專利名稱：動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)處于高度不穩(wěn)定的狀態(tài)下，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)快速變化以及節(jié)點(diǎn)、鏈路頻繁失效的狀態(tài)下，為網(wǎng)絡(luò)提供持續(xù)的、高質(zhì)量的服務(wù)組合的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的廣泛普及為人類的生活方式帶來了重大變革，并開辟出基于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)科學(xué)這一嶄新的研究領(lǐng)域。相比之下，服務(wù)科學(xué)中更為核心的服務(wù)組合技術(shù)因其學(xué)科交叉性強(qiáng)等特點(diǎn)未得到深入研究，并成為了阻礙動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下服務(wù)科學(xué)發(fā)展的瓶頸。不同與傳統(tǒng)靜態(tài)有線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)中任何節(jié)點(diǎn)和鏈路均存在較高的失效概率，這決定了基于靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)科學(xué)的研究成 果無法直接應(yīng)用到動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)中。目前已有部分研究取得了初步成果，MDSCR方法針對(duì)鏈路中斷，結(jié)合跨層次路由技術(shù)實(shí)現(xiàn)了服務(wù)組合中斷最小化。DMBSRS方法面向服務(wù)提供者設(shè)計(jì)了相應(yīng)的服務(wù)組合重建方法。然而，目前研究中提出的方法均是反應(yīng)式的重建算法，在服務(wù)執(zhí)行環(huán)節(jié)遭到破壞后進(jìn)行回滾并重建服務(wù)，服務(wù)組合重建速度很低。因此需要一種動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法，能夠針對(duì)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的可測(cè)量性，利用先驗(yàn)式的服務(wù)組合預(yù)測(cè)機(jī)制避免服務(wù)的中斷，從根本上優(yōu)化動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法，克服了上述服務(wù)組合重建速度很低的不足，解決了由動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境所造成的服務(wù)組合失效問題；能夠在快速、準(zhǔn)確識(shí)別服務(wù)組合中斷原因的前提下，快速選取最優(yōu)方法對(duì)服務(wù)組合進(jìn)行重建。為了達(dá)到上述設(shè)計(jì)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法，是在服務(wù)組合執(zhí)行階段，結(jié)合代價(jià)函數(shù)族，通過小流量偽服務(wù)流的形式由客戶節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)跟蹤次優(yōu)路徑，并在服務(wù)中斷探測(cè)方法確定服務(wù)失效原因基礎(chǔ)上，由跨層次決策算法決定在底層網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行路由修復(fù)，或/并在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行服務(wù)替換。其具體過程為以最快的速度探測(cè)并識(shí)別服務(wù)組合中斷的原因，機(jī)制底層由IEEE802. IlACK幀模塊探測(cè)鏈路中斷模塊，路由層由握手機(jī)制模塊探測(cè)路由中斷模塊，服務(wù)層由節(jié)點(diǎn)時(shí)效模塊來探測(cè)服務(wù)中斷模塊；將服務(wù)組合重建分為兩個(gè)層次，在服務(wù)組合失效的情況下，由跨層次服務(wù)組合重建模塊決定在底層網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行路由修復(fù)，或/并在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行服務(wù)替換。本發(fā)明所述的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法的有益效果是反應(yīng)速度快避免了在服務(wù)組合中斷后重新進(jìn)行路由發(fā)現(xiàn)和服務(wù)發(fā)現(xiàn)，而是直接調(diào)用客戶節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫中的實(shí)時(shí)記錄信息，保證了修復(fù)的速度。算法完全分布無需中心節(jié)點(diǎn)控制以及服務(wù)節(jié)點(diǎn)注冊(cè)機(jī)制，算法部署在客戶節(jié)點(diǎn)上，因此是完全分布式算法。網(wǎng)絡(luò)開銷小采取小流量偽服務(wù)流的形式記錄次優(yōu)路徑信息所產(chǎn)生的冗余網(wǎng)絡(luò)流量可以保持在極低的水平，不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體服務(wù)能力產(chǎn)生影響。服務(wù)執(zhí)行路徑最優(yōu)實(shí)時(shí)的跟蹤次優(yōu)路徑可以保證在服務(wù)組合中斷時(shí)所選取的重建路徑為上一時(shí)刻的最佳服務(wù)路徑，因此重建路徑的質(zhì)量可以得到保障。


圖I為本發(fā)明動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對(duì)本發(fā)明提供進(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。本發(fā)明實(shí)施例所述的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法，是在服務(wù)組合執(zhí)行階段，結(jié)合代價(jià)函數(shù)族，通過小流量偽服務(wù)流的形式由客戶節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)跟蹤次優(yōu)路徑，并在服務(wù)中斷探測(cè)方法確定服務(wù)失效原因基礎(chǔ)上，由跨層次決策算法決定在底層網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行路由修復(fù)，或/并在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行服務(wù)替換。其具體過程為以最快的速度探測(cè)并識(shí)別服務(wù)組合中斷的原因，機(jī)制底層由IEEE802. IlACK幀模塊探測(cè)鏈路中斷模塊，路由層由路由協(xié)議中握手機(jī)制模塊探測(cè)路由中斷模塊，服務(wù)層由節(jié)點(diǎn)時(shí)效模塊來探測(cè)服務(wù)中斷模塊。將服務(wù)組合重建分為兩個(gè)層次，網(wǎng)絡(luò)層重建模塊和服務(wù)層重建模塊。在服務(wù)組合失效的情況下，由跨層次服務(wù)組合重建模塊決定在底層網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行路由修復(fù)，或/并在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行服務(wù)替換。路由層重建模塊網(wǎng)絡(luò)開銷較小，但無法處理服務(wù)節(jié)點(diǎn)失效的情況，且重建鏈路穩(wěn)定性較差；服務(wù)層重建模塊網(wǎng)絡(luò)開銷較大，且服務(wù)中斷時(shí)間長，但新建組合具有較好的穩(wěn)定性。如圖I所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法，包括鏈路層11、路由層12、網(wǎng)絡(luò)層13和跨層次服務(wù)組合重建模塊10，所述鏈路層11、路由層12、網(wǎng)絡(luò)層13自下向上依次設(shè)置，跨層次服務(wù)組合重建模塊10設(shè)置在路由層12、網(wǎng)絡(luò)層13之間，所述鏈路層11中設(shè)有鏈路中斷探測(cè)模塊1，路由層12中設(shè)有路由中斷探測(cè)模塊2，網(wǎng)絡(luò)層13中設(shè)有服務(wù)中斷探測(cè)模塊3，鏈路中斷探測(cè)模塊I輸入連接到路由中斷探測(cè)模塊2，路由中斷探測(cè)模塊2輸入連接到服務(wù)中斷探測(cè)模塊3，所述路由層12中還設(shè)有路由發(fā)現(xiàn)模塊
4、路由重建模塊5和路由層重建模塊9，路由重建模塊5上輸入接入路由中斷探測(cè)模塊2和路由發(fā)現(xiàn)模塊4，路由發(fā)現(xiàn)模塊4和路由重建模塊5同時(shí)輸入連接到路由層重建模塊9，路由層重建模塊9可逆連接到跨層次服務(wù)組合重建模塊10 ;所述網(wǎng)絡(luò)層13中還設(shè)有服務(wù)發(fā)現(xiàn)模塊6、節(jié)點(diǎn)更新模塊7和服務(wù)層重建模塊8，所述節(jié)點(diǎn)更新模塊7上輸入接入服務(wù)發(fā)現(xiàn)模塊6和服務(wù)中斷探測(cè)模塊3，服務(wù)發(fā)現(xiàn)模塊6和節(jié)點(diǎn)更新模塊7同時(shí)輸入連接到服務(wù)層重建模塊8，所述服務(wù)層重建模塊8可逆連接到跨層次服務(wù)組合重建模塊10。所述鏈路中斷探測(cè)模塊I包括鏈路中斷模塊IA和ACK幀模塊1B，ACK幀模塊IB輸入連接到鏈路中斷模塊IA ;所述鏈路中斷探測(cè)模塊I的鏈路層服務(wù)中斷探測(cè)過程為根據(jù)IEEE802. 11標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)成功接收的ACK幀模塊1B，并判斷鏈路中斷模塊IA的狀態(tài)。所述路由中斷探測(cè)模塊2包括路由中斷模塊2A和握手機(jī)制模塊2B，握手機(jī)制模塊2B輸入連接到路由中斷模塊2A，路由中斷模塊2A輸入接入鏈路中斷模塊1A，并輸出連接到路由重建模塊5 ;所述路由中斷探測(cè)模塊2由路由協(xié)議中的握手機(jī)制模塊2B探測(cè)，并感知路由中斷模塊2A的狀態(tài)。所述服務(wù)中斷探測(cè)模塊3包括服務(wù)中斷模塊3A和節(jié)點(diǎn)時(shí)效模塊3B，節(jié)點(diǎn)時(shí)效模塊3B輸入連接到服務(wù)中斷模塊3A，服務(wù)中斷模塊3A輸入接入路由中斷模塊2A，服務(wù)中斷模塊3A輸出連接到節(jié)點(diǎn)更新模塊7 ;所述服務(wù)中斷探測(cè)模塊3的服務(wù)中斷探測(cè)過程為由節(jié)點(diǎn)時(shí)效模塊3B來探測(cè)節(jié)點(diǎn)失效并判斷服務(wù)中斷模塊3A的狀態(tài)。
將跨層次服務(wù)組合重建模塊10分為兩個(gè)層次服務(wù)層重建模塊8和路由層重建模塊9，在服務(wù)組合失效情況下，即標(biāo)記鏈路中斷模塊1A、路由中斷模塊2A、服務(wù)中斷模塊3A有其中之一為中斷狀態(tài)時(shí)，利用跨層次決策方法，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)代價(jià)函數(shù)族的運(yùn)算來決定在底層網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行路由層重建模塊9，或/并在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行服務(wù)層重建模塊8。若服務(wù)失效是由鏈路層中斷或路由層中斷引起的，則屬于路由層重建模塊9的范疇，若服務(wù)失效是由服務(wù)中斷引起的，則屬于服務(wù)層重建模塊8的范疇。其原理為動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法設(shè)計(jì)架構(gòu)具有冗余節(jié)點(diǎn)儲(chǔ)存機(jī)制，使得本架構(gòu)中節(jié)點(diǎn)具備存儲(chǔ)冗余的服務(wù)節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)信息的能力，并將其作為備用單元來完成服務(wù)重建的任務(wù)。為此，本發(fā)明能夠在服務(wù)組合執(zhí)行階段，結(jié)合代價(jià)函數(shù)族，通過小流量偽服務(wù)流的形式由客戶節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)跟蹤次優(yōu)路徑，即除服務(wù)組合執(zhí)行路徑之外的備用服務(wù)節(jié)點(diǎn)和備用路由，并儲(chǔ)存冗余節(jié)點(diǎn)。次優(yōu)路徑的數(shù)量可由節(jié)點(diǎn)處理能力及系統(tǒng)負(fù)載決定，在服務(wù)中斷情況發(fā)生的情況下，立即使用次優(yōu)路徑來進(jìn)行替換，力求以最快的速度來進(jìn)行最優(yōu)修復(fù)。若服務(wù)中斷屬于路由層重建范疇，則利用路由發(fā)現(xiàn)模塊4跟蹤的備用路由與中斷信息，快速進(jìn)行次優(yōu)路由路徑替換，即路由重建模塊5。同理，若服務(wù)中斷屬于服務(wù)層重建范疇，則利用服務(wù)發(fā)現(xiàn)模塊6跟蹤的備用服務(wù)節(jié)點(diǎn)與中斷信息，快速進(jìn)行稀有服務(wù)路徑替換，即節(jié)點(diǎn)更新模塊7。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法，其特征在于是在服務(wù)組合執(zhí)行階段，結(jié)合代價(jià)函數(shù)族，通過小流量偽服務(wù)流的形式由客戶節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)跟蹤次優(yōu)路徑，并在服務(wù)中斷探測(cè)方法確定服務(wù)失效原因基礎(chǔ)上，由跨層次決策算法決定在底層網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行路由修復(fù)，或/并在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行服務(wù)替換。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法，其特征在于其具體過程為 以最快的速度探測(cè)并識(shí)別服務(wù)組合中斷的原因，機(jī)制底層由IEEE802. IlACK幀模塊探測(cè)鏈路中斷模塊，路由層由握手機(jī)制模塊探測(cè)路由中斷模塊，服務(wù)層由節(jié)點(diǎn)時(shí)效模塊來探測(cè)服務(wù)中斷模塊； 將服務(wù)組合重建分為兩個(gè)層次，在服務(wù)組合失效的情況下，由跨層次服務(wù)組合重建模塊決定在底層網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行路由修復(fù)，或/并在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行服務(wù)替換。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法，其特征在于包括鏈 路層、路由層、網(wǎng)絡(luò)層和跨層次服務(wù)組合重建模塊，所述鏈路層、路由層、網(wǎng)絡(luò)層自下向上依次設(shè)置，跨層次服務(wù)組合重建模塊設(shè)置在路由層、網(wǎng)絡(luò)層之間，所述鏈路層中設(shè)有鏈路中斷探測(cè)模塊，路由層中設(shè)有路由中斷探測(cè)模塊，網(wǎng)絡(luò)層中設(shè)有服務(wù)中斷探測(cè)模塊，鏈路中斷探測(cè)模塊輸入連接到路由中斷探測(cè)模塊，路由中斷探測(cè)模塊輸入連接到服務(wù)中斷探測(cè)模塊，所述路由層中還設(shè)有路由發(fā)現(xiàn)模塊、路由重建模塊和路由層重建模塊，路由重建模塊上輸入接入路由中斷探測(cè)模塊和路由發(fā)現(xiàn)模塊，路由發(fā)現(xiàn)模塊和路由重建模塊同時(shí)輸入連接到路由層重建模塊，路由層重建模塊可逆連接到跨層次服務(wù)組合重建模塊；所述網(wǎng)絡(luò)層中還設(shè)有服務(wù)發(fā)現(xiàn)模塊、節(jié)點(diǎn)更新模塊和服務(wù)層重建模塊，所述節(jié)點(diǎn)更新模塊上輸入接入服務(wù)發(fā)現(xiàn)模塊和服務(wù)中斷探測(cè)模塊，服務(wù)發(fā)現(xiàn)模塊和節(jié)點(diǎn)更新模塊同時(shí)輸入連接到服務(wù)層重建模塊，所述服務(wù)層重建模塊可逆連接到跨層次服務(wù)組合重建模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法，其特征在于所述鏈路中斷探測(cè)模塊包括鏈路中斷模塊和ACK幀模塊，ACK幀模塊輸入連接到鏈路中斷模塊；所述鏈路中斷探測(cè)模塊的鏈路層服務(wù)中斷探測(cè)過程為根據(jù)IEEE802. 11標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)成功接收的ACK幀模塊，并判斷鏈路中斷模塊的狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法，其特征在于所述路由中斷探測(cè)模塊包括路由中斷模塊和握手機(jī)制模塊，握手機(jī)制模塊輸入連接到路由中斷模塊，路由中斷模塊輸入接入鏈路中斷模塊，并輸出連接到路由重建模塊；所述路由中斷探測(cè)模塊由路由協(xié)議中的握手機(jī)制模塊探測(cè)，并感知路由中斷模塊的狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法，其特征在于所述服務(wù)中斷探測(cè)模塊包括服務(wù)中斷模塊和節(jié)點(diǎn)時(shí)效模塊，節(jié)點(diǎn)時(shí)效模塊輸入連接到服務(wù)中斷模塊，服務(wù)中斷模塊輸入接入路由中斷模塊，服務(wù)中斷模塊輸出連接到節(jié)點(diǎn)更新模塊；所述服務(wù)中斷探測(cè)模塊的服務(wù)中斷探測(cè)過程為由節(jié)點(diǎn)時(shí)效模塊來探測(cè)節(jié)點(diǎn)失效并判斷服務(wù)中斷模塊的狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法，其特征在于將跨層次服務(wù)組合重建模塊分為兩個(gè)層次服務(wù)層重建模塊和路由層重建模塊，在服務(wù)組合失效情況下，即標(biāo)記鏈路中斷模塊、路由中斷模塊、服務(wù)中斷模塊有其中之一為中斷狀態(tài)時(shí)，利用跨層次決策方法，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)代價(jià)函數(shù)族的運(yùn)算來決定在底層網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行路由層重建模塊，或/并在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行服務(wù)層重建模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法，其特征在于若服務(wù)失效是由鏈路層中斷或路由層中斷引起的，則屬于路由層重建模塊的范疇，若服務(wù)失效是由服務(wù)中斷引起的，則屬于服務(wù)層重建模塊的范疇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)組合重建方法，是在服務(wù)組合執(zhí)行階段，結(jié)合代價(jià)函數(shù)族，通過小流量偽服務(wù)流的形式由客戶節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)跟蹤次優(yōu)路徑，并在服務(wù)中斷探測(cè)方法確定服務(wù)失效原因基礎(chǔ)上，由跨層次決策算法決定在底層網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行路由修復(fù)，或/并在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行服務(wù)替換；其具體過程為以最快的速度探測(cè)并識(shí)別服務(wù)組合中斷的原因，機(jī)制底層由IEEE802.11ACK幀模塊探測(cè)鏈路中斷模塊，路由層由握手機(jī)制模塊探測(cè)路由中斷模塊，服務(wù)層由節(jié)點(diǎn)時(shí)效模塊來探測(cè)服務(wù)中斷模塊；將服務(wù)組合重建分為兩個(gè)層次，在服務(wù)組合失效的情況下，由跨層次服務(wù)組合重建模塊決定在底層網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行路由修復(fù)，或/并在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行服務(wù)替換。
文檔編號(hào)H04L12/24GK102970154SQ20111025763
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者楊揚(yáng) 申請(qǐng)人:北京威迪安科技有限公司