CN101159629A - 智能节点弹性重叠网网络架构及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明属计算机通信领域。该网络架构，其特征如下：包括监视服务器：网络构架中的一个服务器，其上运行着网络监控系统，用来接收智能节点传来的信息，并以文本、图形和动画的形式，将P2P网络的运行状态以实时方式仿真出来；智能节点：在网络上中的多个服务器，用来监视周围网络上的资源分布和各种信息，智能节点之间可以交换这些信息，并每隔一段时间向监视服务器发送这些信息；Peer端用户：P2P网络上的多个节点计算机，既是下载文件的客户端，又是上传文件的服务器端；其上传、下载的状态由监视服务器实时显示。本发明实现对整个网络包括智能节点以及普通节点的监控。监控展示可以采用文本、二维和三维图形的方式。

Description

智能节点弹性重叠网网络架构及监控方法

技术领域：

本发明成果基于智能节点重叠网的P2P网络，可以实时监控智能重叠网的运行状态，并以各种图形的形式展现给系统监控者，属计算机通信领域。

背景技术

在实际应用中，人们需要对某个网络系统的运行状态进行实时监控，以便随时根据系统状态作出反应。到目前为止，基于IPv6网络协议的、针对“智能节点弹性重叠网”的网络监视系统还属于空白。此外，传统的网络监视系统还存在以下缺陷：

(1)反应系统状态的实时性不足；

(2)只能展现网络系统的部分信息，无法仿真系统的运行原理和过程。

(3)界面多以二维形式出现，无法展示真实复杂的网络拓扑结构。

发明内容

本发明的目的是设计一种智能节点弹性重叠网网络架构，实现对整个网络包括智能节点以及普通节点的监控。监控展示可以采用文本、二维和三维图形的方式。本发明的样例采用了三维图形的方式，使用户界面更加直观。

本发明提供了一种面向P2P应用的、基于C/S模式的网络构架，其特征如下：

监视服务器：网络构架中的一个服务器，其上运行着网络监控系统，用来接收智能节点传来的信息，并以文本/图形/动画的形式，将P2P网络的运行状态以实时方式仿真出来。

智能节点：在网络上的若干关键位置设置的多个服务器，用来监视周围网络上的资源分布和各种信息，智能节点之间可以交换这些信息，并每隔一段时间向监视服务器发送这些信息。

Peer端用户：P2P网络上的多个节点计算机，既是下载文件的客户端，又是上传文件的服务器端。其上传/下载的状态由监视服务器实时显示。

本发明的原理如下：

在本网络构架中，智能节点与监视服务器的通讯是系统运行的基础。网络中各个智能节点与网络中的其它节点(比如内容节点、peer端用户等)进行网络通讯，监视周围网络上的各种信息，比如，内容资源分布、带宽利用率、传输延时、路由走向、流量模式和分布，中断和故障以及病毒感染流行等情况。监视服务器是本网络构架中的一个特殊节点，与各个智能节点保持通讯，各智能节点每隔一段时间就将各自掌握的周围网络信息传递给监视服务器。

在监视服务器运行的监视系统实现了本发明提出的监控方法。监视系统主要分为三个模块：网络通讯、系统仿真、图形用户界面。其功能和工作机理如下：网络通讯模块保持与各个智能节点的通讯，实时获取各智能节点的状态信息，并将智能节点信息转发给系统仿真模块中的解析模块，将网络信息解码、然后更新系统内部的数据结构，并运行系统的仿真逻辑。然后，系统仿真模块通知图形用户界面子系统更新网络场景的数据，使得图形显示内容与系统状态保持一致。

本监视系统采用了三维图形引擎作为图形用户界面模块的渲染手段，将本网络构架和运行状态用3D图形/3D动画/文本/视频/音频等多种形式生动形象地展现出来。

附图说明

图1展示了本发明的应用网络结构

图2展示了本发明实现的系统结构图。

具体实施方式

在本实施实例中，开发计算机为“DELL图形工作站，Intel(R)Pentium(R)4CPU 3.00GHz，1GB内存，独立显卡，160G硬盘”。监视系统基于Java平台开发和运行，JDK1.5版本，eclipse集成开发环境，采用JMonkey引擎作为3D图形渲染引擎。

本发明运行在CNGI IPv6网络上，部署20个智能节点和200个Peer客户端。我们针对不同情况设计了多个专门的针对性测试，用以测试本发明的稳定性和性能。比如，启动所有的智能节点向监视系统发送消息，测试系统的网络通讯的实时性；再比如，启动多个peer段进行上传和下载操作，测试3D场景渲染的帧率是否达到要求；在比如，测试智能节点或者内容节点出现故障监视系统的反应能力等。经测试，本发明在功能和性能方面均达到了设计要求。

具体实施方案为：

1.总体网络构架

本发明实际应用于我国各大中型媒体机构的内容管理平台以及其他媒体机构的内容和节目的P2P交换、分发网络系统的监视任务。本系统运行在一个监视服务器上，监视服务器与多个智能节点保持网络连接；每个智能节点负责监视网络的一个子区域，拓扑结构呈“星形”，其中包括一个内容服务器、一个授权服务器。在实际的网络部署中，智能节点、内容服务器和授权服务器被合称为一个“超级节点”，代表了一个现实中的一个媒体机构(比如电视台)。在本子区域中存在着很多peer端节点，做为媒体机构的用户，与超级节点进行通讯，完成上传/下载任务。

附图1展示了本发明的应用网络结构，其中CNGI是中国下一代互联网，网络协议使用IPv6协议。因内容节点与授权节点不属于本发明的范畴，故图中只保留智能节点。

2.模块化面向对象开发。

本发明中的监视系统软件开发采用模块化面向对象的开发方式，将软件分为网络通讯、系统仿真、图形界面三个子系统，子系统下又包含了若干模块，层次清晰，结构合理，便于团队合作共同开发，并且对软件升级，增加新功能提供了良好的扩充性。

具体实现中系统的处理流程如下：系统初始化完成后，启动两个线程：网络线程和渲染线程。网络线程监听某个特定端口，获取由智能节点发送来的数据，共有四种数据：智能节点消息、内容节点消息、Peer消息和权限节点消息。然后，网络线程根据协议解析数据并创建相应的Node对象，加入nodeCollection中，并保证nodeCollection中节点的唯一性(如多次收到同一个节点的消息，只更新状态而不创建新节点)，由渲染线程反映其中的变化并渲染出来。如果某个智能节点长时间(超过某个固定时间)不与网络进程通信，则视为offline。由网络线程改变其状态，渲染线程渲染。

具体实现中的各个主要模块解释如下：

网络通讯模块：PortListener类继承于Thread类，负责创建socket，并监听6670端口。PortListener类的对象由主类NetInfoShow初始化和销毁。PortListener对象读取网络数据并传给MessageProcessoer类处理。

解析模块：MessageProcesser类继承Thread类，由PortListener类启动运行，负责解析智能节点通过网络发送来的数据。PortListener对象根据数据的定义分别创建“智能结点”、“内容结点”、“peer”等网络结点。并把它们加入到一个数据容器NodeCollection当中。MessageProcesser在创建结点之前，要先根据结点ID在NodeCollection中查找，如果该结点已经存在，则更新它的状态；如果不存在，通过NodeFactory创建结点。不论是更新结点还是创建结点，MessageProcesser都要通知主类NetInfoShow更新数据，从而直观反映数据的变化。

图形用户界面模块：NetInfoShow类中包含了整个渲染循环，是整个程序的主类。NetInfoShow类中有一个向量类型成员变量entityList，它保存所有网络结点，与NodeCollection是平行的。主类根据它来渲染网络。当NodeCollection发生变化时，MessageProcesser通知主类更新entityList。更新entityList需要遍历整个NodeCollection，将NodeCollection中的节点加入entityList中。如果结点是智能节点，内容结点，权限节点，直接加入；如果是peer，还需要解析该peer的上传节点列表，建立相应的路径。NetInfoShow类响应用户的输入，支持摄像机漫游。当用户左键单击网络节点时，会谈出对话框显示该节点的信息。

Claims (2)

1.一种智能节点弹性重叠网网络架构，其特征如下：包括

监视服务器：网络构架中的一个服务器，其上运行着网络监控系统，用来接收智能节点传来的信息，并以文本、图形和动画的形式，将P2P网络的运行状态以实时方式仿真出来；

智能节点：在网络上中的多个服务器，用来监视周围网络上的资源分布和各种信息，智能节点之间可以交换这些信息，并每隔一段时间向监视服务器发送这些信息；

Peer端用户：P2P网络上的多个节点计算机，既是下载文件的客户端，又是上传文件的服务器端；其上传、下载的状态由监视服务器实时显示。

2.根据智能节点弹性重叠网网络架构的监控方法，其特征如下，包括以下步骤：

监控系统运行在监控服务器上，保持与各个智能节点的通讯，实时接收各智能节点的信息，其中包括各个Peer端用户的上传、下载状态；监控系统分为三个模块：网络通讯模块、系统仿真模块和图形用户界面模块；网络通讯模块具体负责监听通讯端口并接收智能节点的信息，然后转发给系统仿真模块；系统仿真模块将网络信息解码，然后更新系统内部的数据结构，并运行系统的仿真逻辑；然后，系统仿真模块通知图形用户界面模块更新网络场景的数据，使得图形显示内容与系统状态保持一致。