面向工业互联网的微服务调度方法研究与实现

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工业互联网是传统工业与信息技术相结合的产物,实现了工业的数字化、网络化和智能化发展。然而,随着工业应用的快速发展,服务的数量和复杂性不断提升,使得服务质量和服务调度效率面临挑战,传统的服务架构与调度方法已经不能满足当前的服务需求。为此,本文在充分调研工业场景中服务调度框架与调度方法的基础上,提出了面向工业互联网的微服务架构,同时设计了微服务的调度方法。本文的主要工作如下:1.针对工业服务复杂多样带来的服务调度效率降低的问题,本文设计并实现了一套应用于工业场景的微服务集合,从生产、传输、控制等多个维度封装了数据检测、生产策略、工业设备管理和基础数据处理四大类的微服务。2.针对传统服务架构资源利用率低以及服务管理和部署效率低的问题,本文设计了面向工业互联网的微服务架构,将云端计算节点构建成Kubernetes集群实现服务的灵活高效部署,同时设计了云边协同的服务部署模式,实现微服务平台整体资源利用率的提升。3.为了满足微服务调度过程中的资源管控、服务关联、资源抢占和集群负载等方面的需求,设计了基于Kubernetes的微服务调度方法,包括服务调度前的预处理方法、基于服务优先级的抢占调度策略和基于多资源负载均衡的动态调度算法,充分提升服务质量。4.完成了微服务平台的构建,该平台同时也是工业互联网智能云端协作平台的重要组成部分。基于该微服务平台设计了实验方法,验证了本文提出的微服务架构与调度方法的可行性。实验结果表明,相比于传统架构,本架构的数据传输量平均减少了约33%;使用基于多资源负载均衡的动态调度算法调度服务时,集群的负载均衡程度相较于对比算法提升了 9.2%,证明了该算法的有效性。
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