边缘云计算体系结构及数据迁移方法研究

摘要

云计算是计算机技术和网络技术融合的产物，是引领未来信息产业创新的战略性技术，受到国内外的广泛关注。针对现有的集中式商业云计算平台存在网络负载大的缺点，学术界将云计算概念与分布式技术相结合，提出分布式云计算体系结构。但是各子系统相互独立、服务提供能力有限、服务资源分散等导致该结构存在资源管理、服务协作困难的问题。针对以上问题，本文改进了现有的云计算体系结构并研究其数据迁移方法。
　　针对分布式云计算中子系统相互独立，服务资源分散等现状，在深入分析了现有集中式和分布式体系结构的基础上，结合分层次管理的思想，本文提出了由“边缘云”与“核心云”组成的边缘云计算体系结构，给出了“核心云”和“边缘云”定义和功能。通过核心云对各边缘云的监控和管理，减少了边缘云的网络负载，解决了分布式云计算体系结构中服务协作困难等问题。
　　在边缘云计算体系结构下，为保证云计算服务响应时间，同时使系统中的数据冗余达到最小，本文提出并分析了面向网络传输的数据迁移策略和预先存储的数据迁移策略，给出了其适合的应用场景。在此基础上，为了灵活的控制访问网络传输和存储的平衡关系，提出了基于网络性能的数据迁移策略，保证了服务响应的实时性。
　　在边缘云计算体系结构基础上，本文分析了边缘云资源的组成特点，借鉴了阶梯式体系结构的思想，设计并实现了边缘云计算资源管理原型系统，并对系统进行了测试验证，结果表明监控系统能够根据用户的实时性需求，实现对网络和存储资源的管理，为低开销的数据迁移策略提供支撑。