[发明专利]基于分布式架构的边缘计算一体机及设计方法

说明书

本发明公开了一种基于分布式架构的边缘计算一体机，应用于一体机中若干个子设备的数据计算，所述一体机包括IT设施、基础设施和信息安全监控主机，所述IT设施包括IT设施监控主机、以及与其串口通信连接的网络交换单元、计算服务单元和存储服务单元，所述信息安全监控主机通过以太网与网络交换单元、计算服务单元和存储服务单元通信连接；所述基础设施包括动力和环境监控主机、以及与其串口通信连接的配电单元、制冷单元和UPS单元，所述动力和环境监控主机与IT设施监控主机和信息安全监控主机通信连接。本发明通过标准化、产品化的边缘计算一体机，大幅降低边缘计算节点部署成本，边缘计算一体机标准化相比定制更可靠，且成本更低。

技术领域

本发明涉及物联网领域，特别涉及一种基于分布式架构的边缘计算一体机及设计方法。

背景技术

在现今社会，随着物联网及5G等在各个领域的发展，物联网设备的迅速增加，云计算中心无法满足工业控制等低延时要求、高可靠性，行业应用中偶然断网的本地自治，以及海量数据和有限带宽矛盾等，越来越多的计算正在从云端往边缘侧转移。在现有的云计算中，访问云或其他远程数据中心所产生的延迟较长和成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于分布式架构的边缘计算一体机及设计方法，将边缘计算节点成为更大的云计算架构中的一部分，使得任何业务中断都仅局限于网络中的某一点，而非整个网络，同时，将分布式的边缘计算的数据采集和控制功能、高带宽内容存储以及各种应用更靠近最终用户。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：基于分布式架构的边缘计算一体机，应用于一体机中若干个子设备的数据计算，所述一体机包括IT设施、基础设施和信息安全监控主机，

所述IT设施包括IT设施监控主机、以及与其串口通信连接的网络交换单元、计算服务单元和存储服务单元，所述信息安全监控主机通过以太网与网络交换单元、计算服务单元和存储服务单元通信连接；

所述基础设施包括动力和环境监控主机、以及与其串口通信连接的配电单元、制冷单元和UPS单元，所述动力和环境监控主机与IT设施监控主机和信息安全监控主机通信连接。

优选的，所述网络交换单元、计算服务单元和存储服务单元均通过SNMP协议和IPMI接口接收IT设施监控主机管理。这样，各模块可以独立工作，方便进行监控。

优选的，所述网络交换单元、计算服务单元和存储服务单元均通过MODBUS协议接收动力和环境监控主机管理。这样，方便监控。

基于分布式架构的边缘计算一体机的设计方法，所述方法包括如下步骤：

S1、通过功能软件化将各台一体机构成计算服务的虚拟化层，用以将各台一体机以单一节点的物理基础设施形式进行管理；

S2、将指定数量M个一体机的节点组成聚合节点，系统由聚合节点形式对外提供服务；

S3、聚合节点内全部一体机监听聚合目录节点，当聚合节点发生变化时，调整一体机的物理信息连接；

其中，虚拟化层包括IT设施虚拟化和基础设施虚拟化，所述IT设施虚拟化包括虚拟化计算服务单元、虚拟化网络交换单元和虚拟化存储服务单元，所述基础设施虚拟化包括虚拟化配电单元、虚拟化制冷单元、虚拟化UPS单元；M为大于等于2的自然数。

优选的，在步骤S1中，虚拟化层使得聚合节点的一体机网络计算和存储服务能够以云端服务的形式出现；聚合节点服务能力虚拟化为云端标准服务，包括标准的容器集群管理微服务，当云端部署的应用服务具备和聚合节点虚拟化云端服务标准一致的接口时，可快速融合并利用边缘计算一体机的服务优势，使得应用系统获得云端断网的本地自治能力。

优选的，聚合节点组成网络采用广播通知和/或监听通知机制。这样，方便通知整个网络又新的数据加入，便于查看。