随着边缘计算和容器调度编排技术的发展和推广,越来越多的场景下应用程序需要在边缘节点上容器化地部署,以实现更高效的计算资源利用和更低的网络延迟。然而,由于边缘节点的算力相对较弱以及部分服务的高可用性要求,往往需要通过跨边的方式将应用部署和运行在多个边缘节点上;同时,在一些特定场景下,出于低延迟和安全性的考虑,将计算完全迁移到云端是不合适的,此时需要依赖不同边缘节点之间的容器网络互通以实现跨边协同。因此本文针对复杂的边缘网络环境研究了基于内网穿透的跨边协同边缘容器网络模型以及边缘服务的调度,并设计实现了一个依赖Kubernetes容器编排平台的基于内网穿透的跨边协同子系统,本文的主要工作和创新点如下:1.设计实现了一种基于Kubernetes容器编排平台的边缘容器网络插件,用于组织、连接和管理集群内不同节点上的容器网络,功能包括容器网络的IP分配和回收,节点虚拟网络设备的管理以及配套的路由规则的管理。2.针对处于不同区域内网环境下的边缘节点,设计实现了一种穿越NAT的边缘虚拟网络方案,通过UDP打洞技术和虚拟网络接口技术解决了复杂网络环境下不同边缘节点之间的网络连通问题。3.设计实现了一种基于谱聚类算法的边缘服务调度优化方式,利用预先测量的边缘节点间的网络延迟信息来探测网络拓扑,可以将边缘服务尽量调度到离用户延迟更低的边缘节点组,以提升整个边缘网络的性能。综上,本文提出的跨边协同子系统缓解了边缘计算和云计算的成本、算力和延迟不能兼顾的问题,为基于容器编排系统的跨边协同领域提供了新的思路和解决方案。经过实验和测试该系统在边缘网络场景下可以很好地完成上述功能。