一种面向工业异构网络管理的边云服务协同方法

摘要

本发明公开了一种面向工业异构网络管理的边云服务协同方法，涉及工业物联网领域。包括云中心和边缘服务系统，云中心通过服务治理组件及各级API网关对边缘服务器进行南北流量分级管理，边缘服务器通过设备API网关对工业设备进行管控，边缘服务器之间通过边缘API网关进行东西流量管理，实现组网协同调度。本发明提高了工业异构网络系统的服务模块化程度和可组合性，可提高系统扩展效率以适应不同工业场景下的管理需求；降低系统复杂度与服务资源的浪费；降低南北向与东西向的流量管理难度，提高了工业异构网络的管理效率。

权利要求

1.一种面向工业异构网络管理的边云服务协同方法，其特征在于，包括云中心和边缘服务系统；

云中心包括云服务器，云服务器包括非现场级微服务、云中心API网关与服务治理组件；

边缘服务系统包括边缘服务器和工业设备，边缘服务器包括异构网络接入服务、现场级微服务、边缘API网关及设备API网关；

云中心通过服务治理组件及各级API网关对边缘服务器进行南北流量分级管理，边缘服务器通过设备API网关对工业设备进行管控，边缘服务器之间通过边缘API网关进行东西流量管理，实现组网协同调度；

所述云中心与边缘服务系统中的服务部署采用微服务架构，微服务运行在独立的进程中并采用容器化部署方法，部署在同一物理存储之间的微服务采用轻量级通信机制相互沟通；微服务通过云中心的服务治理组件与各级API网关进行服务治理；

所述服务治理包括服务注册、服务注销、服务发现、服务监控，并通过API网关实现服务通信，协同实现工业异构网络管理；所述API网关功能包括负载均衡、路由寻址、协议转换、流量检测、用户鉴权。

2.如权利要求1所述的面向工业异构网络管理的边云服务协同方法，其特征在于，所述微服务采用领域驱动的方法进行边云微服务初始划分：使用统一语言对工业生产的典型场景进行领域建模，确定领域事件，确定云中心与边缘侧的流程模块，再以事务的边界确定流程模块的聚合及聚合根，并根据聚合结果，从领域逻辑层面抽象确定模块的限界上下文，限界上下文可作为微服务初始边界；

所述边云微服务初始划分采用数据驱动的方法进行划分优化：采用数据驱动模型，对服务调用接口和数据库操作进行数据轨迹构建及数据表聚类，减少边云微服务的外部调用频率，实现对边云微服务调用的解耦。

3.如权利要求2所述的面向工业异构网络管理的边云服务协同方法，其特征在于，所述边云微服务划分通过求解基于边缘服务器服务负载限制、时延要求、执行需求的优化问题，实现边云微服务的二次划分优化。

4.如权利要求3所述的面向工业异构网络管理的边云服务协同方法，其特征在于，工业异构网络按照物理位置、协议类型、网络负载信息进行子网划分，子网集群由云中心中的微服务进行逐级管理，并由云中心划分子网地址；子网中的设备由边缘服务系统中的边缘服务器中的微服务进行接口地址分配并统一管控。

5.如权利要求4所述的面向工业异构网络管理的边云服务协同方法，其特征在于，云中心与边缘服务器上部署的微服务均向云中心上的服务治理组件进行服务注册，并由服务治理组件通过服务发现机制向云中心与边缘服务器上的API网关发布信息；用户通过API网关进行云中心微服务及边缘微服务调用，并根据边缘服务器负载与任务负载、性能需求进行服务组合；边缘微服务接收云中心微服务的服务调用请求，设备API网关通过设备的接口地址表进行设备寻址，并进行异构协议转换或数据类型转换，边缘微服务通过设备API网关对设备进行指令分发与接收，实现工业现场管控；

边缘服务器通过设备API网关与设备进行实时通讯并获取任务执行情况，通过边缘API网关向云中心及边缘服务器进行服务调用请求或服务执行反馈，实现南北向与东西向流量管理。

6.如权利要求5所述的面向工业异构网络管理的边云服务协同方法，其特征在于，当新设备或新子网接入时，由近邻边缘服务器临时进行请求缓存及转发，并由云中心进行子网重划分与地址分配；

若任务执行情况无法满足工业现场实时控制需求，则云中心重新进行微服务划分与部署，更新边缘服务器的微服务功能。

7.如权利要求6所述的面向工业异构网络管理的边云服务协同方法，其特征在于，当请求方的服务负载要求超出边缘服务器的负载，或设备的负载请求超出服务器负载上限或网络通讯上限时，边缘服务器优先向其他边缘服务器转发服务请求，由其他边缘服务器承担任务，当边缘服务器无法满足服务请求时，则由云中心进行统一处理。

说明书

一种面向工业异构网络管理的边云服务协同方法

技术领域

[0001] 本发明涉及工业物联网领域，尤其涉及一种面向工业异构网络管理的边云服务协同方法。

背景技术

[0002] 随着工业物联网规模化、智能化发展，海量异构节点的接入为工业现场级实时控制为带来了更高的挑战。与传统的的云计算相比，边缘计算具有低时延、低能耗、高安全等特点，可满足工业物联网系统实时性、安全性等多种要求，已成为工业数字化转型的核心技术。经过长期发展，边缘计算同云计算等技术不断融合，逐渐形成了“边云协同”、“边边协同”与“边网融合”等工作模式，可有效提升资源协同效能和服务协作效率。申请号为202011189568.4的发明专利，名称为：一种边缘网络控制系统及控制方法，其包括若干级边缘控制系统；每一级边缘控制系统包括互相独立的多个边缘控制器，每个边缘控制器均可接入多种异构网络，各个边缘控制器之间可通过数据传输以实现现场网络东西流量与南北流量贯通，实现边缘网络协同控制，相比于传统的集中式云端控制可有效降低数据的处理时延。

[0003] 可见，不同于传统的云计算模式中所有的服务都在工业云平台中执行，边缘计算模式下服务不仅可以部署在云中心，同时还可以部署在边缘节点中，但是网络中边缘节点往往具有不同的计算、存储资源，采用不同的网络协议，使用不同的操作系统等。为了实现边云服务协同，边云之间需要构建一套协同机制以保证高服务质量与服务体验，从而实现对工业异构网络的高效管理。因此，如何实现边云服务的高效协同是提高工业异构网络管理能力的关键问题。

[0004] 经对现有专利检索发现，最相近似的实现方案为中国专利申请号为：201910044636.9，名称为：一种基于边缘计算的异构工业网络设备组态微服务方法，其具体做法为：将边缘计算模型应用在异构工业网络设备组态服务中，分析接收数据的类型，对易处理的数据直接在本地进行处理，对较为复杂的数据上传至云中心处理，实现对工业数据的分级处理，优化工业现场的控制策略。所提方法利用微服务的服务组件化与平台无关的特性，将组态服务表示为不同微服务的组合。不同微服务之间通过给定接口进行通信，其中异构网络信息被转化为统一的信息格式，以降低异构设备通信难度，提高工业异构网络管理效率。但该专利并未给出具体的边云服务负载管理机制，难以处理服务异常的情况。中国专利申请号为：201911127199.3，名称为：基于边云融合的微服务组合方法及应用，提出了一种基于备选服务实例集的服务实例链集求解方法，保证了服务组合的可靠性，不易造成资源浪费，但仅考虑了给定服务实例集下的组合问题，缺乏关于备选服务实例集的划分与部署方案设计，不易进行一体化的服务组合优化。

[0005] 现有的工业异构网络管理系统多采用集中式的编程模式，基础设施对用户来说是透明的，而边缘计算场景下多节点多为异构计算平台，每个节点的数据、环境均不相同，节点的计算资源也相对受限。使用传统的编程模式进行边缘服务部署效率低，不适合于边缘计算场景下的服务设计与部署。

[0006] 现有的工业现场服务边云协同机制缺乏体系化的服务划分与组合方案，易造成计算、网络等资源的浪费，不利于实现端/边/云服务质量优化。

[0007] 现有的工业现场服务边云协同机制缺乏服务在东西向协作的机制设计，对分布式服务的整合度不足，不易处理零散化、动态性、异构型的大规模工业现场网络。

[0008] 因此，本领域的技术人员致力于开发一种面向工业异构网络管理的边云服务协同方法。提高软件的可组合性和模块化程度，以适应不同工业场景下的服务便捷开发需求；实现传统集中式服务设计的合理转型，降低边云协同下系统的复杂程度，提高服务运转效率；建立面向服务的南北流量与东西流量边云管理模式，实现对大规模工业异构网络的高效管理。

发明内容

[0009] 有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是设计工业异构网络服务的架构，提高软件的可组合性和模块化程度，以适应不同工业场景下的服务便捷开发需求；设计工业异构网络服务的划分、组合与部署方法，实现传统集中式服务设计的合理转型，降低边云协同下系统的复杂程度，提高服务运转效率；设计工业异构网络服务的负载分配与数据传输机制，建立面向服务的南北流量与东西流量边云管理模式，实现对大规模工业异构网络的高效管理。

[0010] 为实现上述目的，本发明提供了一种面向工业异构网络管理的边云服务协同方法，包括云中心和边缘服务系统；

[0011] 云中心包括云服务器，云服务器包括非现场级微服务、云中心API网关与服务治理组件；

[0012] 边缘服务系统包括边缘服务器和工业设备，边缘服务器包括异构网络接入服务、现场级微服务、边缘API网关及设备API网关；

[0013] 云中心通过服务治理组件及各级API网关对边缘服务器进行南北流量分级管理，边缘服务器通过设备API网关对工业设备进行管控，边缘服务器之间通过边缘API网关进行东西流量管理，实现组网协同调度。

[0014] 进一步地，所述云中心与边缘服务系统中的服务部署采用微服务架构，微服务运行在独立的进程中并采用容器化部署方法，部署在同一物理存储之间的微服务采用轻量级通信机制相互沟通；微服务通过云中心的服务治理组件及各级API网关进行服务治理。

[0015] 进一步地，所述服务治理包括服务注册、服务注销、服务发现、服务监控，并通过API网关实现服务通信，协同实现工业异构网络管理。

[0016] 进一步地，所述API网关功能包括负载均衡、路由寻址、协议转换、流量检测、用户鉴权。

[0017] 进一步地，所述微服务采用领域驱动的方法进行边云微服务初始划分：使用统一语言对工业生产的典型场景进行领域建模，确定领域事件，确定云中心与边缘侧的流程模块，再以事务的边界确定流程模块的聚合及聚合根，并根据聚合结果，从领域逻辑层面抽象确定模块的限界上下文，限界上下文可作为微服务初始边界。

[0018] 进一步地，所述边云微服务初始划分采用数据驱动的方法进行划分优化：采用数据驱动模型，对服务调用接口和数据库操作进行数据轨迹构建及数据表聚类，减少边云微服务的外部调用频率，实现对边云微服务调用的解耦。

[0019] 进一步地，构建基于边缘服务器服务负载限制、时延要求、执行需求的优化问题，实现边云微服务的二次划分优化。

[0020] 进一步地，工业异构网络按照物理位置、协议类型、网络负载信息进行子网划分，子网集群由云中心中的微服务进行逐级管理，并由云中心划分子网地址；子网中的设备由边缘服务系统中的边缘服务器中的微服务进行接口地址分配并统一管控；

[0021] 云中心与边缘服务器上部署的微服务均向云中心上的服务治理组件进行服务注册，并由服务治理组件通过服务发现机制向云中心与边缘服务器上的API网关发布信息；用户通过API网关进行云中心微服务及边缘微服务调用，并根据边缘服务器负载与任务负载、性能需求进行服务组合；边缘微服务接收云中心微服务的服务调用请求，设备API网关通过设备的接口地址表进行设备寻址，并进行异构协议转换或数据类型转换，边缘微服务通过设备API网关对设备进行指令分发与接收，实现工业现场管控；

[0022] 边缘服务器通过设备API网关与设备进行实时通讯并获取任务执行情况，通过边缘API网关向云中心及边缘服务器进行服务调用请求或服务执行反馈，实现南北向与东西向流量管理。

[0023] 进一步地，当新设备或新子网接入时，由近邻边缘服务器临时进行请求缓存及转发，并由云中心进行子网重划分与地址分配；

[0024] 若任务执行情况无法满足工业现场实时控制需求，则云中心重新进行微服务划分与部署，更新边缘服务器的微服务功能。

[0025] 进一步地，当请求方的服务负载要求超出边缘服务器的负载，或设备的负载请求超出服务器负载上限或网络通讯上限时，边缘服务器优先向其他边缘服务器转发服务请求，由其他边缘服务器承担任务，当边缘服务器无法满足服务请求时，则由云中心进行统一处理。

[0026] 在本发明的较佳实施方式中，针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种面向工业异构网络管理的边云协同方法，具体方案如下：

[0027] 一种端边云的工业异构网络系统，包括现场云中心和若干边缘服务系统，每一个边缘服务系统包括多个边缘服务器与多种工业设备；

[0028] 现场云中心包括若干现场云服务器，所述现场云服务器包括用户管理等非现场级微服务、云中心API网关与服务治理组件；

[0029] 每个边缘服务器包括异构网络接入服务、设备管理服务等现场级服务、边缘API网关及设备API网关；

[0030] 所述服务治理组件具有服务注册、服务注销、服务发现、服务监控等功能；

[0031] 所述API网关具有负载均衡、路由寻址、协议转换、流量检测、用户鉴权等功能。

[0032] 现场云中心可通过服务治理组件及各级API网关对边缘服务器进行南北流量分级管理，边缘服务器可通过设备API网关对工业现场设备进行直接管控，边缘服务器之间可通过边缘API网关进行东西流量管理，实现组网协同调度。

[0033] 一种采用上述系统的边云微服务协同方法，具体内容如下：

[0034] 基于上述端边云的工业异构网络架构，现场云中心与边缘服务系统采用微服务架构，微服务运行在其独立的进程中并采用容器化部署方法，部署在同一物理存储之间的微服务采用轻量级通信机制相互沟通。所有微服务均通过云中心的服务治理组件进行服务治理，所述服务治理包括服务注册、服务注销、服务发现、服务监控等，并通过API网关实现服务通信，协管理工业异构网络。

[0035] 领域驱动设计(Domain Driven Design，DDD)是一种针对大型复杂系统的领域建模与分析方法，它将业务内容转化为软件系统中对应的属性与行为，利用面向对象的设计方法从而降低软件系统开发的复杂性，提高其扩展性。所述现场云中心与边缘服务系统所部署的微服务采用领域驱动与数据驱动混合的方法进行边云微服务划分，步骤如下：

[0036] 步骤1：使用统一语言对工业生产的典型场景进行领域建模，确定领域事件，确定云中心与边缘侧的流程模块，模块间实现最大程度解耦。

[0037] 步骤2：将强关联的对象封装到一个聚合中，每个聚合由聚合根负责与外界沟通，以事件的边界确定每个流程模块的聚合及聚合根。

[0038] 步骤3：根据聚合结果，从领域逻辑层面抽象确定每个模块的限界上下文，每个限界上下文可作为微服务边界。

[0039] 步骤4：采用数据驱动模型，对服务调用接口和数据库操作进行数据轨迹构建及数据表聚类，减少边云微服务的外部调用频率，实现对边云微服务调用的解耦。

[0040] 步骤5：构建基于边缘服务器服务负载限制、时延要求、执行需求的优化问题，实现边云微服务的优化划分与部署。

[0041] 所述面向工业异构网络管理的边云协同服务机制，步骤如下：

[0042] 步骤1：将工业异构网络按照物理位置、协议类型、网络负载等信息进行子网划分，子网集群由现场云中心的云微服务、服务治理组件与各边缘服务系统中的边缘API网关进行逐级管理，并由云中心划分子网地址。每一子网中的设备由边缘服务系统中的边缘服务器中的边缘微服务、服务治理组件、设备API网关进行接口地址分配并统一管控。

[0043] 进一步地，当新设备或新子网接入时，由其近邻边缘服务器临时进行请求缓存及转发，并由现场云服务器进行子网重划分与地址分配。

[0044] 步骤2：现场云中心与边缘服务器上部署的微服务均向云中心上的服务治理组件进行服务注册，并由服务治理组件通过服务发现机制向云中心与边缘服务器上的API网关发布信息。

[0045] 步骤3：用户通过云中心API网关进行云微服务及边缘微服务调用，并根据边缘服务器负载与任务负载、性能需求进行服务组合，所进行的服务组合以生产性能最优化、服务执行可行化为原则进行。

[0046] 所述的服务组合指选择、集成并调用已部署的微服务。

[0047] 步骤4：边缘微服务接收云微服务的服务调用请求，设备API网关通过设备的接口地址表进行设备寻址，并进行异构协议转换或数据类型转换，边缘微服务通过设备API网关对设备进行指令分发与接收，实现工业现场管控。

[0048] 步骤5：边缘服务器通过设备API网关与设备进行实时通讯并获取任务执行情况，通过边缘API网关向云中心及其他边缘服务器进行服务调用请求或服务执行反馈，实现南北向与东西向流量管理。

[0049] 进一步地，当任务执行情况无法满足工业现场实时控制需求，则云中心重新进行微服务划分与部署，更新边缘服务器的微服务功能。

[0050] 进一步地，当请求方的服务负载要求超出边缘服务器的负载，或设备的负载请求超出服务器负载上限或网络通讯上限时，边缘服务器优先向其他边缘服务器转发服务请求，由其他边缘服务器承担该边缘服务器的任务，当所有边缘服务器均无法满足服务请求时，则由云中心进行统一处理。

[0051] 本实施方式中，工业异构网络管理系统基于微服务架构实现跨层服务、异构网络子网与工业现场设备的高效管理。

[0052] 在本发明的另一较佳实施方式中，工业异构网络各级系统采用独立的微服务架构，于云端和边缘同时部署服务治理组件，云中心与边缘服务系统独自实现其内部的微服务治理，云边服务之间通过统一的请求格式进行信息转发，实现对工业异构网络及其服务的统一管控以及资源调配。

[0053] 本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和显著优点：

[0054] 1.采用边云协同的微服务架构，提高了工业异构网络系统的服务模块化程度和可组合性，可提高系统扩展效率以适应不同工业场景下的管理需求。

[0055] 2.使用领域与数据联合驱动的微服务划分及部署方法，可为微服务划分与部署提供体系化的划分方案，降低系统复杂度与服务资源的浪费。

[0056] 3.使用多级API网关的服务管理模式，并通过边云服务组合策略与边缘服务转发机制实现服务资源的合理均衡，降低了南北向与东西向的流量管理难度，提高了工业异构网络的管理效率。

[0057] 以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

[0058] 图1是本发明的一个较佳实施例的端边云的工业异构网络系统图；

[0059] 图2是本发明的一个较佳实施例的微服务边云协同架构图；

[0060] 图3是本发明的一个较佳实施例的边云微服务划分流程图；

[0061] 图4是本发明的一个较佳实施例的边云协同服务机制示意图。

具体实施方式

[0062] 以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

[0063] 在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

[0064] 一种端边云的工业异构网络系统，包括现场云中心和若干边缘服务系统，每一个边缘服务系统包括多个边缘服务器与多种工业设备：

[0065] 现场云中心包括若干现场云服务器，所述现场云服务器包括用户管理等非现场级微服务、云中心API网关与服务治理组件；

[0066] 每个边缘服务服务器包括异构网络接入服务、设备管理服务等现场级微服务、边缘API网关及设备API网关；

[0067] 所述服务治理组件具有服务注册、服务注销、服务发现、服务监控等功能；

[0068] 所述API网关具有负载均衡、路由寻址、协议转换、流量检测、用户鉴权等功能。

[0069] 现场云中心可通过服务治理组件及各级API网关对边缘服务器进行南北流量分级管理，边缘服务器可通过设备API网关对工业现场设备进行直接管控，边缘服务器之间可通过边缘API网关进行东西流量管理，实现组网协同调度。

[0070] 边端云的工业异构网络系统，其采用一种边云微服务协同方法：

[0071] 现场云中心与边缘服务系统中的服务部署采用微服务架构，微服务运行在其独立的进程中并采用容器化部署方法，部署在同一物理存储之间的微服务采用轻量级通信机制相互沟通。所有微服务均通过云中心的服务治理组件进行服务治理，所述服务治理包括服务注册、服务注销、服务发现、服务监控等，并通过API网关实现服务通信实现，协同实现工业异构网络管理。

[0072] 现场云中心与边缘服务系统所部署的微服务采用领域驱动的方法进行边云微服务初始划分：

[0073] 使用统一语言对工业生产的典型场景进行领域建模，确定领域事件，确定云中心与边缘侧的流程模块，再以事务的边界确定每个流程模块的聚合及聚合根，并根据聚合结果，从领域逻辑层面抽象确定每个模块的限界上下文，每个限界上下文可作为微服务初始边界。

[0074] 所述聚合为强关联对象的聚合，聚合根为仅包含一个实体的聚合。

[0075] 边云微服务初始划分还采用数据驱动的方法进行划分优化：

[0076] 采用数据驱动模型，对服务调用接口和数据库操作进行数据轨迹构建及数据表聚类，减少边云微服务的外部调用频率，实现对边云微服务调用的解耦。

[0077] 边云微服务划分结果还通过构建基于边缘服务器服务负载限制、时延要求、执行需求的优化问题，实现边云微服务的二次划分优化。

[0078] 基于边云微服务划分结果，工业异构网络管理系统采用一种边云协同服务机制：

[0079] 工业异构网络按照物理位置、协议类型、网络负载等信息进行子网划分，子网集群由中的现场云中心中的微服务及其组件进行逐级管理，并由云中心划分子网地址。每一子网中的设备由一边缘服务系统中的边缘服务器中的微服务及其组件进行接口地址分配并统一管控。

[0080] 现场云中心与边缘服务器上部署的微服务均向云中心上的服务治理组件进行服务注册，并由服务治理组件通过服务发现机制向云中心与边缘服务器上的API网关发布信息。用户通过API网关进行云中心微服务及边缘微服务调用，并根据边缘服务器负载与任务负载、性能需求进行服务组合。边缘微服务接收云中心微服务的服务调用请求，设备API网关通过设备的接口地址表进行设备寻址，并进行异构协议转换或数据类型转换，边缘微服务通过设备API网关对设备进行指令分发与接收，实现工业现场管控。

[0081] 边缘服务器通过设备API网关与设备进行实时通讯并获取任务执行情况，通过边缘API网关向云中心及其他边缘服务器进行服务调用请求或服务执行反馈，实现南北向与东西向流量管理。

[0082] 边云协同服务机制还采用一种动态的子网更新与资源调配方法：

[0083] 当新设备或新子网接入时，由其近邻边缘服务器临时进行请求缓存及转发，并由云中心进行子网重划分与地址分配。

[0084] 若任务执行情况无法满足工业现场实时控制需求，则云中心重新进行微服务划分与部署，更新边缘服务器的微服务功能。

[0085] 当请求方的服务负载要求超出边缘服务器的负载，或设备的负载请求超出服务器负载上限或网络通讯上限时，边缘服务器优先向其他边缘服务器转发服务请求，由其他边缘服务器承担该边缘服务器的任务，当边缘服务器无法满足服务请求时，则由云中心进行统一处理。

[0086] 本实施例中端边云的工业异构网络系统如图1所示，端边云的工业异构网络系统包括现场云中心和若干边缘服务系统，每一个边缘服务系统包括多个边缘服务器与多种工业设备。

[0087] 现场云中心包括若干现场云服务器，所述现场云服务器包括用户管理等非现场级微服务、云中心API网关与服务治理组件；每个边缘服务器包括异构网络接入服务、设备管理服务等现场级微服务、边缘API网关及设备API网关；所述API网关具有负载均衡、路由寻址、协议转换、流量检测、用户鉴权等功能。

[0088] 现场云中心可通过服务治理组件及各级API网关对边缘服务器进行南北流量分级管理，微服务之间通过HTTPs协议进行调度，边缘服务器可通过设备API网关对不同通讯协议(Modbus、MQTT、5G等)的工业现场设备进行直接管控，边缘服务器之间可通过边缘API网关在主网络以HTTPs协议进行东西流量管理，实现组网协同调度。

[0089] 本实施例中采用上述系统的微服务边云协同方法如图2所示，上述系统中现场云中心与边缘服务系统采用微服务架构方法，微服务运行在其独立的进程中并采用Docker技术部署，部署在同一物理存储之间的微服务采用HTTPs协议相互沟通。所有微服务均通过云中心的服务治理组件进行服务治理，所述服务治理包括服务注册、服务注销、服务发现、服务监控等，并通过API网关实现服务通信实现，协同实现工业异构网络管理。

[0090] 本实施例中所述的微服务系统架构中的微服务采用领域驱动与数据驱动混合的方法进行边云微服务划分，划分流程如图3所示，步骤如下：

[0091] 步骤1：使用统一语言对工业生产的典型场景进行领域建模，确定领域事件与云中心与边缘侧的流程模块，模块间实现最大程度解耦。

[0092] 步骤2：将强关联的对象封装到一个聚合中，每个聚合由聚合根负责与外界沟通，以事务的边界确定每个流程模块的聚合及聚合根。

[0093] 步骤3：根据聚合结果，从领域逻辑层面抽象确定每个模块的限界上下文，每个限界上下文可作为微服务边界。

[0094] 步骤4：采用数据驱动模型，对服务调用接口和数据库操作进行数据轨迹构建及数据表聚类，减少边云微服务的外部调用频率，实现对边云微服务调用的解耦。

[0095] 步骤5：构建基于边缘服务器服务负载限制、时延要求、执行需求的优化问题，实现边云微服务的二次划分优化。

[0096] 本实施例中面向工业异构网络管理的边云协同服务机制如图4所示，步骤如下：

[0097] 步骤1：将工业异构网络按照物理位置、协议类型、网络负载等信息进行子网划分，子网集群由中的现场云中心中的微服务及其组件进行逐级管理，并由云中心划分子网地址。每一子网中的设备由边缘服务系统中的边缘服务器中的微服务及其组件进行接口地址分配并统一管控。

[0098] 当新设备或新子网接入时，由其近邻边缘服务器临时进行请求缓存及转发，并由云中心进行子网重划分与地址分配。

[0099] 步骤2：现场云中心与边缘服务器上部署的微服务均向云中心上的服务治理组件进行服务注册，并由服务治理组件通过服务发现机制向云中心与边缘服务器上的API网关发布信息。

[0100] 步骤3：用户通过API网关进行云中心微服务及边缘微服务调用，并根据边缘服务器负载与任务负载、性能需求进行服务组合，所进行的服务组合以生产性能最优化、服务执行可行化为原则进行。

[0101] 所述的服务组合指选择、集成并调用已部署的微服务。

[0102] 步骤4：边缘服务器微服务接收云中心微服务的服务调用请求，设备API网关通过设备的接口地址表进行设备寻址，并进行异构协议转换或数据类型转换，边缘微服务通过设备API网关对设备进行指令分发与接收，实现工业现场管控。

[0103] 步骤5：边缘服务器通过设备API网关与设备进行实时通讯并获取任务执行情况，通过边缘服务器API网关向云中心及其他边缘服务器进行服务调用请求或服务执行反馈，实现南北向与东西向流量管理。

[0104] 当任务执行情况无法满足工业现场实时控制需求，则云中心重新进行微服务划分与部署，更新边缘服务器的微服务能力。

[0105] 当请求方的服务负载要求超出边缘服务器的负载，或设备的负载请求超出服务器负载上限或网络通讯上限时，边缘服务器优先向其他边缘服务器转发服务请求，由其他边缘服务器承担该边缘服务器的任务，当边缘服务器无法满足服务请求时，则由云中心进行统一处理。

[0106] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。