28、集群边缘架构中的性能管理

集群边缘架构中的性能管理

1. 编排控制器设计

控制器作为核心组件，充当物层与边缘层之间的编排器。物层的所有请求首先会被发送到控制器，随后控制器会将请求发送到最佳边缘节点，或者直接发送到云端。控制器会根据请求在各个边缘节点的总等待时间来进行决策。当接收到新请求时，控制器会使用粒子群优化算法（PSO），根据请求的截止时间和所有边缘节点的最低总等待时间，确定最佳节点并将请求分配给该节点。同时，所选节点的队列状态和执行状态会在可用性表中更新。若边缘层中没有合适的节点来处理接收到的请求，控制器会将请求直接发送到云端进行备份处理。

边缘节点的交互类型有两种：
- 协调式：边缘层被划分为较小的集群，每个集群都有一个中央协调节点。该节点直接与控制器协作，并控制集群内的其他节点。协调节点了解这些节点的队列状态，并将所有信息存储在可用性表中。中央协调节点也是处理节点，除了处理任务外，还能管理集群内的其他节点。它们有3种不同的连接，2条直接连接和1条公共连接。中央协调节点直接连接到其集群内的节点和控制器，并通过公共通告与其他中央协调节点进行通信。当请求发送到控制器时，集群协调节点会公开宣布其区域内的最佳节点（个人最佳），并协助主控制器确定该层的最佳节点（全局最佳）。
- 分布式：每个边缘节点与其他节点进行交互。

2. 性能优化

基于PSO的边缘性能优化涉及两个目标：
- 主要目标：最小化总响应时间R。通过控制器和粒子优化算法来实现这一目标。
- 次要目标：减少延迟D。需要分别考虑各层的延迟，以计算总延迟。

2.1 物层延迟计算

物层节点既可以自行处理请求，也可以将请求发送到边缘层或云端进行处理