[发明专利]一种基于区块链的边缘计算节点动态选举方法

说明书

本发明公开了一种基于区块链的边缘计算节点动态选举方法，该方法中对边缘节点评分的智能合约由边缘计算节点使用方根据不同工作负载选型设计并经区块链审核后发布至链上；每隔一段时间，智能合约被触发后，原有节点与现有节点共同动态选举出合适的区域管理节点；动态调整区域管理节点数量；负载均衡的使用区域管理节点。本发明基于区块链的边缘计算节点动态选举方法，结合了区块链和边缘设备的综合优势，通过区块链的实时分布式存储及计算，保证了节点信息的不可篡改性，去中心化的实现了对边缘节点的选举策略，提高了共享计算的安全与可信程度。

技术领域

本发明涉及边缘节点共享计算、区块链技术、LIBP2P技术领域，尤其涉及一种基于区块链的边缘计算节点动态选举方法。

背景技术

边缘计算是在高带宽、时间敏感型、物联网集成这个背景下发展起来的技术。边缘计算的应用程序在边缘端发起，依靠自身计算、存储以及网络能力就近提供服务。边缘计算技术的发展使得许多计算、存储、控制指令无需转发至云端处理，减轻云端的负荷，为用户提供更快的反应，更高的可用性。

然而由于传统工业物联网中边缘节点设备多，信息难以安全有效传输及管理，这对边缘节点的使用者造成了很大的成本压力。

区块链是分布式数据存储、P2P点对点传输、拜占庭容错共识算法、密码学算法的新型应用模式。区块链是互联网发展中的一个大补丁，为价值可信传输提供协议基础。

区块链技术的进步为边缘计算注入安全的活力，通过边缘节点信息哈希上链，具体信息链下存储，信息具体包括边缘节点心跳信息、节点连通性及据具体工作负载需求提供可用性程度的评分信息以及边缘节点所在网络域信息。

因此基于区块链采用实时分布式共识以及存储可以打造一个高效能、低成本、安全可靠的去中心化边缘节点网络。

发明内容

本发明的目的是针对传统工业物联网中边缘节点难以有效安全的管理的不足，提供了一种基于区块链的边缘计算节点动态选举方法，该方法结合区块链和边缘计算的优势，提高了物联网的效率和安全性，

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种基于区块链的边缘计算节点动态选举方法，该方法中对边缘节点评分的智能合约由边缘计算节点使用方根据不同工作负载选型设计并经区块链审核后发布至链上；每隔一段时间，智能合约被触发后，原有节点与现有节点共同动态选举出合适的区域管理节点；动态调整区域管理节点数量；负载均衡的使用区域管理节点。该方法具体包括如下步骤：

(1)边缘计算节点使用方根据不同工作负载选型设计动态选举智能合约并经区块链审核后发布至链上；

(2)边缘计算节点向区块链相应智能合约地址发送注册请求，若此边缘节点被判定为超级节点且区域管理节点队列未满，则直接加入区域管理节点队列；

(3)智能合约会维护一个区域管理节点候选优先级队列，与边缘节点发送心跳时携带的节点性能信息更新相关；

(4)每隔一段时间，智能合约会被触发进行一次动态选举，将候选优先级队列中的边缘节点与原先的区域管理节点归并排序；

(5)智能合约会维护一个总边缘节点在线数量的变量，该变量与边缘节点的心跳更新信息相关，且由该数量除以每个区域管理节点管理的边缘节点的数量得到动态的区域管理节点数量；

(6)边缘节点使用者使用边缘节点时会负载均衡的使用区域管理节点对边缘节点进行管理，区域管理节点及其管辖的边缘节点被动态的分配在同一个网络域中，不同区域管理节点在不同网络域中；

(7)边缘节点执行工作负载时由区块链负载均衡的下发给区域管理节点任务。