北京计算机技术及应用研究所袁强获国家专利权
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龙图腾网获悉北京计算机技术及应用研究所申请的专利一种基于Multi-Raft算法的边缘节点管理系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119254774B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411431170.5,技术领域涉及:H04L67/10;该发明授权一种基于Multi-Raft算法的边缘节点管理系统是由袁强;丁晓东;刘晓宇;王德淼;李小芳;靳蝶花;陈娜;杨飞设计研发完成,并于2024-10-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于Multi-Raft算法的边缘节点管理系统在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于Multi‑Raft算法的边缘节点管理系统,属于云计算技术领域。本发明的的系统基于Multi‑Raft算法将边缘节点根据网络交互情况和节点位置划分成多个节点分区,每个节点分区内部具备独立的Raft组,负责管理维护边缘节点分区内部数据的一致性。节点分区内部根据边缘节点与云管理中心的网络连接情况选举分区管理节点,保证云边数据的高效、准确传输。分区内的任一边缘节点能够知晓其他边缘节点资源使用情况,且都能够为云管理中心提供准确、一致的节点健康状态、资源使用情况等数据,避免云管理中心无法感知边缘节点健康状态,解决复杂网络环境下节点非受损情况的任务驱逐和资源浪费问题。本发明能降低网络开销的同时,保障边缘应用的快速恢复。
本发明授权一种基于Multi-Raft算法的边缘节点管理系统在权利要求书中公布了:1.一种基于Multi-Raft算法的边缘节点管理系统,其特征在于, 基于边缘节点网络连接交互情况以及节点位置因素,将边缘节点划分为多个边缘分区,每个边缘分区形成一个独立Raft组,具备独立的分区角色管理、分区数据管理和分区应用管理能力; 每个边缘分区内就边缘节点资源使用情况、节点健康状态以及应用运行状态,通过Raft共识算法达成分布式共识,每个边缘节点存储一致性状态信息,并定期同步更新; 同时,边缘分区内部选举一个分区管理节点用于与云管理中心进行分区元数据上传存储和调度指令下发接收,针对云边弱连接、低带宽的复杂网络环境,分区管理节点具备与云管理中心的最佳通信能力; 其中, 该系统分为两个层级,分别为云管理中心侧和边缘侧,云管理中心侧包括:边缘分区管理调度器和边缘分区数据存储器;边缘侧包括:分区角色管理组件、分区数据管理组件以及分区应用管理组件; 边缘分区管理调度器,是任务调度管理核心,用于根据任务属性,结合边缘分区资源使用情况以及网络连接条件将任务调度到具体的边缘分区中; 边缘分区数据存储器,是边缘数据存储核心,用于存储边缘分区元数据,包括分区标识、分区节点信息、分区管理节点信息、分区应用承载情况以及边缘应用数据,为边缘分区管理调度器完成任务调度和分区间的应用迁移提供数据支撑; 分区角色管理组件,负责边缘分区内部的分区管理节点的选举和接替; 分区数据管理组件,负责边缘分区内部的节点资源信息、节点健康状态以及应用承载情况数据的共识管理,确保每个节点达成一致; 分区应用管理组件,负责边缘分区内部的任务调度和应用迁移; 当分区管理节点接收到任务调度指令时,根据解析的任务属性,通过过滤和权重排序将任务调度到最优的边缘节点,当完成调度后,分区管理节点将任务承载情况告知云管理中心,并通过广播的形式通知分区内其他边缘节点分区资源和应用执行的变化情况,以达成分区状态共识; 云管理中心将任务调度到边缘分区后,边缘应用由边缘分区提供生命周期管理能力,当发生边缘节点故障应用需要迁移时,根据分区资源使用情况,协同云管理中心共同完成边缘应用迁移; 所述边缘分区内部的应用迁移包括如下步骤: 步骤S31、当分区管理节点感知边缘节点发生故障,开启应用迁移程序; 步骤S32、分区管理节点获取运行在故障边缘节点上的应用属性和资源需求,向分区内其他边缘节点发起当前节点资源上报通知; 步骤S33、判断边缘分区内是否有其他边缘节点满足应用需求;如果有则在边缘分区内部开启应用迁移,执行S34,如果没有则需要将应用迁移至其他边缘分区,执行S36; 步骤S34、当边缘分区内其他边缘节点满足应用运行需求,分区管理节点根据过滤和权重排序算法将应用迁移至分区内最佳边缘节点上承载; 步骤S35、分区管理节点将最新应用承载情况和节点健康状态上报至云管理中心,云管理中心修改应用承载数据和节点状态,完成边缘节点故障应用迁移,结束流程; 步骤S36、当边缘分区内其他边缘节点不满足应用运行需求,分区管理节点将应用属性、资源需求和应用数据同步至云管理中心,并清除分区内应用数据; 步骤S37、云管理中心读取边缘分区数据存储器,获取其他边缘分区的资源使用情况; 步骤S38、云管理中心利用边缘分区调度器,结合获取到的其他分区资源使用情况进行二次调度; 步骤S39、其他边缘分区接收到调度指令后,在分区内完成任务调度,并通知云管理中心,修改应用承载数据,完成边缘节点故障应用迁移,结束流程。
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