适用于边缘计算的6H并行计算架构

针对云集中式计算模式在延时、安全、环境信息利用等方面的不足,近年来产业界和学术界提出了雾计算、移动边缘计算、移动云计算等不同边缘计算概念,其主要思想是将计算、存储、I/O等资源迁移到网络边缘,以提升各类应用的服务质量。但是,现有的边缘计算架构通常直接采用云计算架构,存在互操作性差、资源利用率不高、资源管理粒度不够细、动态性不强等问题。深入分析边缘计算的特点,基于轻量级虚拟化、软件定义网络、并行计算等基本理念,提出适用于边缘计算环境的6H并行计算架构,即高性能、高可用、高可扩展、高模块化、高可伸缩、高易用。随后采用Python/C++混合编程模式实现了一个6H计算框架。在边缘计算典型硬件条件下,采用物联网典型用例对该计算框架进行了测试。其结果表明:随着计算进程和计算节点数据增加,计算耗时近似成线性下降,说明该计算框架的可扩展性和可伸缩性较好;在高并发条件下,计算框架表现优异,说明该框架具备高性能;在边缘服务器异常情况下,计算框架恢复时间快,说明该框架的可用性较好。另外,该计算框架采用CMD-Worker-Handler编程模型,高度模块化,二次开发简单方便,具有很好的易用性。