连接上述边缘计算服务器102和上述上传执行模块103，上述上传执行模块103连接上述云服务器，上述云服务器和上述边缘计算服务器102分别连接上述卸载处理模块104，上述控制模块105分别连接上述接收模块101、边缘计算服务器102、上传执行模块103和卸载处理模块104。
42.这里，上述接收模块101可以接收用户的终端发送的待处理资源，上述边缘计算服务器102可以对上述待处理资源进行计算，并对计算结果进行存储。其中，上述边缘计算服务器102提供的计算可以根据实际情况设置，例如对上述待处理资源进行标记、优化等。上述上传执行模块103可以将上述待处理资源上传至上述云服务器进行相应处理，满足多种应用场景下的资源处理需求。上述卸载处理模块104可以对5g边缘计算平台架构上的资源进行卸载，更好的处理了数据终端的资源需求和实际应用需求的平衡。上述控制模块105可以根据实际需要分别对上述接收模块101、边缘计算服务器102、上传执行模块103和卸载处理模块104进行控制，例如控制上述接收模块101启动接收待处理资源，控制上述接收模块101关闭接收待处理资源等，满足实际应用需要。
43.示例性的，如图2所示，上述5g边缘计算平台架构还可以包括对上述待处理资源进行任务分割的任务分割模块106。
44.上述任务分割模块106设置在上述接收模块101，以及边缘计算服务器102和上传执行模块103之间，上述接收模块101连接上述任务分割模块106，上述任务分割模块106分别连接上述边缘计算服务器102和上传执行模块103。其中，如图2所示，任务分割模块106包含两个，一个任务分割模块106分别连接上述接收模块101和边缘计算服务器102，一个任务分割模块106分别连接上述接收模块101和上传执行模块103。
45.其中，上述任务分割模块106对上述接收模块101接收的待处理资源进行任务分割，将不同的资源进行合理化分配，例如将一部分发送给边缘计算服务器102处理，另一部
分发送给上传执行模块103上传任务至云服务器处理。这里，上述任务分割模块106在对上述接收模块101接收的待处理资源进行任务分割时，可以基于预设的任务分割规则进行分割，该任务分割规则可以根据实际情况设置，例如根据边缘计算服务器102提供的计算设置，将边缘计算服务器102能处理的资源发送至边缘计算服务器102，将边缘计算服务器102不能处理的资源发送至云服务器。
46.另外，如图2所示，上述5g边缘计算平台架构还可以包括用于监控上述接收模块101是否接收到上述待处理资源的任务监控模块107。
47.上述任务监控模块107分别连接上述接收模块101和任务分割模块106，上述控制模块105连接上述任务监控模块107。其中，图2中上述控制模块105与上述任务监控模块107的连接线未示出。
48.这里，上述任务监控模块107可以实时监控上述接收模块101是否接收到上述待处理资源，如果监控上述接收模块101接收到上述待处理资源，则可以通知上述任务分割模块106对上述待处理资源进行任务分割并执行后续流程，从而，及时对需要处理的资源进行处理，提高5g边缘计算处理效率。
49.进一步地，如图2所示，上述5g边缘计算平台架构还可以包括将上述待处理资源的处理结果反馈至终端的结果反馈模块108，其中，该终端发送上述待处理资源至接收模块101。
50.上述云服务器和边缘计算服务器102分别连接上述结果反馈模块108，上述结果反馈模块连接上述终端，上述控制模块105连接上述结果反馈模块108。其中，图2中上述控制模块105与上述结果反馈模块108的连接线未示出。
51.这里，上述结果反馈模块108将上述待处理资源的处理结果反馈至终端，以便用户及时获知上述待处理资源的处理结果，从而进行相应处理。上述控制模块105可以根据实际需要对上述结果反馈模块108进行控制，例如根据实际需要控制上述结果反馈模块108开启或关闭等。
52.其中，上述结果反馈模块108还可以设置在边缘计算服务器102和上述云服务器中，以便将上述待处理资源的处理结果反馈至上述卸载处理模块104，以便上述卸载处理模块104进行资源卸载。
53.在本技术实施例中，上述边缘计算服务器102的个数可以为多个。
54.上述接收模块101分别连接多个边缘计算服务器，该多个边缘计算服务器分别连接上述卸载处理模块104，上述控制模块105分别连接上述多个边缘计算服务器，上述多个边缘计算服务器之间可以采用预设交换机进行连接，例如采用openflow交换机来进行连接。
55.其中，上述边缘计算服务器102的个数可以为多个，从而，可以同时对多个资源进行5g边缘计算，提升边缘云的低时延的性能。
56.这里，上述5g边缘计算平台架构还可以包括通信模块。
57.上述接收模块101、边缘计算服务器102、上传执行模块103、卸载处理模块104和控制模块105可以分别与上述通信模块连接。该通信模块可以包括无线接入网、交换机、网关、无线接入点和基站中一个或多个，从而满足多种场景下的通信要求。
58.另外，上述控制模块105可以为通过openstack来集成的软件定义网络的控制模
块。上述控制模块105可以采用opendaylight对上述接收模块101、边缘计算服务器102、上传执行模块103和卸载处理模块104进行管理。其中，openstack是一个开源的云计算管理平台项目，是一系列软件开源项目的组合。opendaylight是软件定义网络开发及运行的一个平台。
59.其中，本技术实施例利用openstack进行系统构建和组网模型的设计实现，能有效实现边缘计算和数据存储与云服务的实时处理，实现边缘计算的网络与云平台的融合。而且，本技术实施例基于网络软件功能定义化的网络(软件定义网络)技术进行边缘云平台的搭建，能够提升边缘云的低时延、高带宽的性能。其中，openflow是第一个开放的南向接口协议。
60.从上述描述可知，本技术实施例通过上述接收模块、边缘计算服务器、上传执行模块、卸载处理模块、控制模块、任务分割模块、任务监控模块、结果反馈模块，以及通信模块，实现有效的5g边缘计算，能够提升边缘云的低时延、高带宽的性能，满足不断增长的移动数据网络流量需求，解决传统的5g边缘计算技术无法满足应用需求的问题。
61.另外，本技术实施例的5g边缘计算平台架构的控制模块105中还包含对控制模块105的功能进行扩展的扩展模块。图3为本技术实施例提供的一种扩展模块的结构示意图，如图3所示，该扩展模块可以包括对物理网络资源进行抽象化处理的拓扑管理模块301、对发送上述待处理资源的终端的网络需求进行网络动态搭建的功能模块302、选择最优路径的路由管理模块303、对网络进行构建以及对openflow交换机进行存储和对该交换机进行数据转发的流量管理模块304，以及对数据的入库和出口进行管理的rest api305和数据平面api306。
62.其中，上述数据平面api306连接上述拓扑管理模块301，拓扑管理模块301和rest api分别连接上述功能模块302，功能模块302连接上述路由管理模块303，路由管理模块303连接上述流量管理模块304，流量管理模块304连接上述数据平面api306。
63.这里，本技术实施例可以在对软件定义网络(软件定义网络)控制模块进行功能的扩展，在控制模块中添加模块，来对虚拟资源进行扩展，实现终端用户低时延的网络需求。
64.在本技术实施例中为了保证整个网络的低时延，控制模块可以采用opendaylight对平台进行管理，在终端用户最近的边缘计算资源不足时，通过opendaylight，基于上述扩展模块来进行平台的扩展，满足多种应用需要。
65.另外，本技术实施例中上述5g边缘计算平台架构还可以包括通过基于yang模型的rest api一致性测试方法对上述接收模块101、边缘计算服务器102、上传执行模块103、卸载处理模块104，以及控制模块105进行验证的验证模块109。其中，yang模型是一种数据建模语言。
66.其中，如图4所示，验证模块109分别与上述接收模块101、边缘计算服务器102、上传执行模块103、卸载处理模块104，以及控制模块105连接。其中，图4中上述验证模块109与上述接收模块101、边缘计算服务器102、上传执行模块103、卸载处理模块104，以及控制模块105的连接线未示出。
67.这里，为了保证上述5g边缘计算平台架构的可靠性，本技术实施例还可以在上述5g边缘计算平台架构中设置验证模块109，满足应用需要。
68.其中，上述基于yang模型的rest api一致性测试方法可以包括：
69.模型信息解析部分：对已经导入的yang节点模型对象进行数据读取，分析其层次结构，将导入层资源结构对象中的数据资源模型转为导入节点模型对象中的树模型来对其进行信息处理，进而将其模型作为导入yang节点模型的主要信息处理接口。
70.测试用例生成部分：通过yang模型得出yang节点数来对协议进行测试列分析。
71.校验部分：对测试的结果是否符合规范性做进一步测试验证，这个过程通过验证测试结果是否通过测试的用例来进一步判断，通过设备侧返回的数据进行校验。
72.这里，在模型测试用例的生成过程中可以将搭建测试模型数据和使用测试模型描述协议分开，使用测试模型的描述方法对现在测试生成过程数据进行自动描述，测试通过这个协议可以实现在yang测试模型的自动搭建，并且通过这个模型文件协议来自动进行模型测试，整个模型测试管理系统最后会对现在yang中的模型搭建进行数据解析然后自动生成测试用例。
73.本技术实施例设计的基于yang模型的rest api一致性测试方法的验证模块，能够对rest api入口数据的协议进行自动的测试，提供一种快速高效的验证组网效果的测试方案。
74.在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个平台，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
75.所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
76.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。