移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法、装置、设备及介质

1.本发明实施例涉及移动边缘计算技术领域，尤其涉及一种移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.在设备透明移动边缘计算中，用户的移动性会导致网络拓扑频繁变化，给服务质量带来很大影响。如果服务部署的位置离用户比较远，数据可能会在边缘节点之间多次转发，增加延迟和网络拥塞。同时，边缘设备的局限性，特别是异构性和弱连接性，给边缘计算的资源调度和服务部署增加了难度。为了提高服务质量，服务的部署必须考虑用户的位置，最核心的技术是虚拟化功能迁移。其中，虚拟化功能是指在不依赖于特定硬件的前提下，利用虚拟化技术将功能及其上下文进行封装，提供特定运行时从而不干扰其他功能。对于开发者和用户来说，虚拟化功能的资源分配和调度都是透明的，可以提供高扩展性和高效率的服务，进一步提高用户的服务质量。
3.文献“joint optimization of virtual function migration and rule update in software defined nfv networks”中提出了一种在软件定义网络中的虚拟功能迁移方法。该启发式方法基于线性化和松弛，具有多项式时间计算复杂度。该方法同时考虑迁移成本和规则更新延迟条件，从而决定迁移的虚拟化功能和迁移目标。但是该方法将整个虚拟功能进行迁移，在计算资源和网络带宽有限的边缘计算场景中难以实现，将整个功能和数据进行迁移需要大量的资源和带宽，容易造成边缘网络拥挤，甚至导致服务中断，影响服务质量。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法、装置、设备及介质，以保障移动网络下的服务质量和用户体验。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法，该方法包括：
6.收集移动用户客户端的网络状态，并将所述网络状态发送给边缘服务端的管理者；
7.通过所述管理者根据所述网络状态确定虚拟化功能迁移的目标工作节点，并控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给所述目标工作节点；
8.接收所述管理者发送的目标工作节点信息，以与所述目标工作节点建立连接，并接收相应的虚拟化服务。
9.可选的，所述通过所述管理者根据所述网络状态确定虚拟化功能迁移的目标工作节点，包括：
10.以访问延迟、迁移延迟与竞争延迟之和的最小化为优化目标，使用基于窗口预测的滚动域控制模型，预测得到所述目标工作节点。
11.可选的，所述控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给所述目标工作节点，包括：
12.控制所述原始工作节点调用迁移api将封装后的所述必要状态信息发送给所述目标工作节点，以使所述目标工作节点通过迁移接口接收所述必要状态信息并恢复虚拟化功能运行状态。
13.可选的，所述控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给所述目标工作节点，包括：
14.通过预设的远程节点和容器编排平台分别向所述原始工作节点和所述目标工作节点发送迁移指令。
15.可选的，所述接收相应的虚拟化功能服务，包括：
16.通过所述目标工作节点的核心接口获取服务数据；
17.通过所述目标工作节点的指令接口向所述目标工作节点发送操作指令。
18.可选的，所述原始工作节点和所述目标工作节点使用容器来运行虚拟化功能。
19.可选的，所述虚拟化功能服务包括数据处理、线上会议以及流媒体游戏。
20.第二方面，本发明实施例还提供了一种移动边缘计算中虚拟化功能迁移装置，该装置包括：
21.网络状态收集模块，用于收集移动用户客户端的网络状态，并将所述网络状态发送给边缘服务端的管理者；
22.功能迁移模块，用于通过所述管理者根据所述网络状态确定虚拟化功能迁移的目标工作节点，并控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给所述目标工作节点；
23.服务接收模块，用于接收所述管理者发送的目标工作节点信息，以与所述目标工作节点建立连接，并接收相应的虚拟化功能服务。
24.第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：
25.一个或多个处理器；
26.存储器，用于存储一个或多个程序；
27.当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明任意实施例所提供的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法。
28.第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所提供的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法。
29.本发明实施例提供了一种移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法，首先收集移动用户客户端的网络状态，并将该网络状态发送给边缘服务器的管理者，然后通过管理者根据该网络状态确定虚拟化功能迁移的目标工作节点，并控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给目标工作节点，再接收管理者发送的目标工作节点信息，从而与目标工作节点建立连接，以接收相应的虚拟化功能服务。本发明实施例所提供的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法，仅保留了虚拟化功能一定的状态信息，使得相关数据映射和功能调度更加简便，同时减少了数据的传输量，减轻了边缘设备的负载，当发生状态转移时，仅对虚拟化功能的必要状态进行打包和恢复，大大加快了迁移的速度，解决了传统虚
拟化迁移中资源消耗高、速度慢、服务中断的问题，确保了边缘服务的用户服务质量，提供了无缝的服务体验。
附图说明
30.图1为本发明实施例一提供的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法的流程图；
31.图2为本发明实施例二提供的移动边缘计算中虚拟化功能迁移装置的结构示意图；
32.图3为本发明实施例三提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
34.在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
35.实施例一
36.图1为本发明实施例一提供的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法的流程图。本实施例可适用于在设备透明移动边缘计算场景中进行虚拟化功能迁移的情况，该方法可以由本发明实施例所提供的移动边缘计算中虚拟化功能迁移装置来执行，该装置可以由硬件和/或软件的方式来实现，一般可集成于计算机设备中。如图1所示，具体包括如下步骤：
37.s11、收集移动用户客户端的网络状态，并将所述网络状态发送给边缘服务端的管理者。
38.s12、通过所述管理者根据所述网络状态确定虚拟化功能迁移的目标工作节点，并控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给所述目标工作节点。
39.s13、接收所述管理者发送的目标工作节点信息，以与所述目标工作节点建立连接，并接收相应的虚拟化功能服务。
40.具体的，本方法可以应用在相应的迁移系统中，该系统可以由移动用户客户端和边缘服务端组成，则本方法具体还可以应用在移动用户客户端。其中，边缘服务端是该系统的核心部分，可以包括管理者和工作节点，管理者可以收集网络状态信息，决定虚拟化功能的部署，协调和管理工作节点，工作节点可以接收来自管理者的指令，根据指令执行不同的操作，并在需要提供服务的时候运行虚拟化功能，结束服务后停止运行以回收资源。而在移动用户客户端中，终端用户可能需要一些部署在边缘服务端的虚拟化功能服务，例如数据处理、线上会议以及流媒体游戏等等。管理者可以将部署相应虚拟化功能服务的工作节点信息发送给终端用户，则终端用户即可与对应的工作节点建立连接获得服务。当终端用户移动时，管理者可能会通知终端用户将连接切换到距离更近、网络状况更好的工作节点，此时终端用户即可迅速连接到新的目标工作节点，使得服务不被中断，并断开与前一个原始
工作节点的连接，回收资源，同时管理者将协调该两个工作节点，将所需数据从原始工作节点迁移到目标工作节点上。在此过程中，用户不知道虚拟化功能运行在哪个工作节点上，以及服务运行所需的资源，也不知道何时发生迁移、如何进行迁移等等，该过程对终端用户是透明的，终端用户仅需将应用操作发送给对应的工作节点。其中，可选的，所述原始工作节点和所述目标工作节点使用容器来运行虚拟化功能。
41.进一步的，终端用户客户端可以包括网络监控组件和虚拟功能操作组件，网络监控组件由一个收集器和一个接收器组成，则移动用户客户端可以通过收集器收集网络状态，并将该网络状态发送给边缘服务端的管理者。管理者可以实时的根据接收到的网络状态确定是否需要迁移以及迁移的目标工作节点，然后将目标工作节点信息发送回终端用户客户端。则移动用户客户端还可以通过接收器接收管理者发送的用于提供虚拟化功能服务的目标工作节点信息，从而根据目标工作节点信息与目标工作节点建立连接。建立连接后，移动用户客户端即可通过虚拟功能操作组件接收来自目标工作节点的服务数据，并向目标工作节点发送操作指令。其中的虚拟功能操作组件是移动用户客户端使用虚拟化功能服务的核心部分，以流媒体游戏为例，具体即可用于流媒体图像显示和游戏控制，同时虚拟功能操作组件具有通用性，可以支持不同的服务，具体可以支持多种使用同一操作逻辑的服务。
42.管理者可以包括收集器和处理器，可用于管理终端用户，具体可以使用该收集器收集来自终端用户的网络状态信息，再使用该处理器处理这些信息以计算后续的优化问题，从而确定服务部署的服务设备，即目标工作节点，然后再将提供虚拟化功能服务的目标工作节点信息直接发送给相应终端用户。另一方面，在确定了目标工作节点后，管理者还可以分别向原始工作节点和目标工作节点发送迁移指令，以控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装，并将封装好的信息迁移至目标工作节点，还可以控制目标工作节点对封装好的信息进行接收并对虚拟化功能进行恢复。其中的必要状态信息即虚拟化功能需要迁移使用的状态信息，具体可以根据所提供的虚拟化功能服务确定。
43.其中，可选的，所述通过所述管理者根据所述网络状态确定虚拟化功能迁移的目标工作节点，包括：以访问延迟、迁移延迟与竞争延迟之和的最小化为优化目标，使用基于窗口预测的滚动域控制模型，预测得到所述目标工作节点。具体的，将虚拟化功能部署在离用户更近、网络连接更好的工作节点上，有利于降低用户的访问延迟，提高服务质量。用户到边缘设备的访问延迟是随时变化的，需要实时更新。此外，由于用户的移动性，虚拟化功能可能需要随用户迁移，此过程也会带来迁移延迟，包括功能启动延迟、状态传输延迟以及目标节点加载延迟。与此同时，边缘设备的资源比较有限，无法同时运行海量的虚拟化功能服务，将多个虚拟化功能运行在同一个边缘设备上会带来资源的竞争，随着虚拟化功能的增加，设备的资源竞争会带来额外的延迟，影响到其他的虚拟化功能，甚至可能会导致资源耗尽，中断服务。对用户来说，访问延迟、迁移延迟和竞争延迟对其服务质量有着重要影响，因此，本方法针对虚拟化功能迁移可以同时考虑这三种延迟，提出了以下的优化目标：
[0044][0045]
其中，c(t)y(t)表示访问延迟，g(t)|x(t)-x(t-1)|
+
表示迁移延迟，q(t)x(t)表示竞争延迟，y(t)表示访问的决定变量，x(t)表示部署的决定变量，c(t)表示访问的延迟参数，g(t)表示迁移的延迟参数，q(t)表示竞争参数。当y(t)＝1时，即确定对应服务由某一工作节点的虚拟化功能提供，对应的c(t)也会被计算在内，x(t)、g(t)和q(t)也是如此。该优化问题的思想是考虑一段时间内虚拟化功能的部署和迁移所带来的延迟，并进行最小化，以找出最佳的部署方案。考虑到网络的动态性和用户的移动性，虚拟化功能迁移问题的解决方案需要具有实时性，并能够以较低的复杂度解决问题，因此，本方法可以使用基于窗口预测的滚动域控制(receding horizon control，rhc)模型，对于每一个时刻，利用后一段窗口时间内的预测值求得最优解，以决定当前时刻的解，即预测得到所需的目标工作节点。该方法适合长时间运行的决策问题，在解决动态优化的问题上具有较好的效果，可以在允许一定程度的预测误差范围内给出有界的近似解，同时基于窗口预测无须累进数据，能够有效减轻系统的负担，有利于系统的长时间持续运行。该算法可以对未来一段时间进行合理预测，从而预先决定迁移的目标工作节点，提前进行迁移的准备工作，减少对用户服务的延迟，以便快速恢复状态。
[0046]
进一步的，随着网络中的设备数量不断增加，单一管理者的处理能力无法管理所有的工作节点和终端用户，系统的健壮性没办法得到保证。因此，本方法同时考虑了多管理者协调处理问题，以满足日益增长的网络规模的需求。管理者除了负责覆盖范围内的若干工作节点以及运行在这些设备上的容器之外，还需要与邻近的其他管理者连接，通过管理平台进行通信，以实现协调合作的目标。每个时刻终端用户只会连接到一个管理者，用户会将自身与附近工作节点的连接状况发送给管理者，由该管理者决定虚拟化功能服务的部署。当用户移动到管理范围的边界时，用户可能会与某个工作节点有更好的连接，但是该工作节点不在当前用户所属管理者的覆盖范围。此时，管理者会委托该工作节点所属的其他管理者发送对应请求。通过这种方式，无需集中式协调管理者，每个管理者大部分时候可以独立完成用户的虚拟化功能决策，偶尔需要邻近管理者的协助。之所以不通过用户发送命令，是因为用户的移动性会频繁改变其与工作节点的连接，而管理者和工作节点的连接更加稳定，通过管理者调度和编排虚拟化功能更为合理。为了解决管理者的选择问题，建立了如下的多管理者协调模型：
[0047][0048]
其中，a(t)z(t)表示用户与管理者之间的总延迟，z(t)表示用户对管理者的访问决定变量，a(t)表示访问延迟参数，μ(t)表示延迟阈值参数。当z(t)＝1时，即确定了t时刻用户所对应的管理者。该优化问题的目标是最小化用户和管理者之间的总延迟，找出最佳的选择方案。对于该问题，需要将带有绝对值的限制条件简化成z(t)-z(t-1)≤μ(t)和z(t-1)-z(t)≤μ(t)条件，原问题即可使用线性规划算法求解。
[0049]
可选的，所述控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给所述目标工作节点，包括：控制所述原始工作节点调用迁移api将封装后的所述必要状态信息发送给所述目标工作节点，以使所述目标工作节点通过迁移接口接收所述必要状态信息并恢复虚拟化功能运行状态。具体的，迁移整个功能需要大量的计算资源和网络带宽，无状态计算在设备透明边缘计算很难实现，因此，本方法可以为虚拟化功能设计迁移接口和迁移api，以便各功能之间交换运行状态，实现服务的无缝迁移。此过程对终端用户是完全透明的，但可以由开发人员准备运行状态迁移的部分功能，如在服务运行过程中进行状态打包、发送和恢复，而对于开发人员来说，服务器的具体部署、位置和网络连接信息也都是透明的。当迁移开始时，原始工作节点即可对虚拟化功能的必要状态信息进行封装，并调用迁移api将封装得到的数据发送给目标工作节点，然后目标工作节点则可以通过迁移接口接收数据，再根据接收到的数据恢复虚拟化功能运行状态，从而代替原始工作节点给用户提供服务。其中，边缘服务端的各个工作节点中均可以设置有相应的迁移接口和迁移api，当被选中作为提供服务的工作节点并再次发生迁移需求时，即可使用其迁移api向重新确定的工作节点发送封装好的必要状态信息，而重新确定的工作节点即可使用其迁移接口完成接收。
[0050]
可选的，所述控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给所述目标工作节点，包括：通过预设的远程节点和容器编排平台别向所述原始工作节点和所述目标工作节点发送迁移指令。具体的，管理者在确定了迁移的目标工作节点之后，可以通过预设的远程节点和容器编排平台给原始工作节点和目标工作节点发送迁移指令，以控制两个工作节点完成虚拟化功能的迁移。为了更好的管理设备资源，满足不同虚拟化功能的资源需求，本方法可以使用容器技术封装服务代码及其库和依赖项，避免对其他服务和主机造成影响。为了管理系统中的设备节点和容器，我们设计了一个轻量级的远程节点和容器编排平台。通过不同的命令，该平台可以快速获取到指定节点的容器状态，从而对容器进行调度和编排。其中，管理者负责发送指令，并接收响应消息从而获取指定的状态信息。相较于传统的容器管理平台，该平台简化了控制过程，并添加了通用的容器管理，以实现对
工作节点的细粒度控制。管理者通过该平台可以选择指定的工作节点创建容器以运行对应的虚拟化功能，从而提高了边缘计算应用中容器控制的灵活性。
[0051]
在上述技术方案的基础上，可选的，所述接收相应的虚拟化功能服务，包括：通过所述目标工作节点的核心接口获取服务数据；通过所述目标工作节点的指令接口向所述目标工作节点发送操作指令。具体的，各个工作节点可以使用容器来运行虚拟化功能，这些虚拟化功能为用户提供了相应的服务，是系统的核心部分。所使用的虚拟功能容器具体可以包括三个关键的接口，第一个是虚拟化功能的核心接口，终端用户可以通过核心接口获取服务数据，这些数据根据不同的应用场景有所不同，例如驾驶场景中的道路信息、vr或流媒体游戏中的渲染帧和场景等等。第二个是指令接口，可用于虚拟化功能的交互，具体可以接收来自终端用户的操作指令，比如在流媒体游戏中接收用户的游戏操作等等。第三个即是上述的迁移接口，当用户移动或网络连接变化时，则可以通过迁移接口来迁移虚拟化功能，以确保用户的服务质量。
[0052]
除影响服务质量外，现有技术还是基于理论的，仅在模拟系统下进行性能评估，并没有在真实场景下进行测试，缺少实践的指导，不能很好的证明所提方法在实际系统和真实边缘应用中的效率。而本方法为了验证有效性，使用树莓派集群和智能手机搭建了设备透明移动边缘计算模型，进行了真实边缘场景下的实验，同时基于真实实验收集到的数据进行了大规模的仿真模拟，进一步证明了本方法的健壮性和扩展性。与现有技术相比，本方法实现比较简单，能够充分利用设备透明移动边缘计算平台的优势，支持延迟敏感的移动应用场景，实现虚拟化功能的无缝迁移，在大规模网络上也具有广泛的适用性。具体在实验中，使用了多个树莓派搭建了设备透明移动边缘计算系统，并在容器中实现了一个流媒体游戏作为虚拟化功能，用户可通过智能手机体验该游戏。实验结果表明，本方法可有效降低服务延迟，提高用户的服务质量。以该流媒体游戏为例，与其他的方法相比，如果用户的移动模式比较固定，该方法能够达到的平均每秒帧数(fps)大约为58，就算用户的移动比较随机，该方法也能够达到大约为48fps。除此之外，在真实实验中，用户的操作延迟也低至十几毫秒，能够确保用户有流畅的游戏体验。更重要的是，在整个迁移实验中，用户的服务并没有被打断，用户没有感受到迁移的发生，实现了虚拟化功能的无缝迁移。基于真实场景下的实验结果，我们进一步开展大规模的仿真以验证本方法的扩展性，同时我们还考虑了不同移动模型，如随机游走模型(random walk model)、时变社区模型(time-variant community model)和参考点组移动模型(reference point group mobility model)等。仿真结果表明，在不同的移动模型下，在更多的终端用户、边缘设备、虚拟化功能的情况下，该方法明显优于其他基准算法，能够提供有效的解决方案，这证明了本方法在大规模边缘网络的扩展性和适用性。
[0053]
本发明实施例所提供的技术方案，首先收集移动用户客户端的网络状态，并将该网络状态发送给边缘服务器的管理者，然后通过管理者根据该网络状态确定虚拟化功能迁移的目标工作节点，并控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给目标工作节点，再接收管理者发送的目标工作节点信息，从而与目标工作节点建立连接，以接收相应的虚拟化功能服务。仅保留了虚拟化功能一定的状态信息，使得相关数据映射和功能调度更加简便，同时减少了数据的传输量，减轻了边缘设备的负载，当发生状态转移时，仅对虚拟化功能的必要状态进行打包和恢复，大大加快了迁移的速度，解决了传统虚拟
化迁移中资源消耗高、速度慢、服务中断的问题，确保了边缘服务的用户服务质量，提供了无缝的服务体验。
[0054]
实施例二
[0055]
图2为本发明实施例二提供的移动边缘计算中虚拟化功能迁移装置的结构示意图，该装置可以由硬件和/或软件的方式来实现，一般可集成于计算机设备中，用于执行本发明任意实施例所提供的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法。如图2所示，该装置包括：
[0056]
网络状态收集模块21，用于收集移动用户客户端的网络状态，并将所述网络状态发送给边缘服务端的管理者；
[0057]
功能迁移模块22，用于通过所述管理者根据所述网络状态确定虚拟化功能迁移的目标工作节点，并控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给所述目标工作节点；
[0058]
服务接收模块23，用于接收所述管理者发送的目标工作节点信息，以与所述目标工作节点建立连接，并接收相应的虚拟化功能服务。
[0059]
本发明实施例所提供的技术方案，首先收集移动用户客户端的网络状态，并将该网络状态发送给边缘服务器的管理者，然后通过管理者根据该网络状态确定虚拟化功能迁移的目标工作节点，并控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给目标工作节点，再接收管理者发送的目标工作节点信息，从而与目标工作节点建立连接，以接收相应的虚拟化功能服务。仅保留了虚拟化功能一定的状态信息，使得相关数据映射和功能调度更加简便，同时减少了数据的传输量，减轻了边缘设备的负载，当发生状态转移时，仅对虚拟化功能的必要状态进行打包和恢复，大大加快了迁移的速度，解决了传统虚拟化迁移中资源消耗高、速度慢、服务中断的问题，确保了边缘服务的用户服务质量，提供了无缝的服务体验。
[0060]
在上述技术方案的基础上，可选的，功能迁移模块22，包括：
[0061]
目标工作节点确定单元，用于以访问延迟、迁移延迟与竞争延迟之和的最小化为优化目标，使用基于窗口预测的滚动域控制模型，预测得到所述目标工作节点。
[0062]
在上述技术方案的基础上，可选的，功能迁移模块22，包括：
[0063]
数据迁移单元，用于控制所述原始工作节点调用迁移api将封装后的所述必要状态信息发送给所述目标工作节点，以使所述目标工作节点通过迁移接口接收所述必要状态信息并恢复虚拟化功能运行状态。
[0064]
在上述技术方案的基础上，可选的，功能迁移模块22，包括：
[0065]
迁移指令发送单元，用于通过预设的远程节点和容器编排平台分别向所述原始工作节点和所述目标工作节点发送迁移指令。
[0066]
在上述技术方案的基础上，可选的，服务接收模块23，包括：
[0067]
服务数据获取单元，用于通过所述目标工作节点的核心接口获取服务数据；
[0068]
操作指令发送单元，用于通过所述目标工作节点的指令接口向所述目标工作节点发送操作指令。
[0069]
在上述技术方案的基础上，可选的，所述原始工作节点和所述目标工作节点使用容器来运行虚拟化功能。
[0070]
在上述技术方案的基础上，可选的，所述虚拟化服务包括数据处理、线上会议以及
流媒体游戏。
[0071]
本发明实施例所提供的移动边缘计算中虚拟化功能迁移装置可执行本发明任意实施例所提供的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
[0072]
值得注意的是，在上述移动边缘计算中虚拟化功能迁移装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
[0073]
实施例三
[0074]
图3为本发明实施例三提供的计算机设备的结构示意图，示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备的框图。图3显示的计算机设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图3所示，该计算机设备包括处理器31、存储器32、输入装置33及输出装置34；计算机设备中处理器31的数量可以是一个或多个，图3中以一个处理器31为例，计算机设备中的处理器31、存储器32、输入装置33及输出装置34可以通过总线或其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
[0075]
存储器32作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法对应的程序指令/模块(例如，移动边缘计算中虚拟化功能迁移装置中的网络状态收集模块21、功能迁移模块22及服务接收模块23)。处理器31通过运行存储在存储器32中的软件程序、指令以及模块，从而执行计算机设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法。
[0076]
存储器32可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器32可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器32可进一步包括相对于处理器31远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0077]
输入装置33可用于获取管理者发送的指令和工作节点提供的服务，以及产生与计算机设备的用户设置和功能控制有关的键信号输入等。输出装置34可用于向管理者发送状态数据以及向工作节点发送操作指令等等。
[0078]
实施例四
[0079]
本发明实施例四还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，该计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法，该方法包括：
[0080]
收集移动用户客户端的网络状态，并将所述网络状态发送给边缘服务端的管理者；
[0081]
通过所述管理者根据所述网络状态确定虚拟化功能迁移的目标工作节点，并控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给所述目标工作节点；
[0082]
接收所述管理者发送的目标工作节点信息，以与所述目标工作节点建立连接，并接收相应的虚拟化功能服务。
[0083]
存储介质可以是任何的各种类型的存储器设备或存储设备。术语“存储介质”旨在包括：安装介质，例如cd-rom、软盘或磁带装置；计算机系统存储器或随机存取存储器，诸如dram、ddr ram、sram、edo ram、兰巴斯(rambus)ram等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储)；寄存器或其它相似类型的存储器元件等。存储介质可以还包括其它类型的存储器或其组合。另外，存储介质可以位于程序在其中被执行的计算机系统中，或者可以位于不同的第二计算机系统中，第二计算机系统通过网络(诸如因特网)连接到计算机系统。第二计算机系统可以提供程序指令给计算机用于执行。术语“存储介质”可以包括可以驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机系统中)的两个或更多存储介质。存储介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。
[0084]
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法中的相关操作。
[0085]
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
[0086]
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
[0087]
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read-only memory,rom)、随机存取存储器(random access memory,ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0088]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：
1.一种移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法，其特征在于，包括：收集移动用户客户端的网络状态，并将所述网络状态发送给边缘服务端的管理者；通过所述管理者根据所述网络状态确定虚拟化功能迁移的目标工作节点，并控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给所述目标工作节点；接收所述管理者发送的目标工作节点信息，以与所述目标工作节点建立连接，并接收相应的虚拟化功能服务。2.根据权利要求1所述的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法，其特征在于，所述通过所述管理者根据所述网络状态确定虚拟化功能迁移的目标工作节点，包括：以访问延迟、迁移延迟与竞争延迟之和的最小化为优化目标，使用基于窗口预测的滚动域控制模型，预测得到所述目标工作节点。3.根据权利要求1所述的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法，其特征在于，所述控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给所述目标工作节点，包括：控制所述原始工作节点调用迁移api将封装后的所述必要状态信息发送给所述目标工作节点，以使所述目标工作节点通过迁移接口接收所述必要状态信息并恢复虚拟化功能运行状态。4.根据权利要求1所述的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法，其特征在于，所述控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给所述目标工作节点，包括：通过预设的远程节点和容器编排平台分别向所述原始工作节点和所述目标工作节点发送迁移指令。5.根据权利要求1所述的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法，其特征在于，所述接收相应的虚拟化功能服务，包括：通过所述目标工作节点的核心接口获取服务数据；通过所述目标工作节点的指令接口向所述目标工作节点发送操作指令。6.根据权利要求1所述的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法，其特征在于，所述原始工作节点和所述目标工作节点使用容器来运行虚拟化功能。7.根据权利要求1所述的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法，其特征在于，所述虚拟化功能服务包括数据处理、线上会议以及流媒体游戏。8.一种移动边缘计算中虚拟化功能迁移装置，其特征在于，包括：网络状态收集模块，用于收集移动用户客户端的网络状态，并将所述网络状态发送给边缘服务端的管理者；功能迁移模块，用于通过所述管理者根据所述网络状态确定虚拟化功能迁移的目标工作节点，并控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给所述目标工作节点；服务接收模块，用于接收所述管理者发送的目标工作节点信息，以与所述目标工作节点建立连接，并接收相应的虚拟化功能服务。9.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实
现如权利要求1-7中任一所述的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法。

技术总结
本发明实施例公开了一种移动边缘计算中虚拟化功能迁移方法、装置、设备及介质。该方法包括：收集移动用户客户端的网络状态，并将所述网络状态发送给边缘服务端的管理者；通过管理者根据所述网络状态确定虚拟化功能迁移的目标工作节点，并控制原始工作节点对虚拟化功能的必要状态信息进行封装后发送给所述目标工作节点；接收管理者发送的目标工作节点信息，以与所述目标工作节点建立连接，并接收相应的虚拟化功能服务。使得相关数据映射和功能调度更加简便，同时减少了数据的传输量，减轻了边缘设备的负载，当发生状态转移时仅对虚拟化功能的必要状态进行打包和恢复，大大加快了迁移速度，确保了边缘服务的用户服务质量，提供了无缝的服务体验。供了无缝的服务体验。供了无缝的服务体验。


技术研发人员：黄耀东 林泽林 姚婷婷 崔来中
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/7/7