CN101009567A - 一种利用对等网络实体提供网络服务的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种利用对等网络实体提供网络服务的方法，上述网络包括至少一个服务提供者、至少一个服务代理、至少一个服务请求者，每一个上述对等网络实体是上述服务提供者、上述服务代理、上述服务请求者之一或者其结合，上述服务代理将上述服务提供者的索引或者注册信息分布存储到上述对等网络实体中，上述服务提供者将其服务资源分布到其他对等网络实体上；上述服务请求者将其被服务的状态信息分布存储到其他对等网络实体上。通过本发明的方法，在对等网络实体中从服务提供者、服务代理、服务请求者三方都保证了服务的一致性，解决了网络服务的不稳定问题，由于上述三方采用的都是分布式的对等网络实体，避免了网络服务中发生单点故障的可能性。

Description

一种利用对等网络实体提供网络服务的方法及系统
技术领域
本发明涉及一种提供网络服务的方法及系统，尤其是一种利用对等网络实体提供网络服务的方法及系统。
背景技术
网络服务(Web Service)的一个主要思想，是未来的应用将由一组应用了网络的服务组合而成。只要两个等同的服务使用统一标准和中性的方法在网络上宣传自己，一个应用程序就可以根据价格或者性能的标准，从两个彼此竞争的服务之中选出一个。除此之外，一些服务允许在机器之间复制，因而可以通过把有用的服务复制到本地储存库，来提高允许运行在特定的计算机(群)上的应用程序的性能。Web Services的体系结构是面向服务的体系结构(ServiceOriented Architecture；SOA)，如图1所示。
从图1可以看出，SOA结构中共有三种角色：
■服务提供者(Service Provider)：对外提供服务，并且通过在服务代理上注册来发布服务信息。
■服务代理(Service Broker)：提供服务的发布和定位功能。
■服务请求者(Service Requester)：通过服务代理查询所需服务，并通过服务提供者绑定服务。
在上述这些角色之间使用了三种操作：
■发布(Publish)操作：使服务提供者可以向服务代理注册自己的功能及访问接口。
■查找(Find)操作：使服务请求者可以通过服务代理查找特定种类的服务。
■绑定(Bind)操作：使服务请求者能够真正使用服务提供者。
采用上述SOA结构的网络服务存在如下一些问题：首先，在动态变化较大的网络(Ad hocNetwork)，例如移动IP网络中，由于只有一个服务提供者提供服务，一旦通信环境变得恶劣，与该服务提供者的连接就容易出现问题，该连接很有可能中断，导致无法为服务请求者继续提供服务。一旦通信环境转好，与服务提供者的连接又可能恢复，又可以继续为服务请求者提供服务。这种由于网络的不稳定而导致的服务提供状态的变化使得很难为服务请求者提供一个稳定而可靠的网络服务环境。
其次，在上述网络服务中，上述三种角色都使用固定IP地址，黑客和想攻击该系统结构的人根据该固定IP地址，很容易找到上述系统服务器，尤其可能攻击服务提供者，导致服务提供者因遭遇攻击而中断服务，发生单点故障(Single Point of Failure)。
再次，根据上述网络服务结构，一旦在网络服务中发生单点故障，服务请求者当前的状态信息就会丢失。当服务请求者在网络服务恢复而重新请求服务时，服务请求者必须再次请求服务，因此对于服务请求者而言，服务是不一致的。
针对上述Web Service方面存在的问题，目前已经提出了一些改进方案。例如针对单点故障，在网络服务中采用服务器集群技术(Server Cluster)，根据集群中每一个服务器的性能、负载、状态，将原本对一个服务提供者进行的请求分配到服务器集群中不同的服务器上。如果一个服务器出现故障，则由集群内的其他服务器继续进行该项服务。在集群技术中一般存在一个集群中间件(例如网关)对该集群内的服务器进行控制。采用上述集群技术可以部分解决单点故障，但是，由于该集群中间件仍然不可避免地会遭遇攻击、发生故障，因此不能彻底解决单点故障问题。
另外一种解决单点故障的方法是镜像(Mirror)。镜像是对一个网站或在一台服务器上的一系列文件进行操作，这些网站或文件被复制到另一台服务器，因此可以从一个以上的地址获得它们。镜像能帮助分散网络流量，降低服务负荷，从而确保能更好的访问这些网站或文件，并使站点或下载文件能更快的到达服务请求者。由于镜像站点的IP地址固定，单就每一个镜像站点而言，仍然容易遭受攻击，所以仍然会产生单点故障问题。
另外，为了解决服务代理的上述问题，已经提出了统一描述、发现和集成协议(UniversalDescription，Discovery，and Integration；UDDI)。UDDI是一个基于可扩展标记语言(ExtensibleMarked Language；XML)的跨平台的描述规范，可以使世界范围内的企业在互联网上发布自己所提供的服务。与UDDI的功能类似，目前已经提出采用对等网络实体(Peer to Peer；P2P)提供服务的发布和定位功能的方案。但是这种方案仅从服务代理的角度解决上述单点故障问题，而由于服务提供者和服务请求者两方面仍然存在上述问题，因此从使用的角度而言，这种网络服务并不具有一致性。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提出一种利用对等网络实体提供网络服务的方法，使得采用该方法既能够解决目前网络服务中的不稳定问题，又能够在网络服务中避免产生单点故障，同时对于终端用户而言，能够保证网络服务的一致性。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：一种利用对等网络实体提供网络服务的方法，上述网络包括至少一个服务提供者、至少一个服务代理、至少一个服务请求者，每一个上述对等网络实体是上述服务提供者、上述服务代理、上述服务请求者之一或者其结合，上述服务代理将上述服务提供者的索引或者注册信息分布存储到上述对等网络实体中，上述服务提供者将其服务资源分发到其他对等网络实体上；上述服务请求者将其状态信息分布存储到其他对等网络实体上。
在本发明的实施例中，上述服务提供者通过移动代理将上述服务资源分发到其他对等网络实体上。在分发上述资源以前，上述其他对等网络实体首先请求上述服务提供者对该其他对等网络实体进行身份认证，认证通过后再进行资源分发。
上述移动代理运行在一个移动代理环境中。上述移动代理环境位于一个对等网络实体基础架构之上，该对等网络实体基础架构用于实现上述网络中对等实体间的路由选择和资源定位。其中，上述服务代理所在的对等网络实体通过一种调度算法查询上述服务提供者的地址，该调度算法可为分布式哈希算法或者泛洪算法。
另外，上述服务请求者所在的对等网络实体上存储一个列表，该列表记录了为该服务请求者提供服务的服务提供者的信息，该信息包括服务名称、服务提供者的地址、为该服务请求者提供服务的服务提供者的优先级。
服务请求者每隔一段时间记录上述服务提供者服务的当前信息。如果服务请求者的列表上优先级最高的至少一个服务提供者发生变化后，上述服务请求者将上述记录的服务提供者服务的当前信息发送给优先级最高的服务提供者。
上述对等网络实体通过一种调度算法确定分布存储上述状态信息的其他对等网络实体。上述调度算法可以为分布式哈希算法或者泛洪算法。服务请求者每隔一段时间将其状态信息分布到上述调度算法确定的其他对等网络实体上。
上述服务请求者的状态信息被分布存储在其他对等网络实体的一个状态信息文件中，例如小甜饼(Cookie)文件中。
本发明的技术方案还包括一种利用对等网络实体提供网络服务的系统，上述网络包括至少一个服务提供者、至少一个服务代理、至少一个服务请求者，每一个上述对等网络实体是上述服务提供者、上述服务代理、上述服务请求者之一或者其结合，每一个上述对等网络实体包括硬件、操作系统，每一个上述对等网络实体还包括至少一个对等网络实体基础架构。
此外，作为服务提供者的上述对等网络实体还包括至少一个移动代理环境、至少一个移动代理。
在上述系统中，上述服务提供者通过上述移动代理将上述服务资源分发到其他对等网络实体上，上述服务请求者将其状态信息分布存储到其他对等网络实体上。并且，上述对等网络实体通过一种调度算法确定分布存储上述状态信息的其他对等网络实体。
可见，本发明所提供的利用对等网络技术提供网络服务的方法及系统，具有以下的优点和特点：
(1)本发明的方法利用对等网络技术来提供网络服务，服务提供者通过移动代理将其资源分发到其他对等网络实体上，在该服务提供者发生故障而无法提供服务时，其他对等网络实体能够继续该服务，因此从提供方保证了服务提供的一致性和连续性。
(2)本发明的方法使得服务请求者其状态信息分布到其他对等网络实体上，如果该服务请求者发生故障时，通过分布在其他对等网络实体上的状态信息能够迅速恢复原来的服务请求，因此从请求方保证了服务请求的一致性和连续性。
(3)通过本发明的方法，在对等网络实体中从服务提供者、服务代理、服务请求者三方都保证了服务的一致性和连续，因此解决了网络服务的不稳定问题，而且由于上述三方采用的都是分布式的对等网络实体，避免了网络服务中发生单点故障的可能性。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述，其中：
图1是现有技术中面向服务的体系结构示意图。
图2是本发明中利用对等网络实体的网络服务的体系结构图。
图3是本发明通过移动代理将服务提供者的资源分发到其他对等网络实体上的示意图。
图4是本发明实施例示意图。
具体实施方式
图2是本发明中利用对等网络实体的网络服务的体系结构图。图2中每一个方框表示一个对等网络实体，该对等网络实体可以是服务提供者P、服务代理B、服务请求者R三个角色之中的任何一个，也可以是上述三者的任何组合。在上述三种角色之间使用了发布、查找、绑定三种操作，分别是：服务提供者P向服务代理B注册其功能以及访问地址(例如IP地址和访问接口等信息)，如图中的虚线所示；服务请求者R向服务代理B查找特定种类的服务，如图中的点划线所示；服务请求者R向服务提供者P请求使用其服务，如图中的实线所示。上述服务提供者的索引或者注册信息分布地存储在上述服务代理中，这些索引或者注册信息可能完全存储在一个服务代理上，也可能分布存储在两个或者多个服务代理上，上述两个或者多个服务代理根据一定的算法就能够得到完整的服务提供者的索引或者注册信息。图3是本发明通过移动代理将服务提供者的资源分发到其他对等网络实体上的示意图。图3中包含四个对等网络实体，分别为PeerA1、PeerA2、PeerA3、PeerA4。PeerA1能够提供服务S，是服务提供者P。PeerA1本身具有特定的结构，最下层为硬件，硬件上面是操作系统，在操作系统上面具有一层对等网络实体的基础架构(P2P Substrate)，其功能是通过应用层发现、选择路由以便进行资源定位，实现P2P网络的管理和架构的维护。在P2P基础架构之上为移动代理环境(Mobile Agent Environment；MAE)，在该MAE环境中能够产生移动代理(Mobile Agent；MA)、运行移动代理MA、管理移动代理MA。在MAE环境中运行着移动代理MA，提供服务S。
移动代理通常是一个应用程序，由网络中的一个服务器启动，在网络服务器间自主地移动并运行完成事先预定的任务。图3中在服务提供者PeerA1上的MAE中运行着移动代理MA，该移动代理MA驻留在PeerA1中，执行一定的操作，提供一定的服务S，称为主机移动代理(Host Mobile Agent；H-MA)，H-MA可以进行克隆(Clone)。移动代理MA或者克隆后的移动代理MA能够向网络中的其他对等网络实体进行移动，成为移动的移动代理(MovingMobile Agent；M-MA)。M-MA携带了服务S，当M-MA到达其他对等网络实体后，就驻留在该对等网络实体中，成为H-MA。
图4是本发明实施例示意图。图4中包含四个作为服务提供者P的对等网络实体，分别为PeerA、PeerB、PeerC、PeerD，和三个作为服务请求者R的对等网络实体，分别为PeerE、PeerF、PeerG，以及一个服务代理PeerM(图中未显示)。如果PeerB、PeerD想共享PeerA的服务，则PeerB和PeerD首先分别向PeerA发出请求，在该请求中提供一些信息，例如PeerB和PeerD的存储量和身份信息等，请求服务提供者PeerA对这两个对等网络实体PeerB和PeerC进行认证。假设图4中PeerB和PeerD已经通过了PeerA的认证。类似地，如果PeerC想共享PeerB的服务，PeerC也需要经过PeerB的认证。
图4中在服务提供者PeerA上正运行着一个游戏服务(Game Service)。经过PeerA认证的PeerB和PeerD分别向PeerA发送一个共享服务请求，PeerA收到上述请求后，分别向PeerB和PeerD发送响应信息。然后，位于PeerA上的主机移动代理H-MA将克隆后的H-MA分别向PeerB和PeerD进行移动，成为移动的移动代理(Moving Mobile Agent；M-MA)。M-MA携带了上述游戏服务的数据或代码，当M-MA到达经过认证的目的地PeerB或者PeerD后，就驻留在PeerB或者PeerD中，继续执行自己的操作，提供上述游戏服务，成为PeerB或者PeerD中的主机移动代理H-MA。也就是说，此时PeerB、PeerD也成为游戏服务的服务提供者。PeerB、PeerD上的游戏服务与PeerA提供的游戏服务相同，但是PeerB、PeerD所提供的游戏服务的数据与PeerA提供的游戏服务的数据可能不同。
上述PeerB、PeerD将其能够提供游戏服务的信息在服务代理PeerM上进行注册，包括注册PeerB、PeerD所提供的游戏服务的名称及这两个Peer的地址。PeerM位于一个对等网络实体上，例如，PeerM有可能与服务请求者PeerE共处于一个对等网络实体上，也可能与服务提供者PeerD(或者PeerB)共处于一个对等网络实体上。
服务请求者PeerE如果想要请求游戏服务提供者提供服务，则首先PeerE要找到服务代理PeerM所在的对等网络实体。然后，服务代理PeerM所在的对等网络实体进行哈希算法，由于该游戏服务的哈希码与存储该游戏服务的对等网络实体之间具有对应关系，因此哈希运算的结果能够查询到提供游戏服务的服务提供者的哈希地址及其IP地址，进而找到服务提供者，例如为PeerA、PeerB、PeerD。
服务代理PeerM将上述查询结果通知服务请求者PeerE，在PeerE上存储一个列表，该列表上列出了服务提供者PeerA、PeerB、PeerD的信息以及这三个服务提供者为PeerE提供服务的优先级。PeerE可以向优先级最高的一个或者多个服务提供者发出服务请求。例如，如果PeerA的优先级最高，在网络中任意时刻只有一个服务提供者为PeerE提供服务，则PeerE向服务提供者PeerA发出服务请求。或者，如果PeerA、PeerB的优先级分别为最高、次最高，在网络中任意时刻可以有两个服务提供者为PeerE提供服务，则PeerE同时向服务提供者PeerA、PeerB发出服务请求。
假定服务请求者PeerE正使用服务提供者PeerA提供的游戏服务，另外两个服务请求者PeerF、PeerG都分别与服务请求者PeerE建立了信任关系，即通过了PeerE的认证。该对等网络实体系统通过P2P基础架构，采用分布式哈希算法确定与PeerE在空间最接近的对等网络实体PeerF和PeerG，于是PeerE每隔一段时间就将它的状态信息(例如，游戏中环境场景的设置参数、游戏装备参数、积分参数、与其他游戏者的交互信息、游戏进程、一些个性化信息等)分布存储到PeerF和PeerG上。
这里所说的分布存储，是指将要存储的状态信息进行编码，然后分割成n片，在这n片中的任意m片都可以恢复这个状态信息(n大于m)，最后将这n片存储到p个实体中(n大于等于p)。例如在本实施例中，PeerE的状态信息可以分布存储在PeerF和PeerG的一个状态信息文件中，例如小甜饼文件cookie中。
服务请求者PeerE在使用PeerA提供的服务过程中，每隔一段时间PeerE就记录一次服务的当前信息。如果PeerA本身出现故障，或者PeerA与PeerE的连接出现问题，而导致PeerE无法继续使用游戏服务提供者PeerA的服务，那么PeerE上记录的最新的当前信息就成为断点信息。PeerE发现PeerA在一定的时间期限内没有响应，它会更改存储在它上面的游戏服务提供者的列表，将PeerA的优先级将降低，或者将PeerA从该服务列表中删除，改由其他服务提供者，例如由更改后的列表上优先级最高的一个或者多个服务提供者来继续提供服务。PeerE将它记录的断点信息通知上述更改后的服务提供者，新的服务提供者从断点处继续为PeerE提供服务。
如果服务请求者PeerE出现故障，则无法继续使用服务提供者提供的服务。由于PeerE每隔一段时间就将它的状态信息分布到PeerF和PeerG上的状态信息文件(例如小甜饼文件cookie)中，因此当PeerE重新恢复时，PeerE从PeerF和PeerG的状态信息文件上就可以找到故障发生前的断点，从断点处继续开始接收服务提供者的游戏服务。
通过上述实施例可见，通过本发明的方法，在对等网络实体中从服务提供者、服务代理、服务请求者三方都保证了服务的一致性，解决了网络服务的不稳定问题，而且由于上述三方采用的都是分布式的对等网络实体，避免了网络服务中发生单点故障的可能性。

Claims (21)

1.一种利用对等网络实体提供网络服务的方法，上述网络包括至少一个服务提供者、至少一个服务代理、至少一个服务请求者，每一个上述对等网络实体是上述服务提供者、上述服务代理、上述服务请求者之一或者其结合，上述服务代理将上述服务提供者的索引或者注册信息分布存储到上述对等网络实体中，其特征在于，上述服务提供者将其服务资源分发到其他对等网络实体上；上述服务请求者将其状态信息分布存储到其他对等网络实体上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述服务提供者通过移动代理将上述服务资源分发到其他对等网络实体上。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，上述其他对等网络实体首先请求上述服务提供者对该其他对等网络实体进行身份认证，认证通过后，上述服务提供者通过上述移动代理将上述服务资源分发到其他对等网络实体上。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，上述移动代理运行在一个移动代理环境中。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，上述移动代理环境位于一个对等网络实体基础架构之上，该对等网络实体基础架构用于实现上述网络中对等实体间的路由选择和服务资源定位。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述服务代理所在的对等网络实体通过一种调度算法查询上述服务提供者的地址。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，上述调度算法为分布式哈希算法或者泛洪算法。
8.如权利要求1至3任一权利要求所述的方法，其特征在于，上述服务请求者所在的对等网络实体上存储一个列表，该列表记录了为该服务请求者提供服务的服务提供者的信息。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，上述列表所记录的服务提供者的信息包括服务名称、服务提供者的地址、为该服务请求者提供服务的服务提供者的优先级。
10.如权利要求1至3任一权利要求所述的方法，其特征在于，上述服务请求者每隔一段时间记录上述服务提供者服务的当前信息。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，上述服务请求者的列表上优先级最高的至少一个服务提供者发生变化后，上述服务请求者将上述记录的服务提供者服务的当前信息发送给优先级最高的服务提供者。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，上述对等网络实体通过一种调度算法确定分布存储上述状态信息的其他对等网络实体。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，上述服务请求者每隔一段时间将其状态信息分布到上述调度算法确定的其他对等网络实体上。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，上述调度算法为分布式哈希算法或者泛洪算法。
15.如权利要求1、12或13所述的方法，其特征在于，上述服务请求者的状态信息被分布存储在其他对等网络实体的一个状态信息文件中。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，上述状态信息文件为小甜饼文件。
17.一种利用对等网络实体提供网络服务的系统，上述网络包括至少一个服务提供者、至少一个服务代理、至少一个服务请求者，每一个上述对等网络实体是上述服务提供者、上述服务代理、上述服务请求者之一或者其结合，每一个上述对等网络实体包括硬件、操作系统，其特征在于，每一个上述对等网络实体还包括至少一个对等网络实体基础架构。
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，作为服务提供者的上述对等网络实体还包括至少一个移动代理环境、至少一个移动代理。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，上述服务提供者通过上述移动代理将上述服务资源分发到其他对等网络实体上。
20.如权利要求17或18所述的系统，其特征在于，上述服务请求者将其状态信息分布存储到其他对等网络实体上。
21.如权利要求20所述的系统，其特征在于，上述对等网络实体通过一种调度算法确定分布存储上述状态信息的其他对等网络实体。
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