ParaDrop

第一章 ParaDrop:家用网关的边缘计算平台

ParaDrop平台概述

ParaDrop 一种可以支持在位于终端用户所在网关（包括WIFI接入点和家用机顶盒）进行边缘计算的架构。开发人员可以设计虚拟独立的计算容器，为终端用户提供近距离的计算资源。用户状态会保留在计算容器中，当用户连接点改变，计算容器也会随之移动。

ParaDrop平台特性

1. 私密性。数据存储在网关的可用磁盘空间。
2. 低延迟。处理任务位于距离传感器只有一跳的网关进行。
3. 所有权友好。开发者可以将其程序打包、部署在网关，进而在虚拟环境中运行。
4. 本地网络环境。部分数据存储在网关，意味着只有终端用户请求其他的数据时才需要通过互联网途径发送到终端用户设备。
5. 允许离线。若与互联网的连接断开，基于云技术的传感器将失效，但家用网关始终开启这一特性，利用网关处理传感器中的数据，便能在断网情况下保证服务正常进行。

ParaDrop使用

ParaDrop主要组成部分是伞包（Chute,Parachute的简称）。ParaDrop就是用这些伞包给不同AP（application）安装服务。每个开发者可以在自己的AP上部署多个伞包。每个伞包都对应一个独立的服务，而且有属于自己的网络子网。这些伞包独立地使用AP上的计算资源。

ParaDrop平台主要关注如下几点：安装过程、API、网络配置。

动态安装。为了方便终端用户向网关添加服务，每个服务都应该具有动态安装的能力。这一过程可以通过各个伞包的虚拟化环境来实现。当终端用户希望在家中添加服务时，只需要在开发者处注册一个账户。随后通过ParaDrop平台的API，由开发者对账户和网关进行关联。如果服务用到了无线设备，网关可以与对应无线设备实现完全整合，确保不会受到终端用户的干扰。

ParaDrop平台的API。基于REST架构的无缝API，可以使开发者会完全掌控对其伞包的配置。

开发者可以通过API来查询和监控ParaDrop平台的状况
*持续状态：用户（类型、权限等），伞包（描述、资源需求等），以及网关（配置、配件、位置等）。
*实时状态：伞包和网关的运行状态。
*向应用商店发布伞包，或从应用商店删除伞包。
*注册/注销网关。
*在一个/多个网关上安装、启动和撤销伞包。

API应当能够在提供所需全部功能的同时，无须修改配置软件。可以通过使用基于JSON的数据后端来实现，它允许抽象配置和对每个伞包分别进行控制。

网络设置。为了保持对网关联网方面的控制，采用SDN架构。伞包和网关之间的网络由开发者和网络运营商连接完成，凡涉及这一网络的所有配置均通过云服务来处理。

资源策略。多重任务管理要求对CPU、内存和网络进行资源控制。通过API，开发者根据所实现服务的类型明确各自所需的资源。通过管理界面，网络运营商可以动态地调整提供给每个伞包的资源。对资源进行调整时，首先向伞包发送一个请求，如果请求未能生效，则通过虚拟化框架工具强制执行。

伞包所需要的资源

1. CPU：用以表征为这一伞包所分配的CPU资源额度，多数情况下使用默认值（1024），此时每个伞包所分得的CPU资源额度相同。如果认为这个伞包不会使用过多的资源，或者想要降低其任务的优先级，开发者可以将CPU属性值降低。
2. 内存：这一伞包所分配的内存资源额度。“Memory”属性值对应的是硬性限制，如果取值过低，开发者的伞包可能会由于内存不足问题而无法启动。
3. 网络：伞包所需的吞吐量。对于伞包的每一个接口，上行和下行的吞吐量都需要明确指定，单位是kbps。如果伞包本身优先级较低或一般被用作一个虚拟路由器，那么为了提高效率，可以将其接口的总体吞吐量配额降低。