CN101170384A - 在无线自组网中维护移动设备数据一致性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了在一种无线自组网中维护移动设备数据一致性的方法，其基于“存储－转发”的方法来维护移动设备数据的一致性，在该方法中，数据服务器周期性地产生数据失效报告，并保存在本地存储系统中，移动设备协同地请求和转发数据失效报告，并使用一段时间内最近收到的失效报告来验证数据一致性。该方法的网络通信开销比较低，具有节能、高效的特点。
Description
技术领域
本发明涉及到由移动设备(如笔记本电脑，PDA，手机)和数据服务器组成的无线自组网络，特别涉及到维护网络中移动设备上的数据和源服务器上的数据相一致的方法。
技术背景
无线自组网是由一组无线设备如笔记本电脑，PDA，手机等临时组成的一个动态网络，适用于野外军队作战，抢险救灾等情况，在网络基础设施覆盖不到时仍然可以提供网络服务。为了加快数据访问速度，移动设备往往将服务器上的数据复制或缓存到本机上来使用。这样带来数据一致性的问题：当服务器上的数据发生变化时，如何保证各设备的数据副本与原服务器上的数据的一致性。特别是在无线环境中，节点的任意移动，网络拓扑的不断变化，如何以较低的代价来维护设备数据与源数据的一致性，是无线自组网要解决的一个重要问题。
目前，无线环境中大部分缓存一致性策略使用广播的方式，由服务器周期性等广播更新的对象，移动节点接听这些广播并用来判定本地缓存的有效性。这种方法在单跳网络中十分有效，但是在移动自组网中，由于使用多跳通信，服务器的广播不能直接被所有节点收到，而且，广播通信在多跳网络中会消耗大量网络带宽，造成通信瓶颈。因此，需要设计更有效的缓存一致性策略。
发明内容
本发明的主要目的是针对无线自组网中使用广播通信来维护数据一致性带来的网络拥塞问题，提出了一种低通信开销的维护数据一致性的方法。该方法具有节能、快速和减少网络通信量的特点。
本发明所述的在无线自组网中维护移动设备数据一致性的方法，无线自组网由数据服务器(MSS)和一组移动终端(MT)设备组成，一组移动终端相互连接形成一个自组织网络，其特征在于包括以下步骤：
1)数据服务器周期性地产生数据失效报告，数据失效报告的内容包括了在该周期内被更新的数据对象的描述；
2)每个移动终端在其本地存储系统中存放一个数据失效报告(IR)队列，用于存放数据服务器最近产生的数据失效报告；
3)当用户向某一移动终端产生一个数据访问请求，假设请求访问数据项Did；
4)移动终端首先检查本地存储系统是否有该数据的副本，如果没有被请求的数据，会产生一个<REQUEST，Did>消息，并发送给数据服务器，向其请求该数据；
5)若本地存储系统中有请求的数据，移动终端检查它是否已经接收到最近的数据失效报告，如果已经接收到，说明数据已经被验证有效，可以直接使用；如果缺少某些项的数据失效报告，移动终端就产生一个<REQUEST，TM>消息，其中的TM是所缺少的数据失效报告的时间戳的集合，并向数据服务器发送；
6)若数据服务器接收到<REQUEST，Did>消息，就返回一个<REPLY，Ddata>消息，并传回所请求的数据的最新版本；若数据服务器接收到<REQUEST，TM>消息，就返回一个<REPLY，IRS>消息，将所请求项的数据失效报告(IR)回传给用户；
7)移动终端接受到<REPLY，IRS>消息，就将数据失效报告队列填满，并使用这些数据失效报告来验证本机数据的有效性；
8)若某一移动终端接收到其他移动终端设备的消息，它仅作为路由器，转发其他移动终端的数据。
本发明提出一种基于“存储-转发”的方法来维护移动设备数据的一致性。在这种机制中，数据服务器周期性地产生数据失效报告，并保存在本地存储系统中，移动设备协同地请求和转发数据失效报告，并使用一段时间内最近收到的失效报告来验证数据一致性。
附图说明
图1是移动自组网的构成示意图
图2是IR队列的结构示意图
图3是维护移动设备缓存一致性方法的移动终端(a)和数据服务器(b)流程图。
具体实施方式
图1是一个移动自组网的构成示意图。它由数据服务器和一组移动终端设备组成。一组移动终端(mobile terminal，简称为MT)相互连接形成一个自组织网络。每个移动终端都有数据路由的功能，可以为其他设备转发数据。基站(Mobile Support Station，简称为MSS)是一个固定的访问点，连接到外部的有线网络。基站可以看作是一个数据服务器，移动终端MT所有请求的数据都可以从基站中取到。部分移动终端位于基站的通信范围内，它们可以与基站直接通信。如果一个移动终端位于基站的通信范围之外，它可以通过多跳通信方式，利用其他终端进行转发，从而可以访问到基站的数据。
本发明为实现在移动自组网中，保证移动设备的数据和源数据服务器上的数据的Δ一致性。Δ一致性是指用户获取的数据距离它最近一次被更新的时间不超过Δ。在这里，假设Δ＝L，是一个可以配置的参数。
数据服务器MSS周期性地产生数据失效报告(Invalidation Report，简称为IR)。假设预先设定的时间周期为L秒，则数据服务器MSS每隔L秒产生一个数据失效报告IR，数据失效报告IR的内容包括了在这L秒里被更新的数据对象的描述。具体操作为：数据服务器MSS检查它的每一个数据对象，如果发现一个数据对象在最近L秒时间内被更新，则将该对象的ID及其更新时间写进数据失效报告IR中。数据失效报告IR生成之后，会被存放在数据服务器MSS的本地存储系统(例如硬盘和内存)中，等待用户来访问。
每个移动终端MT在其内存中存放一个数据失效报告IR队列，可以设定队列的长度为K，用于存放数据服务器MSS最近产生的K个IR。可以使用一个环形数组来实现该队列，假设该数组的项为P0，P1，…，PK-1，如图2所示。使用一个指针指向最近接收到的IR。如图2所示，当前指针指向P0。每隔L秒，指针会顺时针方向移动一格(移动到PK-1的位置)，将所指向的新位置的数据项清空，并填入数据服务器MSS最新产生的IR。如果一个数据失效报告IR队列拥有了最近产生的K个IR，它就可以使用这些IR来验证自己数据的有效性，具体方法是，检查移动终端MT的每一个数据项，看它是否在这些IR中，如果一个数据的ID出现在某一个IR中，说明它已经被更新，从而该数据失效，设备会向数据服务器MSS重新请求该数据，否则认为该数据有效，可以继续使用。如果某个数据失效报告IR队列中缺少一个或几个IR，则该设备向数据服务器请求缺少的IR，并将它们填满IR队列后，再进行数据一致性的验证工作。
具体的步骤可以描述如下；
1)用户产生一个数据访问请求，假设请求访问数据项Did.
2)移动终端MT首先检查本地存储系统是否有该数据的副本，如果没有请求的数据，会产生一个<REQUEST，Did>消息，并发送给数据服务器MSS，向其请求该数据。
3)若本地存储系统中有请求的数据，移动终端MT检查它是否已经接收到最近的K个IR，如果已经接收到，说明数据已经被验证有效，可以直接使用。如果缺少某些IR，移动终端MT就产生一个<REQUEST，TM>(TM是所缺少的IR的时间戳的集合)消息，并向数据服务器MSS发送。
4)若数据服务器MSS接收到<REQUEST，Did>消息，就返回一个<REPLY，Ddata>消息，并传回所请求的数据的最新版本，若数据服务器MSS接收到<REQUEST，TM>消息，就返回一个<REPLY，IRS>消息，将所请求的IR回传给用户。
5)若移动终端MT接受到<REPLY，IRS>消息，就将IR队列填满，并使用这些IR来验证本机数据的有效性。
6)若某一移动终端MT接收到其他移动终端MT的消息，它仅作为路由器，转发其他移动终端MT的数据。
维护数据一致性的程序同时在移动自组网的数据服务器MSS和移动终端MT上运行，程序的流程图可以用图3来表示。其中图3(a)是移动终端流程图，图3(b)数据服务器流程图。
Claims (3)
1.一种在无线自组网中维护移动设备数据一致性的方法，无线自组网由数据服务器(MSS)和一组移动终端(MT)设备组成，一组移动终端(MT)相互连接形成一个自组织网络，其特征在于包括以下步骤：
1)数据服务器(MSS)周期性地产生数据失效报告(IR)，数据失效报告(IR)的内容包括了在该周期内被更新的数据对象的描述；
2)每个移动终端(MT)在其本地存储系统中存放一个数据失效报告(IR)队列，用于存放数据服务器(MSS)最近产生的数据失效报告(IR)；
3)当用户向某一移动终端(MT)产生一个数据访问请求，假设请求访问数据项Did；
4)移动终端(MT)首先检查本地存储系统是否有该数据的副本，如果没有被请求的数据，会产生一个<REQUEST，Did>消息，并发送给数据服务器(MSS)，向其请求该数据；
5)若本地存储系统中有请求的数据，移动终端(MT)检查它是否已经接收到最近的数据失效报告(IR)，如果已经接收到，说明数据已经被验证有效，可以直接使用；如果缺少某些项的数据失效报告(IR)，移动终端(MT)就产生一个<REQUEST，TM>消息，其中的TM是所缺少的数据失效报告(IR)的时间戳的集合，并向数据服务器(MSS)发送；
6)若数据服务器(MSS)接收到<REQUEST，Did>消息，就返回一个<REPLY，Ddata>消息，并传回所请求的数据的最新版本；若数据服务器(MSS)接收到<REQUEST，TM>消息，就返回一个<REPLY，IRS>消息，将所请求项的数据失效报告(IR)回传给用户；
7)移动终端(MT)接受到<REPLY，IRS>消息，就将数据失效报告(IR)队列填满，并使用这些数据失效报告(IR)来验证本机数据的有效性；
8)若某一移动终端(MT)接收到其他移动终端(MT)的消息，它仅作为路由器，转发其他移动终端设备(MT)的数据。
2.根据权利要求1所述的在无线自组网中维护移动设备数据一致性的方法，其特征在于步骤1)的过程是：
数据服务器(MSS)检查它的每一个数据对象，如果发现一个数据对象在最近的一个周期内被更新，则将该对象的ID及其更新时间写进数据失效报告(IR)中，数据失效报告(IR)生成之后，会被存放在数据服务器(MSS)的本地存储系统中，等待用户来访问。
3.根据权利要求1或2所述的在无线自组网中维护移动设备数据一致性的方法，其特征在于步骤2)中是使用一个环形数组来实现该队列数据失效报告(IR)队列。
Priority Applications (1)
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| CNA2007101906441A CN101170384A (zh) | 2007-11-27 | 2007-11-27 | 在无线自组网中维护移动设备数据一致性的方法 |
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|---|---|
| CN101170384A true CN101170384A (zh) | 2008-04-30 |
Family
ID=39390867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CNA2007101906441A Pending CN101170384A (zh) | 2007-11-27 | 2007-11-27 | 在无线自组网中维护移动设备数据一致性的方法 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101729311B (zh) * | 2009-11-18 | 2013-01-09 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种对本域活动源有效性的检测方法及装置 |
| CN103312669A (zh) * | 2012-03-09 | 2013-09-18 | 广州从兴电子开发有限公司 | 一种实现数据一致性保障方法、装置及系统 |
| CN113163517A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-07-23 | 四川天奥空天信息技术有限公司 | 复杂环境多模融合应急通信设备 |
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2007
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