一种针对边缘环境中具有状态的全联网物联网（IoT）应用程序的、动态且具备生命周期感知能力的灾难恢复框架

《IEEE Access》：A Dynamic Lifecycle-Aware Disaster Recovery Framework for Stateful IoT Applications in Edge Environments

　　

摘要：

物联网（IoT）系统越来越多地应用于远程和分布式环境中，实现了涵盖部署、配置、运行时、故障恢复和更新等多个生命周期阶段的边缘计算能力。为了提高可扩展性和适应性，这些系统通常会被分解为多个部分，但需要在基础设施、应用程序和设备之间进行集成协调。在灾难恢复场景中，保持这些层次之间的状态连续性至关重要，然而这仍然是一个挑战。现有的迁移技术往往会产生较高的开销，仅关注运行时的数据保护而忽略了生命周期的上下文，还会破坏系统的模块化结构，并且依赖于手动或一次性恢复操作。本文提出了一种基于GitOps的状态ful IoT系统恢复框架，该框架在声明式的生命周期模型下统一了基础设施、服务和设备管理。该框架通过具有生命周期意识的编排自动化状态迁移过程，同时保留配置版本、拓扑结构和编排语义，并抽象出基础设施的异构性。此外，它引入了设备绑定感知的恢复机制，将设备与系统之间的物理连接视为可以一致恢复的一类声明式资源。我们在多种IoT工作负载和边缘平台上实现了该框架，并对其进行了评估，与传统迁移和故障转移解决方案相比，在恢复时间、状态一致性和管理开销方面取得了显著改进。