车联网的接入控制系统、方法、设备以及存储介质与流程

1.本技术属于计算机技术领域，尤其涉及一种车联网的接入控制系统、方法、设备以及存储介质。


背景技术：

2.在车联网内容服务系统中，接入控制系统是保障服务质量和用户体验的一个重要机制。通常，接入控制系统对于车辆的请求，可按照一定策略判断其是否被允许接入，若接入则分配可用的服务节点对其进行服务。
3.随着车联网的应用越来越广泛，相关用户终端或用户车辆对车联网内容服务系统的服务需求不断增长，如用户对内容质量和传输参数的要求日益增高。而相关技术中的接入控制系统由于自身缺陷，如处理数据超出系统负荷、系统网络稳定性等问题，无法应对不断增长的内容服务请求，这就需要一种更加高效的车联网接入控制系统，以对内容服务系统提供的各类内容服务进行支撑。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种车联网的接入控制系统、方法、设备以及存储介质，能够提高车联网的接入控制系统的面对海量服务请求时的服务处理能力，进而提高车辆的内容访问接入效率和连接质量，优化用户服务体验。
5.第一方面，本技术实施例提供一种车联网的接入控制系统，所述系统包括多个虚拟节点，每个虚拟节点包括接入控制子系统；
6.所述接入控制子系统，用于当接收到车辆发送的服务请求时，生成服务节点信息，并将所述服务节点信息发送给所述车辆，以用于为所述车辆提供内容服务。
7.可选地，所述接入控制系统还包括中央服务器，用于向每个所述虚拟节点部署服务资源。
8.可选地，每个所述虚拟节点还包括多个边缘服务器，所述边缘服务器用于存储所述中央服务器部署的服务资源；
9.每个所述虚拟节点是由边缘服务器和接入控制系统相互连接而成。
10.可选地，每个所述虚拟节点之间采用的是点对点的连接方式。
11.可选地，所述接入控制子系统，用于当接收到车辆发送的服务请求时，生成服务节点信息，包括：
12.接入控制子系统，用于根据接收到的车辆发送的服务请求，确定预设接入规则；
13.当预设接入规则为本地接入规则时，所述接入控制子系统用于查询本地虚拟节点的服务资源，以生成所述服务请求对应的本地服务节点信息。
14.可选地，所述接入控制子系统，用于当接收到车辆发送的服务请求时，生成服务节点信息，包括：
15.当预设接入规则为异地接入规则时，所述接入控制子系统用于向其他接入控制子
系统发送获取请求，以获取其他接入控制子系统的异地虚拟节点的服务资源中，所述服务请求对应的异地服务节点信息；
16.所述接入控制子系统用于接收所述其他接入控制子系统返回的所述服务请求对应的异地服务节点信息；
17.其中，所述其他接入控制子系统为所述多个虚拟节点对应的接入控制子系统中除所述接入控制子系统外的接入控制子系统。
18.可选地，每个所述接入控制子系统包括：用户接口模块、中继模块、虚拟节点管理模块和资源分配模块；
19.所述用户接口模块，用于获取车辆发送的服务请求，并将所述服务请求发送至所述中继模块；
20.所述中继模块，用于根据接收到的所述服务请求和预设接入规则，调用所述资源分配模块，或者所述资源分配模块和所述虚拟节点管理模块，以生成所述服务节点信息，并将生成的所述服务节点信息发送至所述车辆。
21.可选地，每个所述接入控制子系统还包括：资源管理模块和算法模块；
22.所述资源管理模块用于管理虚拟节点中本地服务节点的服务资源；
23.所述算法模块用于根据部分可观察马尔可夫决策过程算法确定所述预设接入规则。
24.第二方面本技术实施例提供了一种接入控制的方法，所述方法应用于如第一方面以及第一方面可选的所述的系统，所述方法包括：
25.接收车辆发送的服务请求；
26.根据所述服务请求，生成所述服务请求对应的所述服务节点信息；
27.发送生成的所述服务节点信息至所述车辆，以用于为所述车辆提供内容服务。
28.可选地，根据所述服务请求，生成所述服务请求对应的所述服务节点信息，包括：
29.根据所述服务请求，确定预设接入规则；
30.当所述预设接入规则为本地接入规则时，查询本地虚拟节点的服务资源，以生成所述服务请求对应的本地服务节点信息。
31.可选地，所述方法还包括：
32.当所述预设接入规则为异地接入规则时，向其他接入控制子系统发送获取请求，以获取其他接入控制子系统的异地虚拟节点的服务资源中，所述服务请求对应的异地服务节点信息；
33.接收所述其他接入控制子系统返回的所述服务请求对应的异地服务节点信息。
34.第三方面，本技术实施例提供了一种接入控制的设备，设备包括：
35.处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如第二方面以及第二方面可选的所述的接入控制的方法。
36.第四方面，本技术实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如如第二方面以及第二方面可选的所述的接入控制的方法。
37.本技术实施例提供一种车联网的接入控制系统、方法、设备以及存储介质，能够通过分布式的接入控制系统，接入控制系统中包括多个虚拟节点，每个虚拟节点对应一个接
delivery network，cdn)和对等网络(peer to peer，p2p)等网络结构。
51.但是随着车联网产业的发展，用户对服务内容需求类型越来越丰富，对内容的质量要求也越来越高，会需要传输更高音质的音频和高清视频等内容，因而需要进行大规模数据的传输。现有的车联网接入控制系统由于自身处理能力和网络稳定性等问题，无法应对大数据量的接入服务。为此，这就需要一种更加高效的车联网接入控制系统，以对内容服务系统提供的各类内容服务进行支撑。
52.为了解决现有技术问题，本技术实施例提供了一种车联网的接入控制系统、方法、设备以及存储介质，能够通过分布式的接入控制系统，接入控制系统中包括多个虚拟节点，每个虚拟节点对应一个接入控制子系统，可以将车辆发送的大量内容服务请求分散到每个接入控制子系统，由此，减轻整个车联网的接入控制系统的服务处理压力，可以提高车联网的接入控制系统的面对海量服务请求时的服务处理能力，进而能够提高车辆的内容访问效率和连接质量，优化用户服务体验。
53.下面结合附图，描述根据本技术实施例提供的车联网的接入控制系统、方法、设备以及存储介质。应注意，这些实施例并不是用来限制本技术公开的范围。
54.下面首先对本技术实施例所提供的车联网的接入控制系统进行介绍。
55.在本技术实施例中，如图1所示，图1是本技术一些实施例提供的车联网的接入控制系统100的示意图。该车联网的接入控制系统100可以包括中央服务器110，多个虚拟节点120以及网络130。中央服务器110和每个虚拟节点120，以及每个虚拟节点120之间可以通过网络130进行通信。
56.这里，中央服务器110，可以用于向每个所述虚拟节点部署服务资源。每个虚拟节点120可以包括接入控制子系统121和多个边缘服务器122。中央服务器110和每个虚拟节点120可以采用cdn网络的连接方式。每个虚拟节点120之间可以采用p2p网络的连接方式，即每个虚拟节点120之间可以采用的是点对点的连接方式。
57.在本技术实施例中，一个虚拟节点120可以对应一个接入控制子系统121。接入控制子系统121，可以用于当接收到车辆发送的服务请求时，生成服务节点信息，并将服务节点信息发送给请求车辆，以用于为车辆提供内容服务。
58.在本技术实施例中，多个边缘服务器122可以用于存储中央服务器110部署的服务资源。边缘服务器122之间可根据地理位置的远近进行划分，可以将若干个地理位置相近的边缘服务器122以p2p网络的方式相互连接，形成若干个虚拟安全网络(virtual security network，vsn)。
59.可以理解的是，每个虚拟节点120可以包括对应一个接入控制子系统121，以及多个地理位置相近的边缘服务器122。
60.在本技术实施例中，接入控制子系统121用于当接收到车辆发送的服务请求时，生成服务节点信息，具体包括：
61.接入控制子系统121用于根据接收到的车辆发送的服务请求，确定预设接入规则。
62.当预设接入规则为本地接入规则时，接入控制子系统用于查询本地虚拟节点的服务资源，以生成服务请求对应的本地服务节点信息。
63.当预设接入规则为异地接入规则时，接入控制子系统用于向其他接入控制子系统发送获取请求，以获取其他接入控制子系统的异地虚拟节点的服务资源中，服务请求对应
process，pomdp)单样本轨道仿真计算确定的策略信息，即预设接入规则。当车辆请求服务接入时，可以查询相应算法策略库中的预设接入规则进行决策。
76.在本技术实施例中，在接入控制子系统中，可以基于算法模块，通过pomdp算法对当前系统资源信息以及车辆行为统计信息进行分析，确定预设接入规则。基于此预设接入规则进行车辆服务接入控制的决策，可以提高对车辆的服务接入的控制的准确性，进而提升接入车辆提供的服务内容的准确性。
77.为了提高车联网的接入控制系统的面对海量服务请求时的服务处理能力，优化用户服务体验。在本技术实施例中，还提供了一种接入控制的方法。下面对本技术实施例所提供的接入控制的方法进行介绍。
78.请参见图3，图3是本技术一些实施例提供的接入控制方法的流程示意图。在本技术实施例中，该接入控制的方法，可以应用于上述实施例中的接入控制系统，可以具体实施为如下步骤：
79.s301：接收车辆发送的服务请求。
80.s302：根据服务请求，生成服务请求对应的服务节点信息。
81.这里，执行主体可以是接入控制系统中的任意一个接入控制子系统。
82.具体地，一个接入控制子系统接收到服务请求，确定预设接入规则。根据服务请求和预设接入规则，生成或者获取该服务请求对应的服务节点信息。
83.可以理解的是，服务请求对应的服务节点信息可以包括本地服务节点信息和异地服务节点信息。
84.当预设接入规则为本地接入规则时，查询本地虚拟节点的服务资源，生成服务请求对应的本地服务节点信息。
85.当预设接入规则为异地接入规则时，向其他接入控制子系统发送获取请求，以获取其他接入控制子系统的异地虚拟节点的服务资源中，服务请求对应的异地服务节点信息。接收其他接入控制子系统返回的服务请求对应的异地服务节点信息。
86.在本技术实施例中，该预设接入规则，可以利用pomdp算法对当前系统资源信息以及车辆行为统计信息进行分析而确定的。基于此预设接入规则，进行车辆服务接入控制的决策，可以提高对车辆的服务接入的控制的准确性，进而提升接入车辆提供的服务内容的准确性。
87.s303：发送生成的服务节点信息至车辆。
88.在本技术实施例中，车辆接收到服务请求对应的服务节点信息，即完成了接入请求的过程，并可以根据服务节点信息，获得相应的内容服务。
89.可以理解的是，本技术实施例中的接入控制的方法，可以通过上述实施例中的多个接入控制子系统中的各个对应地的模块实现。
90.综上，在本技术实施例中，该车联网的接入控制的方法，应用于车联网的接入控制系统，一方面，每个虚拟节点对应一个接入控制子系统，可以将车辆发送的大量内容服务请求分散到每个接入控制子系统，减轻整个车联网的接入控制系统的服务处理和数据传输的压力。另一方面，基于此利用pomdp算法确定的预设接入规则，进行车辆服务接入控制的决策，可以提高对车辆的服务接入的控制的准确性，进而提升接入车辆提供的服务内容的准确性。由此，本技术的方案，可以提高车联网的接入控制系统的面对海量服务请求时的服务
处理能力，进而能够提高车辆的内容访问效率和连接质量，优化用户服务体验。
91.为了更好的理解本发明实施的方案，现结合应用场景，详细说明该车联网的接入控制系统和接入控制的方法。
92.在本技术实施例中，如图4所示，图4是本发明另一个实施例提供的车联网的接入控制系统400的应用场景网络的示意图。
93.这里，车联网的接入控制系统400包括：中央服务器，多个虚拟节点。虚拟节点可以包括一个接入控制子系统和多个边缘服务器。
94.在本技术实施例中，具体地，中心服务器的功能可以与传统cdn中的中心服务器功能类似，车联网各类内容服务在这里进行部署。
95.虚拟节点可以是由地理位置相近的一组边缘服务器和接入控制系统相互连接而成，各虚拟节点之间采用的是类似p2p的连接方式。
96.边缘服务器是分布在网络边缘、缓存有相关内容资源的服务器，中心服务器将系统的资源内容分发到这些缓存服务器中，车辆可以直接从这些离自己较近的服务器而不是传统的集中式中心服务器上获得所需的资源，获得相应的内容服务。在这里将这些边缘服务器与一个接入控制子系统连接在一起，由接入控制子系统统一对其中的资源进行调配。
97.在本技术实施例中，不同于传统的集中式接入控制系统，该接入控制系统中，每个虚拟节点包括一个接入控制子系统，该接入控制子系统与本虚拟节点中的边缘服务器、其他虚拟节点和车辆进行交互。在该接入控制子系统中，在获取当前系统资源情况以及车辆行为统计信息情况下，根据pomdp单样本轨道仿真计算出结果，形成算法策略库。当车辆请求接入时，查询相应的策略信息进行决策。
98.在本技术实施例中，接入控制子系统主要与本虚拟节点中包含的边缘服务器、其他虚拟节点和用户，即车辆，进行交互，而本虚拟节点的接入控制子系统与其他虚拟节点交互的方式是通过与其他虚拟节点的接入控制子系统之间进行的。请参见图5，图5是本技术实施例提供的接入控制子系统的网络结构的示意图。接入控制子系统可以分别与用户、本虚拟节点边缘服务器组以及其他虚拟节点进行交互。
99.在本技术实施例中，接入控制子系统中的用户接口模块可以用于收集车辆发来的信息以及对这些信息进行处理。车辆发来的信息主要包括服务请求信息，请求完成后的相应的一些注销信息等。
100.接入控制子系统中的中继模块用于与接入控制子系统中的其他模块进行交互。当接口模块监听到车辆的服务请求时，将调用中继模块。中继模块再调用接入控制算法模块获得相应的接入策略，即预设接入规则。中继模块可以充当一个枢纽的作用。
101.接入控制子系统中的虚拟节点管理模块用于各虚拟节点接入控制子模块之间的通信以及节点管理。当通过算法得到的策略需要向其他虚拟节点请求服务时，本模块提供可选择的其他虚拟节点接入控制子系统的地址。
102.接入控制子系统中的资源管理模块可以维护本虚拟节点中各本地服务节点的媒体服务资源，包括它们的ip地址和系统可以提供的服务类型等。
103.接入控制子系统中的资源分配模块用于当车辆的服务请求需要本虚拟节点中的服务器进行服务时，分配相应的服务器对其进行服务。
104.接入控制子系统中的算法模块可以为系统提供基本的接入控制算法。示例性的，
可以是基于pomdp的接入控制策略。算法模块的主要组成结构如下：
105.在本技术实施例中，算法模块可以中继模块进行交互，获得系统当前的观测信息，并根据用户行为统计，统计车辆行为的变化。然后，根据上述信息进行离线计算，这里，可以利用pomdp算法的实现。最后，结果存储在策略库中。此外，当系统发生了变化时，通知策略库进行更新。
106.策略库中可以存储有针对不同观测的策略，即预设接入规则，这些策略是由算法模块在获取当前系统资源情况以及车辆行为统计信息情况下根据pomdp单样本轨道仿真计算出来的。当用户请求接入时，查询相应观测的策略信息进行决策。
107.在接入控制系统中，根据获取的观测信息和车辆行为信息，pomdp算法进行仿真时，相关的系统参数如表1所示：
108.参数含义n系统虚拟节点个数，定义v
i
为第i个虚拟节点m系统资源种类数λ
im
在虚拟节点i处，第m种资源的请求到达率λ
ijm
'v
i
向v
j
关于第m种资源的请求到达率μ
ij
v
i
为v
j
的服务率u
ijm
v
i
处由v
j
发起的关于第m种资源的车辆数u
i
v
i
处可服务的车辆数上限
109.表1
110.其中，u
im
：v
i
处关于第m种资源服务的车辆数，
111.u
im
'：由v
i
发起的关于第m种资源服务的车辆数，
112.并且，需要验证的报酬函数为r(i,a,j)。
113.示例性的，如果当一个虚拟节点拒绝了车辆的服务请求，那么系统收支平衡，没有收益也没有损失。如果系统成功为车辆提供了本地接入的内容服务时，系统获得的平均报酬为6。而如果系统对于车辆请求采用的是异地接入的方式时，系统的资源有所浪费，最后的结果也难以判断，于是假设这种情况下系统的损失为3，如公式(1)所示：
[0114][0115]
其中，r(i,a,j)表示报酬函数，i，j表示虚拟节点，a表示条件类型。
[0116]
通过上述pomdp算法进行仿真，能够在一定程度上解决求解最优的问题，对系统的性能进行分析。接入控制子系统依据网络中的硬件资源和软件资源的分布情况，在基于pomdp算法的基础上，给出系统在不同观测下对用户请求的接入策略，并对车辆请求进行源服务节点分配，可以有效地提高系统反应效率，进而为车联网接入控制系统带来更高效和
更高质量的服务。
[0117]
在本技术实施例中，应用于该车联网的接入控制系统的接入控制的方法的接入控制流程，如图6所示，图6是本技术实施例提供的接入控制流程的示意图。其中，示出了用户，接入控制子系统以及其他接入控制子节点之间的交互流程。
[0118]
在本技术实施例中，首先，车辆调用接入控制子系统的用户接口，将服务请求信息交由接入控制子系统的用户接口进行处理。其次，用户接口收到车辆请求后，将请求交由中继模块，并等待中继模块返回是否接入的结果，如果接入，还需返回提供服务的节点列表。
[0119]
一方面，接入控制子系统中的中继模块依据预设算法获得接入结果后，若为本地接入，则调用接入控制子系统中的资源分配模块，由其返回提供服务的节点列表，中继模块将节点列表返回给用户接口。若中继模块给出的结果为异地接入，此时，可以调用接入控制子系统中的本地资源分配模块和虚拟节点管理模块，由虚拟节点管理模块决定向哪个外部虚拟节点请求服务。并由其他接入子控制系统返回服务资源信息节点。本地资源分配模块则提供由本地提供服务的服务节点列表，由中继模块返回给用户接口。
[0120]
一方面，若接入控制子系统中的算法模块给出的结论为拒绝接入，则将此通知返回给用户接口。
[0121]
最后，用户接口将接入控制结果和服务节点列表返回给请求服务的用户。用户根据接收到接入控制结果和服务节点列表后，请求结束开始服务。
[0122]
如果拒绝接入，则返回接入控制结果，并且服务节点列表为空，服务请求结束。
[0123]
综上所述，在本技术实施例中，该接入控制系统的结构可以分为两层：上层引入虚拟节点的概念，将地理位置相近的边缘服务器与一个接入控制子系统结合在一起，相当于一种传统的cdn网络结构。下层是虚拟节点内部的本地边缘服务器网络，类似p2p网络。基于此，可以将车辆发送的大量内容服务请求分散到每个接入控制子系统，由此，减轻整个车联网的接入控制系统的服务处理压力，可以提高车联网的接入控制系统的面对海量服务请求时的服务处理能力，进而能够提高车辆的内容访问效率和连接质量，优化用户服务体验。
[0124]
此外，该车联网的接入控制的方法，一方面，每个虚拟节点对应一个接入控制子系统，可以将车辆发送的大量内容服务请求分散到每个接入控制子系统，减轻整个车联网的接入控制系统的服务处理和数据传输的压力。另一方面，利用pomdp算法确定的预设接入规则，进行车辆服务接入控制的决策，可以提高对车辆的服务接入的控制的准确性，进而提升接入车辆提供的服务内容的准确性。
[0125]
基于上述实施例提供的接入控制的方法，相应地，本技术还提供了接入控制的设备的具体硬件结构说明。请参见以下实施例。
[0126]
图7是本技术实施例提供的接入控制的设备的硬件结构示意图。
[0127]
接入控制的设备可以包括处理器701以及存储有计算机程序指令的存储器702。
[0128]
具体地，上述处理器701可以包括中央处理器(cpu)，或者特定集成电路(application specific integrated circuit，asic)，或者可以被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路。
[0129]
存储器702可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器702可包括硬盘驱动器(hard disk drive，hdd)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(universal serial bus，usb)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合
适的情况下，存储器702可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器702可在综合网关容灾设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器702是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器702包括只读存储器(rom)。在合适的情况下，该rom可以是掩模编程的rom、可编程rom(prom)、可擦除prom(eprom)、电可擦除prom(eeprom)、电可改写rom(earom)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。
[0130]
处理器701通过读取并执行存储器702中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种接入控制的方法。
[0131]
在一个示例中，接入控制的设备还可包括通信接口703和总线710。其中，如图7所示，处理器701、存储器702、通信接口703通过总线710连接并完成相互间的通信。
[0132]
通信接口703，主要用于实现本技术实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。
[0133]
总线710包括硬件、软件或两者，将接入控制的设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(agp)或其他图形总线、增强工业标准架构(eisa)总线、前端总线(fsb)、超传输(ht)互连、工业标准架构(isa)总线、无限带宽互连、低引脚数(lpc)总线、存储器总线、微信道架构(mca)总线、外围组件互连(pci)总线、pci-express(pci-x)总线、串行高级技术附件(sata)总线、视频电子标准协会局部(vlb)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线710可包括一个或多个总线。尽管本技术实施例描述和示出了特定的总线，但本技术考虑任何合适的总线或互连。
[0134]
该接入控制的设备可以执行本技术实施例中的接入控制的方法，从而实现结合图3和图6描述的接入控制的方法。
[0135]
另外，结合上述实施例中的接入控制的方法，本技术实施例可提供一种计算机存储介质来实现。该计算机存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种接入控制的方法。
[0136]
需要明确的是，本技术并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本技术的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本技术的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
[0137]
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(asic)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本技术的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、rom、闪存、可擦除rom(erom)、软盘、cd-rom、光盘、硬盘、光纤介质、射频(rf)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
[0138]
还需要说明的是，本技术中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本技术不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
[0139]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本技术的保护范围之内。