專利名稱：分布式動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)的管理結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明針對自組織網(wǎng)絡(luò)無控制中心、完全分散式體系結(jié)構(gòu)、動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等特點， 尤其是拓?fù)浣?jīng)常發(fā)生變化、帶寬很窄、能源和內(nèi)存非常受限的移動自組織網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)沒有中央控制實體，節(jié)點之間可以直接共享資源和服務(wù)，具有完全的 自主性和平等的地位，使得自組織網(wǎng)絡(luò)具有靈活、無中心、自組織、可擴(kuò)展性強(qiáng)、負(fù)載平衡 和很好的抗毀性等特點，在文件共享、內(nèi)容分發(fā)、協(xié)同計算和即時通信等方面以及軍事、傳 感器網(wǎng)絡(luò)、緊急場合、動態(tài)臨時場合和商業(yè)上都有廣泛的應(yīng)用。自組織網(wǎng)絡(luò)將會是目前和未 來網(wǎng)絡(luò)的主要形式，起著重要的作用。但隨著自組織網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展和成功應(yīng)用，人們提出了更高的服務(wù)要求，如從純數(shù)據(jù)傳 輸、純語音傳輸以及有某種限制的視頻傳輸，到語音、數(shù)據(jù)、圖像的綜合傳輸，這就要求網(wǎng) 絡(luò)具有一定的QoS (Quality of Service,服務(wù)質(zhì)量)保證能力。對于無控制中心、完全分 散式體系結(jié)構(gòu)、動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自組織網(wǎng)絡(luò)，尤其是拓?fù)浣?jīng)常發(fā)生變化，帶寬很窄， 能源和內(nèi)存非常受限的移動自組織網(wǎng)絡(luò)而言,；網(wǎng)絡(luò)管理、QoS保障、安全以及實時應(yīng)用等方 面的難度較大。傳統(tǒng)的集中式網(wǎng)絡(luò)管理因單點失效、可擴(kuò)展性差等缺點不能勝任復(fù)雜動態(tài)網(wǎng) 絡(luò)的管理要求，而目前的分布式網(wǎng)絡(luò)管理模型，如直接數(shù)據(jù)連接和DC0M (distributed component object model,分布式組件對象模式)方式，數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序分布在多個節(jié)點， 網(wǎng)絡(luò)被分割成多個管理域，因此與網(wǎng)絡(luò)管理相關(guān)的數(shù)據(jù)的確定、采集以及報告變得相當(dāng)困難。 本專利提出了新型的適用于動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)的管理體系的通信機(jī)制，可解決直接數(shù)據(jù)連接和 DCOM方式所不能很好解決的分布式網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)中的分布式數(shù)據(jù)共享問題。發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提出分布式動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)的管理方法，維護(hù)由DNA(分布式 網(wǎng)管代理)組成的對等管理網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)各管理節(jié)點之間的有效管理信息交互和共享。技術(shù)方案傳統(tǒng)的適合靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)因其可擴(kuò)展性、靈活性、可維護(hù)性 和可靠性等性能差而存在很多局限性，本發(fā)明提出新型的適用于動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)的管理體系， 主要是該分布式管理體系的通信模塊的設(shè)計，以實現(xiàn)有效的自組織網(wǎng)絡(luò)管理。分布式動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)的管理結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器、分布式網(wǎng)絡(luò)代理-DNA和被管設(shè)備 組成，構(gòu)建基于點對點的DNA管理網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和通信機(jī)制；DNA是基于自組織的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測、管 理和控制系統(tǒng)的基本單元，負(fù)責(zé)在其管理群內(nèi)管理、監(jiān)測和收集被管設(shè)備與自身節(jié)點的管理 信息；同時，DNA之間以對等方式建立基于點對點的DNA管理網(wǎng)絡(luò)，基于分布式哈希表進(jìn)行 査詢與通信，在數(shù)據(jù)庫級別上共享網(wǎng)絡(luò)管理信息，信息傳輸采用通用的可擴(kuò)展標(biāo)記語言格式; DNA定時向網(wǎng)管服務(wù)器發(fā)送所需的網(wǎng)絡(luò)管理信息，或者當(dāng)網(wǎng)管服務(wù)器向DNA發(fā)送請求時，該 DNA傳遞相關(guān)的管理信息庫的統(tǒng)計信息到網(wǎng)管服務(wù)器。構(gòu)建基于點對點的DNA管理網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和通信機(jī)制如下 DNA的選取與更替1) 根據(jù)統(tǒng)一的效用函數(shù)值選擇DNA，效用函數(shù)由影響因素CPU利用率、可獲帶寬、可用內(nèi) 存、磁盤空間大小、當(dāng)前進(jìn)程數(shù)和在線時長組成；2) 根據(jù)DM處理能力、査詢總時延、DM管理功能的計算復(fù)雜度以及資源耗費情況，確定每 個DNA所能處理的被管節(jié)點數(shù)和在線DNA的數(shù)量；3) 采用備用DNA機(jī)制，備用DNA的選擇標(biāo)準(zhǔn)與DNA同，備用DNA數(shù)量由網(wǎng)絡(luò)動態(tài)確定，選為 備用DNA的節(jié)點復(fù)制備份當(dāng)前DNA管理信息，在DNA下線或失效時，升級為DNA,實現(xiàn)平滑 切換；4) DNA的更替節(jié)點登錄時根據(jù)本身的性能確定網(wǎng)絡(luò)中的角色，性能較好的節(jié)點作為DNA身 份加入網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)現(xiàn)存DNA失效時，若在線DNA數(shù)與規(guī)定DNA數(shù)之差小于某個閥值，備用DNA 就升級為DNA;若在線DNA數(shù)與規(guī)定DNA數(shù)之差大于某個閥值且本群的節(jié)點數(shù)小于所要求的 最小節(jié)點數(shù)閥值，則把該群的節(jié)點遷移到其他群；節(jié)點注冊、登錄、加入、退出與維護(hù)1) 節(jié)點包括一般節(jié)點Peer和DNA，初始時都以普通節(jié)點的身份向服務(wù)器注冊，服務(wù)器分發(fā) 網(wǎng)管代理軟件，以及加入管理網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議和軟件，2) 節(jié)點登錄時，網(wǎng)管服務(wù)器根據(jù)獲得的各節(jié)點的性能參數(shù)以及歷史在線時長，計算并更新效 用函數(shù)值，并根據(jù)其效用值和在線的DNA數(shù)量確定節(jié)點的身份，3) —般節(jié)點選擇地理位置近的DNA加入，DNA節(jié)點加入對等管理網(wǎng)絡(luò)，并開啟管理功能，行 使DNA的職責(zé)，4) 一般節(jié)點退出只更新存儲在其DNA節(jié)點中的節(jié)點和資源信息，DNA的退出則需執(zhí)行備用DNA 的切換或者屬下一般節(jié)點向其它DNA遷移，異常失效由定期探測感知，5) 采用結(jié)構(gòu)化的分布式哈希表維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性與一致性。 1 分布式網(wǎng)絡(luò)管理通信模型基于自組織的分布式網(wǎng)絡(luò)管理通信模型主要由三部分組成網(wǎng)管服務(wù)器、分布式網(wǎng)絡(luò)代理(DNA)和被管設(shè)備。DNA是基于自組織的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測、管理和控制系統(tǒng)的基本單元，負(fù)責(zé)在 其管理群內(nèi)管理、監(jiān)測和收集有關(guān)節(jié)點的管理信息，實現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)管理。DNA之間以對等 方式形成點對點管理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，在數(shù)據(jù)庫級別上共享網(wǎng)管信息，信息傳輸采用通用的可 擴(kuò)展標(biāo)記語言格式。DNA可定時向網(wǎng)管服務(wù)器發(fā)送所需的網(wǎng)絡(luò)管理信息，或者當(dāng)網(wǎng)管服務(wù)器 向DNA發(fā)送請求時，該DNA傳遞相關(guān)的MIB (Management Information Base管理信息庫)的 統(tǒng)計信息到網(wǎng)管服務(wù)器。這樣可減輕網(wǎng)管服務(wù)器的處理負(fù)荷，也減少了管理信息通信量，此 外，即使網(wǎng)管服務(wù)器臨時失效，也不影響DM的管理，只是延緩了相互之間的通信。用戶還 可通過圖形化用戶接口進(jìn)行配置管理功能模塊，提高用戶可感知的服務(wù)質(zhì)量。 1.1網(wǎng)管服務(wù)器功能網(wǎng)管服務(wù)器主要執(zhí)行如下功能 節(jié)點登錄服務(wù)當(dāng)節(jié)點登錄時，網(wǎng)管服務(wù)器獲取各節(jié)點性能參數(shù)，計算反映節(jié)點性能 的效用函數(shù)值。
DNA管理制定DNA選擇策略，確定DNA所占比例，即DNA節(jié)點數(shù)與所有節(jié)點數(shù)之比， 維護(hù)當(dāng)前在線的DNA列表。
通告管理:維護(hù)網(wǎng)管代理軟件和管理通信模塊的版本更新，并負(fù)責(zé)分發(fā)網(wǎng)管代理軟件。
管理信息處理定期接收或通過請求獲取DNA過濾的相關(guān)管理信息，維護(hù)管理信息數(shù) 據(jù)庫，提供整體管理的依據(jù)。
通信功能實現(xiàn)消息解析及生成，即制定各消息標(biāo)識位識別、處理和封包的協(xié)議。 1.2分布式網(wǎng)絡(luò)代理(DNA)的選取與更替DNA構(gòu)成的對等管理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模確定需投放的DNA數(shù)量以及每個DNA所管理 的節(jié)點數(shù)，以獲得最優(yōu)的査詢性能以及實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可靠性與可恢復(fù)性。確定DNA節(jié)點選擇的主要影響因素，如CPU利用率、可獲帶寬、可用內(nèi)存和在線時長等， 制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，選擇性能穩(wěn)定、處理能力強(qiáng)的節(jié)點作為DNA，并且制定DNA的更替方案。為 防止網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化所造成的影響，采用備用DNA的機(jī)制，并確定備用DNA的數(shù)量以實現(xiàn)當(dāng) 前DNA失效時的平滑切換，保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。 1.3節(jié)點注冊、加入與退出各被管節(jié)點(包括一般節(jié)點Peer和DNA)初始時都以普通節(jié)點的身份向服務(wù)器注冊， 服務(wù)器分發(fā)網(wǎng)管代理軟件，以及相應(yīng)的節(jié)點加入管理網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議和軟件。服務(wù)器記錄IP地址、 用戶名和密碼，維護(hù)一張節(jié)點信息表。節(jié)點登陸時聯(lián)系服務(wù)器所在地址，若不成功，則聯(lián)系 前次成功登陸時保存的DNA列表，若能登陸到其中一個DNA,則由該DNA轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)包代為登 錄到服務(wù)器。節(jié)點登錄后，更新最新版本，確定節(jié)點角色(DNA或 一般節(jié)點peer )，開啟 相應(yīng)的功能。一般節(jié)點退出時更新資源信息，DNA退出與更替時將啟動備用DNA,并告知服務(wù) 器、群內(nèi)節(jié)點以及DNA管理網(wǎng)絡(luò)。有益效果:基于DHT的分布式DNA管理網(wǎng)絡(luò)通信模型實現(xiàn)了以地理位置感知的節(jié)點的登錄、 加入管理網(wǎng)絡(luò)、退出，DNA的選擇、備用和更替，以及網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)功能的設(shè)計。其中DNA負(fù) 責(zé)在其管理群內(nèi)管理、監(jiān)測和收集有關(guān)節(jié)點的管理信息，實現(xiàn)各管理群DNA之間的通信、索引 和轉(zhuǎn)發(fā)，維護(hù)一個本地的數(shù)據(jù)庫，供DNA間共享管理信息，并與網(wǎng)管服務(wù)器交互。分布在網(wǎng)絡(luò) 中的DNA組成一個自組織網(wǎng)絡(luò)，通過設(shè)計和制定相應(yīng)的通信協(xié)議，實現(xiàn)DNA之間的有效通信， 而MIB數(shù)據(jù)的共享類似于文件的共享，可以很好地發(fā)揮自組織網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)協(xié)議的技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行 數(shù)據(jù)共享。
圖1是基于DHT的DNA網(wǎng)絡(luò)管理通信模型。圖2是節(jié)點登錄過程圖。圖3是節(jié)點加入管理網(wǎng)絡(luò)過程圖。圖4是DNA節(jié)點退出與更新過程圖。
具體實施方式
1 分布式網(wǎng)絡(luò)管理通信模型的建立基于自組織的分布式網(wǎng)絡(luò)管理通信模型主要由三部分組成網(wǎng)管服務(wù)器、分布式網(wǎng)絡(luò)代 理(DNA)和被管設(shè)備。DNA是基于自組織的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測、管理和控制系統(tǒng)的基本單元，負(fù)責(zé)在 其管理群內(nèi)管理、監(jiān)測和收集有關(guān)節(jié)點的管理信息，實現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)管理。DNA之間以P2P (peer-to-peer對等)方式形成管理網(wǎng)絡(luò)(見圖1 ),按研究制定的通信機(jī)制進(jìn)行通信，在5管信息。為了實現(xiàn)信息的共享，規(guī)定了信息傳輸?shù)母袷?，即XML (Extensive Makeup Language)文件格式。另外DNA可定時向網(wǎng)管服務(wù)器發(fā)送所需的網(wǎng)絡(luò)管 理信息，或者當(dāng)網(wǎng)管服務(wù)器向DNA發(fā)送請求時，該DNA傳遞相關(guān)的MIB (Management Information Base管理信息庫)的統(tǒng)計信息到網(wǎng)管服務(wù)器。 2基于點對點(P2P)的DNA管理網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和通信機(jī)制P2P網(wǎng)絡(luò)一般分為平坦的完全分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和分級的混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，后者是把網(wǎng)絡(luò)按 某種規(guī)則分成群，通常選舉群里處理能力強(qiáng)的節(jié)點為超級節(jié)點.形成兩級的體系結(jié)構(gòu)。基于 DHT的分布式管理網(wǎng)絡(luò)中的DNA即為P2P混合結(jié)構(gòu)中的超級節(jié)點，相對于平坦的全分布式P2P 網(wǎng)絡(luò)，有利于網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展，并能減少各DNA之間的査找定位跳數(shù)和通信過程中發(fā)送的査詢消 息數(shù)量以及DNA網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的通信量。本系統(tǒng)的DNA網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制如下 2.1網(wǎng)管服務(wù)器功能網(wǎng)管服務(wù)器主要執(zhí)行如下功能- 節(jié)點登錄服務(wù)當(dāng)節(jié)點登錄時，網(wǎng)管服務(wù)器獲取各節(jié)點性能參數(shù)，計算出反映節(jié)點性能的效用函數(shù)值U。根據(jù)U值排名和網(wǎng)絡(luò)中的DNA數(shù)量確定該節(jié)點以DNA或一般節(jié)點 (Peer)身份加入網(wǎng)絡(luò)，并且提供在線DNA列表。另外，節(jié)點登錄模塊需維護(hù)節(jié)點效用 函數(shù)表，統(tǒng)計節(jié)點數(shù)以及當(dāng)前DNA數(shù)。
DNA管理制定DNA選擇策略，確定DNA所占比例，即DNA節(jié)點數(shù)與所有節(jié)點數(shù)之比， 維護(hù)當(dāng)IIT在線的DM列表(由于DNA與服務(wù)器間有管理信息的往來,可捎帶更新信息， 無需另外發(fā)送探測信息)。
通告管理維護(hù)網(wǎng)管代理軟件和管理通信模塊的版本更新，并在節(jié)點(包括一般節(jié)點 Peer和DNA)向網(wǎng)管服務(wù)器注冊時，負(fù)責(zé)分發(fā)網(wǎng)管代理軟件。' 管理信息處理定期接收或通過請求獲取DNA過濾的相關(guān)管理信息，維護(hù)管理信息數(shù) 據(jù)庫，這些信息可由用戶圖形界面輸出，提供整體管理的依據(jù)。
通信功能實現(xiàn)消息解析及生成，即制定各消息標(biāo)識位識別、處理和封包的協(xié)議。節(jié) 點登錄與DNA管理采用觸發(fā)與更新機(jī)制，而管理信息的獲得采用定期輪詢、請求觸發(fā) 等方式。網(wǎng)管服務(wù)器與DNA之間是C/S (客戶機(jī)/服務(wù)器)模式。2.2 DNA的選取與更替(1) DNA選擇的效用函數(shù)DNA節(jié)點必須擁有公網(wǎng)地址,選擇的影響因素主要有,這些影響因素形成一個效用函數(shù)" 其中/為各影響因素，《為各影響因素的權(quán)重，各影響因素可由系統(tǒng)測試得到，而 各影'響因素的權(quán)重可按實際情況調(diào)節(jié)，形成適用的效用函數(shù)。(2) DNA數(shù)量的確定根據(jù)登錄和退出的響應(yīng)，服務(wù)器可獲得整個網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)，由既定的比例(根據(jù)DNA處 理能力、DNA管理功能的計算復(fù)雜度以及資源耗費情況，確定每個DNA所能處理的被管節(jié)點 數(shù))和所需管理的總節(jié)點數(shù)可獲得大概要投放的DNA數(shù)，或者根據(jù)査詢時間和査詢流量來確 定DNA占總節(jié)點數(shù)的比例。(3) DNA的備用每個節(jié)點登錄時獲得的"值將攜帶到所加入的群中，并插入到該群的DNA的效用函數(shù)值 "排序表中，每個管理群可根據(jù)t/值，確定2 3個備用DNA管理節(jié)點(簡稱備用DNA)，并把相關(guān)的DNA信息復(fù)制到備用DNA中。DNA與節(jié)點(包括備用DNA)之間定期發(fā)送探測信息， 以確定節(jié)點是否在線。當(dāng)備用DNA在一定時長內(nèi)，沒有收到DNA任何探測信息，則發(fā)送探測 信號加以確認(rèn)，若DNA無回應(yīng)，則確認(rèn)其已下線，自行升級為DNA,同時通知服務(wù)器和下屬 被管節(jié)點。若DNA正常離開，則會通知其中性能較好的備用DNA升級為DNA，代替DNA的職責(zé)。(4) DNA的更替 節(jié)點登錄時，網(wǎng)管服務(wù)器根據(jù)獲得的各節(jié)點的性能參數(shù)以及歷史在線時長，計算并更 新效用函數(shù)值tt并插入到它所維護(hù)的效用函數(shù)值表中。若在線DNA數(shù)小于規(guī)定的DM 數(shù)M并且該節(jié)點"值排在效用函數(shù)值表中前yH立，則該節(jié)點被選為DM節(jié)點，下載 DNA功能模塊，并加入DNA管理網(wǎng)絡(luò)。否則，根據(jù)網(wǎng)管服務(wù)器返回的DNA列表探測DNA, 若連接多個DNA失敗或者RTT超過門限值，則該節(jié)點自選為DNA，形成新的管理群。 若在RTT門限值之內(nèi)，有DNA響應(yīng)探測，則該節(jié)點以普通節(jié)點身份加入到其中RTT 最小的DNA。
當(dāng)一個現(xiàn)存DNA失效時，若在線DNA數(shù)與規(guī)定DNA數(shù)之差小于某個閥值，原本備用的 DNA就升級為DNA;若在線DNA數(shù)與規(guī)定DNA數(shù)之差大于某個閥值且本群的節(jié)點數(shù)小 于所要求的最小節(jié)點數(shù)閥值，則把該群的節(jié)點遷移到其他群。2.3節(jié)點注冊節(jié)點(包括一般節(jié)點Peer和DNA)初始時都以普通節(jié)點的身份向服務(wù)器注冊，服務(wù)器 分發(fā)網(wǎng)管代理軟件，以及相應(yīng)的節(jié)點加入管理網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議和軟件。服務(wù)器記錄IP地址、用戶 名和密碼，維護(hù)一張節(jié)點信息表Peer jnfo。(在以后的運行中，增加平均在線時長字段，由 登錄次數(shù)和總在線時長確定) 2.4節(jié)點登陸(見圖2)節(jié)點登陸時聯(lián)系服務(wù)器所在地址，若三次登陸不成功，如網(wǎng)絡(luò)擁塞，則聯(lián)系上次成功登 陸時保存的RTT〈T1(T1為設(shè)定的門限值)返回的DNA列表，若能登陸到其中一個DNA，貝抽 該DNA轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)包代為登錄到服務(wù)器，并返回相應(yīng)的通告和U效用函數(shù)。 2.5節(jié)點加入管理網(wǎng)絡(luò)(見圖3)節(jié)點登錄后，節(jié)點會發(fā)送本機(jī)的性能參數(shù)與軟件版本號到服務(wù)器，網(wǎng)管服務(wù)器會比較 節(jié)點的軟件版本和服務(wù)器中維護(hù)的最新版本，若不一致則下載更新到節(jié)點。同時根據(jù)獲得的 各節(jié)點的性能參數(shù)以及歷史在線時長，計算并更新效用函數(shù)值"并插入到它所維護(hù)的效用 函數(shù)值表中。若在線DNA數(shù)小于規(guī)定的DNA數(shù)W即N。 <N,并且該節(jié)點"值排在效用函數(shù)值 表中前#位，說明管理網(wǎng)絡(luò)中DNA節(jié)點數(shù)不足，而且該節(jié)點具備擔(dān)任DNA的良好性能，所以 該節(jié)點被選為DNA節(jié)點，下載DNA功能模塊，并加入DNA管理網(wǎng)絡(luò)。否則，根據(jù)網(wǎng)管服務(wù)器返回的DNA列表批量探測DNA,若連接多個DNA失敗或者RTT超 過門限值T1 (說明該節(jié)點與這些DNA之間距離較遠(yuǎn))，則該節(jié)點自選為DNA，形成新的管理 群，并通告網(wǎng)管服務(wù)器。若在RTT門限值之內(nèi)，有DNA響應(yīng)探測并同意接收(根據(jù)設(shè)定的DNA 比例，可知每個DNA的處理的被管設(shè)備數(shù)，或由DNA的處理能力決定是否接收申請)，則該節(jié) 點以普通節(jié)點身份加入到其中RTT (round trip time,往返時延)最小的DNA。這里Tl的選 擇是關(guān)鍵，Tl較小，節(jié)點由于找不到合適的群而創(chuàng)建新群，使群數(shù)量增加，這樣當(dāng)各DNA退 出時，由于DNA數(shù)過多而容易造成過多群的合并，帶來很多維護(hù)工作量而T1選得過使得群內(nèi)的各節(jié)點與DNA在地理位置上較遠(yuǎn)，不利于快速傳遞消息，節(jié)點脫離該群的信號覆 蓋的可能性也較大。新加入群的Peer向DNA提供從服務(wù)器獲得的U值，插入到DNA的各peer的U值排序 表中，用于物色合適的備用DNA節(jié)點。同時提交IP和資源列表信息。而DNA除了更新維護(hù)的 U表和資源索引表外，還要記錄該節(jié)點的加入時間，以登記其在線時長。在DNA定期向服務(wù) 器發(fā)送管理信息時，也發(fā)送相關(guān)的peer在線時長，并告知server該peer (或一批peer)已 退出，從在線節(jié)點列表中刪除，并更新該節(jié)點登錄總時長。 2.6 DNA退出與更替(圖4 )當(dāng)DNA退出或被檢測到異常失效時，若在線DNA數(shù)N。。與設(shè)定DNA數(shù)之差超出某個閥值 T mi ,并且群內(nèi)peer數(shù)小于某個閥值，說明在線DNA數(shù)量過多，而本群成員又少，則遣散本 群，可由相近的一個或多個群接收，或各自重新探測DNA進(jìn)行加入。同時更新服務(wù)器和DNA 網(wǎng)絡(luò)中的相應(yīng)表項。否則將啟動備用DNA (由于DNA定期向備用DNA備份相關(guān)信息，可直接啟用)，通知服 務(wù)器、群內(nèi)節(jié)點，以及DNA管理網(wǎng)絡(luò)，由基于DHT的P2P結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)維護(hù)機(jī)制進(jìn)行管理網(wǎng)絡(luò) 的維護(hù)。2. 7 —般節(jié)點Peer的退出由于DNA —直在定期發(fā)探測包到各peer,當(dāng)DNA探測沒有收到Peer的回應(yīng)，(以k*RTT 內(nèi)沒回應(yīng)為限)則認(rèn)為該peer已退出，更改索引列表中的表項，更新群內(nèi)節(jié)點數(shù)，并記錄節(jié) 點該次的生命周期，同時更新備用DNA。當(dāng)然peer正常下線時，可發(fā)包通知DNA，以更新DNA, 并當(dāng)DNA定期訪問server時，更新peer在服務(wù)器中的相關(guān)記錄。 2. 8 DNA網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)采用結(jié)構(gòu)化的DHT模式，采用成熟的Chord或者Kad網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)方法，維護(hù)DHT網(wǎng)絡(luò) 的穩(wěn)定性與可靠性。DNA網(wǎng)絡(luò)形成的初始階段，由于各DNA的性能參差不齊，DHT網(wǎng)絡(luò)比較動蕩，但當(dāng)網(wǎng)絡(luò) 相對進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時，由于選舉出來的DNA具有相對較好的性能，所以DNA網(wǎng)絡(luò)也比較穩(wěn)定可靠。 替代的方法是采用哈希群ID而不是哈希DNA的IP地址，DNA節(jié)點數(shù)保持相對穩(wěn)定時，網(wǎng)絡(luò) 維護(hù)的工作量相對很小，因為只是DNA的替換，對于DHT網(wǎng)絡(luò)來說沒有更新。8
權(quán)利要求
1. 一種分布式動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)的管理結(jié)構(gòu)，其特征在于該管理結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器、分布式網(wǎng)絡(luò)代理-DNA和被管設(shè)備組成，構(gòu)建基于點對點的DNA管理網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和通信機(jī)制；DNA是基于自組織的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測、管理和控制系統(tǒng)的基本單元，負(fù)責(zé)在其管理群內(nèi)管理、監(jiān)測和收集被管設(shè)備與自身節(jié)點的管理信息；同時，DNA之間以對等方式建立基于點對點的DNA管理網(wǎng)絡(luò)，通過基于點對點的DNA管理網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和通信機(jī)制實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理信息的通信與共享，信息傳輸采用通用的可擴(kuò)展標(biāo)記語言格式；DNA定時向網(wǎng)管服務(wù)器發(fā)送所需的網(wǎng)絡(luò)管理信息，或者當(dāng)網(wǎng)管服務(wù)器向DNA發(fā)送請求時，該DNA傳遞相關(guān)的管理信息庫的統(tǒng)計信息到網(wǎng)管服務(wù)器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)的管理結(jié)構(gòu)，其特征在于構(gòu)建基于點對點的DNA管理網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和通信機(jī)制如下DNA的選取與更替1) 根據(jù)統(tǒng)一的效用函數(shù)值選擇DNA,效用函數(shù)由影響因素CPU利用率、可獲帶寬、可用內(nèi)存、磁盤空間大小、當(dāng)前進(jìn)程數(shù)和在線時長組成；2) 根據(jù)DNA處理能力、査詢總時延、DNA管理功能的計算復(fù)雜度以及資源耗費情況，確定每個DNA所能處理的被管節(jié)點數(shù)和在線DNA的數(shù)量；3) 采用備用DNA機(jī)制，備用DNA的選擇標(biāo)準(zhǔn)與DNA同，備用DNA數(shù)量由網(wǎng)絡(luò)動態(tài)確定，選為備用DNA的節(jié)點復(fù)制備份當(dāng)前DNA管理信息，在DNA下線或失效時，升級為DNA，實現(xiàn)平滑切換；4) DNA的更替節(jié)點登錄時根據(jù)本身的性能確定網(wǎng)絡(luò)中的角色，性能較好的節(jié)點作為DNA身份加入網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)現(xiàn)存DNA失效時，若在線DNA數(shù)與規(guī)定DNA數(shù)之差小于某個閥值，備用DNA就升級為DNA;若在線DNA數(shù)與規(guī)定DNA數(shù)之差大于某個閥值且本群的節(jié)點數(shù)小于所要求的最小節(jié)點數(shù)閥值，則把該群的節(jié)點遷移到其他群；節(jié)點注冊、登錄、加入、退出與維護(hù)1) 節(jié)點包括一般節(jié)點Peer和DNA，初始時都以普通節(jié)點的身份向服務(wù)器注冊，服務(wù)器分發(fā)網(wǎng)管代理軟件，以及加入管理網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議和軟件，2) 節(jié)點登錄時，網(wǎng)管服務(wù)器根據(jù)獲得的各節(jié)點的性能參數(shù)以及歷史在線時長，計算并更新效用函數(shù)值，并根據(jù)其效用值和在線的DNA數(shù)量確定節(jié)點的身份，3) —般節(jié)點選擇地理位置近的DNA加入，咖A節(jié)點加入對等管理網(wǎng)絡(luò)，并開啟管理功能，行使DNA的職責(zé)，4) 一般節(jié)點退出只更新存儲在其DNA節(jié)點中的節(jié)點和資源信息，DNA的退出則需執(zhí)行備用DNA的切換或者屬下一般節(jié)點向其它DNA遷移，異常失效由定期探測感知，5) 采用結(jié)構(gòu)化的分布式哈希表維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性與一致性。
全文摘要
分布式動態(tài)自組織網(wǎng)絡(luò)的管理結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器、分布式網(wǎng)絡(luò)代理-DNA和被管設(shè)備組成，構(gòu)建基于點對點的DNA管理網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和通信機(jī)制；DNA是基于自組織的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測、管理和控制系統(tǒng)的基本單元，負(fù)責(zé)在其管理群內(nèi)管理、監(jiān)測和收集被管設(shè)備與自身節(jié)點的管理信息；同時，DNA之間以對等方式建立基于點對點的DNA管理網(wǎng)絡(luò)，基于分布式哈希表進(jìn)行查詢與通信，在數(shù)據(jù)庫級別上共享網(wǎng)絡(luò)管理信息，信息傳輸采用通用的可擴(kuò)展標(biāo)記語言格式；DNA定時向網(wǎng)管服務(wù)器發(fā)送所需的網(wǎng)絡(luò)管理信息，或者當(dāng)網(wǎng)管服務(wù)器向DNA發(fā)送請求時，該DNA傳遞相關(guān)的管理信息庫的統(tǒng)計信息到網(wǎng)管服務(wù)器。
文檔編號H04L29/08GK101521596SQ200910026200
公開日2009年9月2日 申請日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者嚴(yán)軍榮, 馮慧斌, 孫雁飛, 張載龍, 張順頤, 君 李 申請人:南京郵電大學(xué)