(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210506840.X (22)申请日 2022.05.11 (71)申请人 浪潮云信息技 术股份公司 地址 250100 山东省济南市高新区浪潮路 1036号浪潮科技园S01号楼 (72)发明人 罗天　高传集　江燕　 (74)专利代理 机构 济南信达专利事务所有限公 司 37100 专利代理师 陈婷婷 (51)Int.Cl. H04L 67/10(2022.01) G06F 9/50(2006.01) (54)发明名称 一种基于云原生的云边协同数据交换服务 实现方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于云原生的云边协同 数据交换服务实现方法及系统， 属于云计算与边 缘计算的云边协同技术领域， 用Kubernetes扩展 技术中的CRD的方式定义 云边协同数据交换资源 CECO， CECO统一了不同数据类型的云边数据交 换， 使用者可以用统一的方式通过提交YA ML文件 声明式的申请各种云边数据交换服务； 利用 operator模式实现CRD控制器， 负责根据CRD   CECO的对象期望状态， 在云端与边缘端部署容器 化的相应数据同步组件， 所述CRD控制器可以根 据不同类型数据同步需求， 自动化部署相应的数 据同步组件。 本发明既方便用户统一申请和使用 云边数据交换服务， 又方便云服务商提供和运维 云边数据交换服 务。 权利要求书3页 说明书12页 附图1页 CN 114938371 A 2022.08.23 CN 114938371 A 1.一种基于云原生的云边协同数据交换服务实现方法， 其特征在于， 用Kubernetes扩 展技术中的CRD的方式定义云边协同数据交换资源CECO， CECO统一了不同数据类型的云边 数据交换， 使用者可以用统一的方式通过提交YAML文件声明式的申请各种云边数据交换服 务； 利用operator模式实现CRD控制器， 负责根据CRD  CECO的对象期望状态， 在云端与边缘 端部署容器化的相应数据同步组件， 所述CRD控制器可以根据不同类型数据同步需求， 自动 化部署相应的数据同步组件， 并持续的维护各数据同步组件以达到CECO的对象的期望状 态。 2.根据权利要求1所述的一种基于云原生的云边协同数据交换服务实现方法， 其特征 在于， 所述 不同数据类型包括消息协同、 文件协同、 流数据协同、 数据库协同数据类型。 3.根据权利要求1或2所述的一种基于云原生的云边协同数据交换服务实现方法， 其特 征在于， 声明 式的数据交换服 务的定义方式如下： 通过CRD技术把云边数据交换定义成客户资源， 以相同模板形式定义不同的数据交换 类型的CRD资源； 创建好定制资源CRD后， 将CRD注册到kubernetes系统中， Kubernetes  API服务器会为 所指定的CRD生 成一个RESTful的资源路径， 此端点URL可以用来创建和管 理定制资源对象， Kubernetes  API负责为定制资源提供存 储和访问服 务。 4.根据权利要求3所述的一种基于云原生的云边协同数据交换服务实现方法， 其特征 在于消息协同服务的定义， 通过deployType定义部署方式， 采用DaemonSet的方式部署消息 同步组件到各个节点， 便于以订阅 ‑分发的形式， 发送和接收消 息； 通过mqType选择支持数 据交换服 务的消息队列类型； 文件协同的服务定义， 通过deployType定义部署方式， 通过Reader定义文件的同步源 路径； 通过Writer定义文件的同步目的路径； 通过dataSliceSize定义采集文件源时的分片 大小， 通过threadNum定义并发任务数。 使用云原生消息中间件NATS作为传输载体， 也可以根据需求使用Kafka， RocketMQ消息 中间件。 5.根据权利要求4所述的一种基于云原生的云边协同数据交换服务实现方法， 其特征 在于所述ceco  controller基于kubebui lder框架实现， 实现逻辑包括： 1)、 ceco controller通过API  Server获取云边协同数据交换资源； 2)、 将不同种类的数据协同服务请求分发到相应的处理模块， 由专用模块完成相应数 据交换组件的云原生 化部署工作； 3)、 对于不同类型数据交换请求通过不同模块进行处理， 通过CECO  CRD自定义资源和 ceco controller资源控制器实现对数据交换服务的统一的云原生形式的访问和使用方 式， 统一的云原生形式的运维管理方式； 4)、 云原生的方式实现配置变更： 对数据交换服务的配置变更请求也是通过声明式的 Yaml文件方式实现， 通过API  server对数据交换资源对象的属性进行变更， 利用 kubebuilder的reflector机制， c eco controller可以获知资源对象的属性变化， 然后执行 相应的部署变更操作， 直到 工作负载到 达期望的状态； 5)、 云原生的方式实现滚动升级： 通过ceco  controller根据服务版本的变化信息， 平权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114938371 A 2稳有序的完成新版本负载的创建和旧版本负载的终止， 无论是云端节点还 是边缘端节点 都 可以通过ceco  controller进行更新升级， 实现云边协同的管控。 6.根据权利要求5所述的一种基于云原生的云边协同数据交换服务实现方法， 其特征 在于， 所述对于不同类型 数据交换请求 通过不同模块进行处 理， 对于消息协同类数据交换请求， 由MessageS ync模块处理， 用户申请消息协同类的数据 交换服务请求时， 对应创建MessageSync资源对象， 模块会解析MessageSync资源对象的各 个属性值及服务请求的配置， 然后根据配置信息自动的通过APIserver完成在相应数据交 换组件的部署， 具体部署何种形式的工作负载资源由deployType指定， 从而实现云原生方 式的部署与管控； 文件协同类数据交换请求由FileSync模块处理， 可采用相同的方式实现， 给使用者统 一的访问体验； 流数据类型数据交换请求由StreamSync模块处理， 能完成对接RTSP/RTMP协议的数据 交换组件的部署需求； 数据库同步类型的服 务由DB Sync模块完成必要组件的部署。 7.根据权利要求6所述的一种基于云原生的云边协同数据交换服务实现方法， 其特征 在于， 云边协同的消息型数据交换服务， ceco  controller根据服务请求采用DaemonSet方 式在所有的边缘节点上部署所需的Leaf  Node消息组件和消息服务代理组件， Leaf  Node消 息组件通过云端的ceco  controller以Daemo nSet的方式在所有边 缘节点上部署。 8.根据权利要求6所述的一种基于云原生的云边协同数据交换服务实现方法， 其特征 在于， 云边协同的文件型数据交换服务， c eco controller通过API  server收到 FileSync资 源对象的变化， 由Fi le Sync模块负责在所对应节点上以Depl oyment方式部署； 在需要发送文件的节点， ceco  controller会向指定节点部署文件采集dep loyment， 包 括File Sync Agent文件同步服务代理， Split  Worker文件切分器， Adapter  Shim消息队列 适配器， NATS client消息系统客户端； 在需要接收文件的节点， ceco  controller会向指定节点部署文件接收的dep loyment， 包括File  Sync Agent文件同步服务代理， Co mbine Worker文件组合器， Adapter  Shim消息 队列适配 器， NATS client消息系统客户端； 云端ceco  controller可以根据当前文件同步dep loyment的CPU利用率， 动态的调整在 工作节点的文件同步工作pod的副本数量， 当CPU的压力过大时， 可以相应增加worker的副 本数。 9.根据权利要求6所述的一种基于云原生的云边协同数据交换服务实现方法， 其特征 在于， 适配层Adapter  Shim， 用于适配对接各种消息队列， 包括Kafka， RocketMQ消息队列， 采用NATS消息系统作为基础消息队列实现云边协同的数据交换； 采用StatefulSet形式将 NATS部署在Kubernetes集群中。 10.一种基于云原生的云边协同数据交换服务系统， 其特征在于， 用Kubernetes扩展技 术中的CRD的方式定义云边协同数据交换资源CECO， CECO统一了不同数据类型的云边数据 交换， 使用者可以用统一的方式通过提交YAML文件声明 式的申请各种云边数据交换服 务； 利用operator模式实现CRD控制器， 负责根据CRD  CECO的对象期望状态， 在云端与边缘 端部署容器化的相应数据同步组件， 所述CRD控制器可以根据不同类型数据同步需求， 自动权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114938371 A 3