[發明專利]一種SDN-FOG環境下工廠微服務體系的故障應對方法

在審

• 申請號: 202211005627.7
• 申請日: 2022-08-22
• 公開（公告）號: CN115396495A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 范書豪;楊博;劉宇翔;袁亞洲;鄭忠斌;陳彩蓮;關新平
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04L67/51
• 分類號: H04L67/51;H04L43/0876;H04L43/0817;H04L41/0823;H04L41/0654
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

1.一種SDN-FOG環境下工廠微服務體系的故障應對方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、建立基于SDN-FOG環境的微服務體系故障處理架構；

步驟2、系統建模，描述基礎設施、傳輸網絡，霧計算設備之間的關系；

步驟3、構建整數規劃問題，故障應對程序；

步驟4、使用求解器求解最優的應對策略；

步驟5、對故障響應時間要求特別嚴格的故障處理的場景，使用啟發式算法。

2.如權利要求1所述的SDN-FOG環境下工廠微服務體系的故障應對方法，其特征在于，所述步驟1基于SDN-FOG環境的微服務體系故障處理架構中包括應用層、控制層、基礎層。

3.如權利要求2所述的SDN-FOG環境下工廠微服務體系的故障應對方法，其特征在于，所述應用層包括故障處理程序、定時器和功能性程序。

4.如權利要求2所述的SDN-FOG環境下工廠微服務體系的故障應對方法，其特征在于，所述控制層包括故障應對方案所需的各類組件。

5.如權利要求2所述的SDN-FOG環境下工廠微服務體系的故障應對方法，其特征在于，所述基礎層，部署支持SDN控制的交換機，交換機在時隙中具有不同的故障概率，中央總控制器連接到交換機以匯總網絡拓撲和流量信息，并使用南向接口動態編程配置交換機；每個交換機連接一個霧節點，合并視為一個節點；每個霧節點都對應了一組工業物聯網設備和霧服務器。

6.如權利要求1所述的SDN-FOG環境下工廠微服務體系的故障應對方法，其特征在于，所述步驟1包括以下步驟：

步驟1.1、連接到工廠現場設備的傳感器不斷地采集信息，傳感器數據經預處理之后發送給連接的支持SDN控制的交換機；網絡監控組件從交換機收集包括現場設備、霧節點和交換機在內的節點信息和鏈路信息，并將信息發送到應用層來持續監視網絡流量；

步驟1.2、故障檢測組件根據網絡監控組件收集的信息，判斷傳輸網絡是否發生故障；如果檢測出交換機或霧節點或鏈路處發生故障，網絡監控組件將當前新的網絡拓撲和每個霧節點支持的微服務集發送給故障應對程序；

步驟1.3、故障應對程序實時計算，給通過故障節點或鏈路的工作流重新分配資源；節點配置組件通過調度轉發表來將資源分配給工作流，將應用層中故障應對程序做出的故障應對決策應用于交換機及霧節點；

步驟1.4、配置完成后刷新定時器，如果因為部分節點或鏈路故障，導致部分工作流中的微服務無法完成，則報告故障類型，轉人工處理；

步驟1.5、經過定時器的一個完整周期，激活故障預防組件，主動對網絡進行周期性重構，優化工作流的所選路徑，提高總體服務質量并降低故障概率。

7.如權利要求1所述的SDN-FOG環境下工廠微服務體系的故障應對方法，其特征在于，所述步驟2包括以下步驟：

步驟2.1、傳輸網絡建模；

步驟2.2、霧節點與支持的微服務集建模；

步驟2.3、工作流建模；

步驟2.4、服務質量指標建模。

8.如權利要求1所述的SDN-FOG環境下工廠微服務體系的故障應對方法，其特征在于，所述步驟3包括以下步驟：

步驟3.1、定義決策變量；

步驟3.2、構建資源約束；

步驟3.3、構建與決策變量相關的優化目標；

步驟3.4、構建決策變量相關約束；

步驟3.5、構建目標函數。

9.如權利要求8所述的SDN-FOG環境下工廠微服務體系的故障應對方法，其特征在于，所述步驟3.5構建目標函數包括網絡的故障恢復問題和網絡的周期性重構問題。

10.如權利要求1所述的SDN-FOG環境下工廠微服務體系的故障應對方法，其特征在于，所述步驟4求解器包括商用求解器Gurobi。