CN101420439B

CN101420439B - 分布式虚拟环境中基于位移残差的区域匹配方法

Info

Publication number: CN101420439B
Application number: CN2008102274689A
Authority: CN
Inventors: 周忠; 吴威; 刘琳; 赵沁平
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2028-11-26
Also published as: CN101420439A

Abstract

分布式虚拟环境中基于位移残差的区域匹配方法，步骤为：(1)将分布仿真节点划分为客户节点、局部区域管理者和全局更新区域维护者；(2)客户节点产生区域残差信息；(3)局部区域信息管理者对来自客户节点的区域残差信息进行判别；(4)局部区域管理者对接收到的区域残差信息中的区域范围变化信息进行匹配计算；(5)全局更新区域维护者对收到区域残差信息、该区域残差信息是相对于快照记录当中的哪个快照、收到该区域残差信息的时间、将该区域残差信息应用到快照上所生成的全局区域摘要信息采用历史记录的方式存储；(6)全局更新区域维护者发送全局区域信息摘要至局部区域管理者，局部区域管理者根据全局区域信息摘要核对并修正本地所储存的局部区域信息。本发明可以有效快速地进行区域匹配，以减少网络带宽的占用。

Description

分布式虚拟环境中基于位移残差的区域匹配方法

技术领域

本发明属于计算机分布式交互仿真领域，具体的涉及一种分布式虚拟环境中基于位移残差的区域匹配方法，用于分布式仿真节点进行兴趣过滤的区域匹配。

背景技术

分布式虚拟交互环境中存在着大量的数据交换，其中主要包括，用户加入与退出，虚拟对象状态信息的变化、虚拟对象之间的交互等等。参与虚拟交互的用户数越多、虚拟对象数越多，系统所要维护和交换的数据量就越大，如何在现有带宽条件下容纳更多的用户、更多的虚拟对象取决于如何高效的分发对象状态和交互数据，降低整个系统的网络开销。同时随着虚拟环境中用户数与虚拟对象数的增加，如果对所有数据不加区分，分发给每一个参与虚拟交互的用户，就会造成网络资源的大量占用。在大规模的分布式交互环境中，并不是所有参与的用户都关心全局信息，他们更多的是关注自己周围的虚拟对象的状态信息，交互的对象的范围相对于整个虚拟交互环境来说其实是很小的一块范围。不加区分和过滤的将对象状态信息传递给参与的用户实际上是没有必要的，而且也会浪费大量的网络及主机资源，降低整个虚拟环境的运行速度。所以必须在分布式虚拟交互环境中引入数据分发管理机制。最常用的方法是限域(区域)法。

在大部分的分布式虚拟环境中都是采用集中的方式存储区域信息，并在这个节点对区域信息进行匹配。因而所有的区域的完整信息都需要传输到该节点，必须保证每次传输的区域信息都不会丢失，这对网络传输环境以及带宽提出了较高的要求。

限域(区域)法在一个多维空间内划分子空间，一个子空间就是一个限域。目前针对虚拟仿真的数据过滤主要集中在区域匹配算法，区域就是空间的一个子集。区域的匹配即两个区域有交叠部分，以二维区域举例，如图1所示，区域A与区域B就是匹配的，两个区域A和区域C则不是匹配的，因而可知区域匹配是不具备传递性的。目前主要的匹配算法有：穷举法(Brute Force Approach)、基于网格的方法(Grid-Based Approach)、混合方法(Hybrid Approach)、基于排序的方法(Sort-Based Approach)。

D.J.Van Hook，J.O.Calvin.在Data Distribution Management in RTI1.3，一文中提出穷举法(Brute Force Approach)是一种穷举的方法，它把每个更新区域和所有的订购区域一一比较来获得精确的匹配信息，这是一种一对多的匹配方式，一个更新区域要和所有订购区域进行匹配。在DMSO RTI1.3早期的版本中使用该方法，这种方法匹配精确，可以保证不会错过任何匹配的区域，也不会向用户发送对方不需要的数据。基于区域的穷举方法是最简单的匹配方法，其复杂度为O(N²)，不适合具大规模的分布式虚拟交互环境。而且它有大量的时间浪费在和很多不可能匹配上的区域进行匹配的过程上，这在一个具有很大路径空间的虚拟交互中尤为明显。

M.Hyett and R.Wuerfel在“Implementation of the Data Distribution ManagementServices in the RTING”(发表于Proceedings of the 2002 Spring Simulation InteroperabilityWorkshop，March 2002)提出基于网格的匹配方法(Grid-Based Approach)，将路径空间网格化后，对所有的单元格绑定组播组。这种方法实现简单、高效，组播组全局划分，无需设计组播组的动态分配算法。所有的用户都可以清楚的知道应该加入哪些组播组。在网格划分的情况下，基于网格的匹配的效率取决于网格的划分，对不同的应用场景可能有不同的最优网格数，这个和具体的应用有关。基于网格的方法能够过滤降低了匹配所花费的时间，减少了网络流量和主机的数据处理量，但是它无法进行精确的匹配，用户还可能收到那些它不需要的数据。

Gary Tan，YuSong Zhang在A hybrid approach to data distribution management，Distributed Simulation and Real-Time Applications(发表于2000 Proceedings，Fourth IEEEInternational Workshop on，Aug，2000)一文中提出混合方法(Hybrid Approach)，这种方法结合了基于区域匹配的方法和基于网格的匹配的方法。它首先利用基于网格的方法将所有区域映射到网格单元当中，然后在这些单元格内利用穷举法一一匹配所有的更新区域和订购区域。这种方法结合了穷举法和基于网格的方法的优点，与穷举法相比降低了计算的复杂度，与基于网格的方法相比它能够得到精确的匹配信息，降低了主机的数据处理量。它的最主要缺点和基于网格的方法一样，它的性能取决于网格大小的选择。同时它在单元格内的匹配效率低，当单元格内区域密度大时，算法匹配效率会急剧下降。

C.RACZY，G.TAN and J.YU在A Sort-Based DDM Matching Algorithm for HLA(发表于ACM Transactions on Modeling and Computer Simulation(TOMACS)Volume 15，Issue1，January 2005)一文中提出基于排序的方法(Sort-Based Approach)，Pan Ke，TurnerStephen John，Cai Wentong，Li Zengxiang在An Efficient Sort-Based DDM MatchingAlgorithm for HLA Applications with a Large Spatial Environment(发表于Principles ofAdvanced and Distributed Simulation，2007.PADS＇07.21st International Workshop on 12-15June 2007)一文中对这种方法进行了改进。基于排序的方法，主要是在维上对所有Range排序，然后通过对Range端点由小到大扫描或者仅仅在一个范围内对Range端点进行扫描，得出区域匹配信息。这种方法可以很精确的得到匹配信息，但是它在处理Range长度很大的情况下，会产生很多无用比较，造成效率下降。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种分布式虚拟环境中基于位移残差的区域匹配方法，该方法可以有效快速地进行区域匹配，利于分布式系统利用匹配结果高效地进行数据分发，以减少网络带宽的占用。

本发明采用的技术方案为：分布式虚拟环境中基于位移残差的区域匹配方法，步骤如下：

第一步，将分布仿真节点按功能划分为三种类型，即客户节点、局部区域管理者和全局更新区域维护者；其中客户节点是区域残差信息的产生者，并向局部区域管理者提供该信息，在分布式虚拟环境中存在大量的客户节点；局部区域管理者只管理其服务的客户节点所产生的区域残差信息，并为其他局部区域管理者和全局更新区域维护者提供其管理的客户节点所产生的区域残差信息，在分布式虚拟环境中存在一定数量的局部区域管理者；全局更新区域管理者负责维护全局的更新区域一致性维护，在分布式虚拟环境中任一时刻只存在唯一的全局更新区域管理者；所述的区域残差信息有两种类型，一种是区域性质相对于当前快照的变化，称为状态残差，另一种是区域范围的数值描述相对于当前快照的变化，称为数值残差；

第二步，客户节点产生区域残差信息，并传递到局部区域管理者；

第三步，局部区域信息管理者对来自客户节点的区域残差信息进行判别，以决定是否向其他局部管理者及全局更新区域维护者提供该区域残差信息；

第四步，局部区域管理者对接收到的区域残差信息中的区域范围变化信息进行匹配计算；

第五步，全局更新区域维护者对收到区域残差信息、该区域残差信息是相对于快照记录当中的哪个快照、收到该区域残差信息的时间、将该区域残差信息应用到快照上所生成的全局区域摘要信息采用历史记录的方式存储；

第六步，全局更新区域维护者按定时策略发送全局区域信息摘要至局部区域管理者，局部区域管理者根据全局区域信息摘要核对并修正本地所储存的局部区域信息。

所述第三步中局部区域信息管理者处理和决定的过程为：局部区域管理者对来自于自身管理的客户节点的这个信息先进行判断识别，根据该信息是否是关于更新区域为判别条件，决定是否向其他局部区域管理者及全局更新区域维护者发送该信息。

所述第四步中进行匹配计算方法：局部区域管理者首先判断接收到的区域残差信息是状态残差还是数值残差，对于状态残差，改变当前区域信息状态，并根据区域信息状态的改变向该局部区域管理者所管理的客户节点发出通知；对于数值残差，利用这个数值残差，为已改变的当前区域寻找到和该区域匹配的区域的上界和下界，然后在这个区间内查找和当前改变区域匹配的其它所有区域进行匹配计算。

所述第六步中核对并修正的过程为：局部区域管理者将这些信息对比本地所存储的区域信息，找出不一致的区域信息向全局更新区域维护者要求正确信息用以修正该节点所需要的区域信息。

本发明与现有的技术方法相比的有益效果是：

(1)相对于集中式存储，本发明根据区域改变信息性质的不同，采用按功能分层次的区域信息管理方法，将不同的区域信息存储到不同的节点，一个全局节点负责管理必须的区域一致性信息，这样减少了各个节点的数据信息，有效快速地进行区域匹配，利于分布式系统利用匹配结果高效地进行数据分发，以减少网络带宽的占用；同时由于区域一致性信息可以从各个节点恢复出来，故当区域一致性维护节点失效的时候，可以让备份节点取代它的作用，利于系统的维护和扩展。

(2)在传输中采用快照加残差的传输模型，将区域信息转化为对于某一快照的残差，对外传递残差信息；当残差超过一定的阈值，产生新的快照，并将本次残差信息标志为快照生成点，这样节点可以将本次残差应用到当前快照上生成新的快照。采用这样的传输方式可以减少网络上区域信息传输的数据量。同时将匹配限制在快照区域的附近，减少了区域的匹配量，可以有效快速地进行区域匹配。

(3)采用一个全局的更新区域管理者管理所有的更新区域，在出现因网络或节点繁忙而无法保持区域信息一致时，由故障节点向全局更新区域管理者请求所缺失的区域的完整信息，这样可以保证区域在分布式系统中的一致性。同时减少局部区域管理者的负载，以减少网络带宽的占用。

(4)本发明利用残差将所有区域的匹配计算范围限定到一个尽可能小的区间，在计算某一个区域的匹配信息时，仅仅在这样一个小的区间内计算，这样可以很好的应对小范围内区域的改变，同时减少匹配时间上的消耗，可以有效快速地进行区域匹配。

附图说明

图1为二维区域相交示意图；

图2为本发明的流程图；

图3为本发明的区域残差信息传输及一致性维护流程图；

图4为分层次结构示意图；

图5为本发明的范围Range相交情况示意图；

图6为本发明的范围Range匹配范围示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施办法。本发明把区域分成更新区域(Update Region，UR)和订购区域(Subscribe Region，SR)两类；对区域的数值残差设定坐标轴上的残差阈值(Dimension Change Threshold，DCT)，坐标轴上残差阈值因子(Dimension ChangeThreshold Factor，DCTF)；把区域信息网络报文分为区域快照信息(Region Snapshot Info，RSI)，区域差值信息(Region Delta Info，RDI)，区域心跳信息(Region HeartBeat Info，RHI)，区域请求信息(Region Request Info，RRI)四类。这三类报文用于不同的场合，同时。以下分别解释：

更新区域(Update Region，UR)，标示与此区域绑定的数据的兴趣为本区域，及凡是与本区域匹配的区域都是可以作为数据的接收方。

订购区域(Subscribe Region，SR)，标示所有此匹配的更新区域所绑定的数据都可以作为被接收的候选。

坐标轴上的残差阈值(Dimension Change Threshold，DCT)，它描述了区域信息相对当前快照该变量的最大允许值在维度上的投影，在某一维度上，区域相对当前快照的改变量超过该值，则应该产生新的快照，该值是维的属性，每一维应有不同的数值。由于不同区域在某一维上的范围大小不同，甚至可能差多个数量级，所以该值是区域的属性。因此，每个区域的每个维度都维护这样一个值。

坐标轴上的残差阈值因子(Dimension Change Threshold Factor，DCTF)，它描述了某一区域在某一维上范围(Range)的改变量与原来范围的长度之间的比例关系，是对DCT的另一种描述方法。因此每一个范围(Range)的DCT如所计算得到，这样就可以为所有的范围(Range)设立一个统一的DCTF来限定阈值。

区域快照信息(Region Snapshot Info，RSI)，包含某一时刻区域的快照信息，包括所有用于描述区域当前时刻的信息。它用于向其它节点发送修改量的参照基础，所有的区域差值信息都是基于某一快照产生的，同时在某一时刻整个仿真环境仅存在某一区域的单一快照。

区域残差信息(Region Delta Info，RDI)，用于描述某一区域的改变后与该区域当前快照之间的差量信息，它描述了区域以快照为起点的移动，它与上次移动无关，仅于当前快照相关。当区域差值大于某一阈值时则要降当前的区域信息生成快照替代上一版本的快照，以减少信息传递量和区域匹配的计算量。

区域心跳信息(Region HeartBeat Info，RHI)，用于描述某一时刻当前分布式系统中区域的摘要信息。区域心跳信息是定时将当前所有已发布的更新区域信息的当前快照产生一个摘要信息，向所有分布式节点发送区域核对信息，以保证整个分布式系统中，所有的节点都获知必须的区域信息，并根据该摘要核对自己存储的快照信息，以维护全系统的区域快照一致性。

区域请求信息(Region Request Info，RRI)，用于描述对于某一特定区域或区域集合信息的请求，它用于LRM发现本地存储的区域信息未能与全局保持一致时向GRK请求区域信息。

在以上定义的基础上，本发明按以下步骤实现，如图3所示：

第一步，节点按功能划分为三种类型，即客户节点、局部区域管理者和全局更新区域维护者；其中客户节点是区域残差信息的产生者，并向局部区域管理者提供该信息，在分布式虚拟环境中存在大量的客户节点；局部区域管理者只管理其服务的客户节点所产生的区域残差信息，并为其他局部区域管理者和全局更新区域维护者提供其管理的客户节点所产生的区域残差信息，在分布式虚拟环境中存在一定数量的局部区域管理者；全局更新区域管理者负责维护全局的更新区域一致性维护，在分布式虚拟环境中任一时刻只存在唯一的全局更新区域管理者；所述的区域残差信息有两种类型，一种是区域性质相对于当前快照的变化，称为状态残差，另一种是区域范围的数值描述相对于当前快照的变化，称为数值残差；

在本发明中，系统中有多个参与系统运行的分布式节点，按照这些节点所完成的功能不同，划分为三个层次，如图4所示。三个层次的节点分别为客户节点、局部区域管理者和全局更新区域维护者，分别详细介绍如下：

(1)户节点(Client Node，CN)：服务的使用者，是分布式系统服务的对象，它既可以是数据的产生者也可以是数据的消费者，客户节点是指针对服务节点来说它是服务的使用者。它可以和局部区域管理者为同一节点，但是在逻辑层次上它位于服务使用的层次；

(2)局部区域管理者(Local Region Manager，LRM)：负责对其管理范围内的消费节点的区域信息进行维护和区域匹配计算，它是分布式系统服务的提供者，可以和消费节点为同一节点；

(3)全局更新区域维护者(Global Region Keeper，GRK)：负责对整个仿真系统中的所有更新区域信息进行维护以及保持所有LRM上更新区域信息的一致性；是分布式系统的管理或者协调节点。

如图4所示，仿真客户节点与局部区域管理者之间、局部区域管理者与全局更新区域维护者之间，是多对一的关系，LRM负责协调管理多个CN(CN1…CNn)，GRK负责维护多个LRM(LRM1…LRMm)上区域的一致性。

第二步，区域信息是由客户节点用于表述其所产生或者消费的数据兴趣的一种方式，客户节点通过在路径空间上定义区域，根据区域之间的关系来判断某个客户端产生的数据是否是另一个客户端所需要的数据。区域信息由客户节点创建，客户节点可以在自己创建的区域上执行更改区域、将区域设定为某类数据的产生区域(更新区域UR)、将区域设定为某类数据接受的区域(订购区域SR)、解除区域与某类数据的绑定、删除操作，对所有残差建立一个传输模型以保证所有区域信息能够被正确的分发到所有需要的节点。客户节点(CN)产生一个区域残差信息，这个信息可以分为两类：一是改变区域的数值属性，如创建一个区域，改变区域的范围，这些操作改变的是区域本身的数值属性，如果数值的改变率超过RDTF则产生新的快照，新的快照版本号在当前快照版本号加一得到，否则发送于相对当前快照的残差信息，残差信息版本号在当前残差版本号上加一得到；二是改变区域绑定属性，如绑定或解除一个对象类与更新区域的绑定，带区域订购或解除订购某个类；所有的区域改变信息都应包含当前快照的版本，及基于该版本快照的残差版本号，以及当前的区域残差信息。客户节点将这个区域残差信息发送给为其提供服务的LRM。

第三步，LRM接收到来自CN的区域残差信息(RDI)后对信息进行判断，如果改变了的区域是一个更新区域，则将这个消息发送给GRK，并通知所有的LRM。LRM接收到来自其他LRM的区域残差信息，则将这个残差信息应用到本地存储的相对应的区域上，使本地所存储的区域信息保持于信息产生所在的CN一致；对于区域数值改变的存储采用快照加残差的方式，即记录快照信息，同时也记录当前残差信息，只有当CN发出新的快照时，才将上一版本的快照替代，形成新的快照信息。

第四步将区域投影到每一维上分别进行计算，区域在维上的投影称为range，对每一维上的range按端点的值进行排序，并统计这一维上最长的更新区域range和订购区域range，将它们的长度分别记为MaxUpdateRange(MUR)和MaxSubRange(MSR)，然后根据这一数值划定可能匹配的区间，在该区间内对数据进行匹配。

两个区域相交的情况如图5a所示，它满足B_U>A_L且B_L≤A_U，否则范围A与范围B不相交。所以两个Range相交的极限情况如图5b所示，即B_U＝A_L或B_L＝A_U的情况，在这种情况下两个区域只有一个端点相交，这是两个区域相交的极限情况。假设A为该维上最大的更新Range，其长度为L_A即L_MAX，B为该维上的订购Range，则所有与订购区域B相交的Range的下端点R_L和上端点R_U范围必须满足以下两个判定条件中的一条：

(1)R_L≥B_L-L_A且R_U>B_L

(2)R_U<B_u+L_A且R_L≤B_u

也就是说所有与B相交的Range的端点，无论是上端点还是下端点都必须落在一个确定的范围大小内，这个范围如图6所示，用区间表示则为[B_L-L_A，B_u+L_A)之间，凡是超出这个范围的Range均不可能与B相交。下面给出证明：

假设Range C与B相交，且区域C的上端C_U>B_U+L_A，C的长度L_C≤L_A。则由区域相交的条件可知C_L≤B_U，而L_C＝C_U-C_L，将以上关于C端点的不等式带入可得L_C>L_A，与假设矛盾，因而C_U必须落在范围内。同样可以证明当L_C必须落在该范围内。

因而，在任何维度上对一个给定的Range B都有一个如图6所示的范围，所有与之相交的Range的端点都落在这个范围内，但是并不保证所有落在该范围内的Range都与B相交，还必须满足两条相交条件之一。因而本发明采用划定匹配范围的方法减小匹配的此时，再通过精确的匹配使得最后得到的匹配信息一定是准确的。

以上的均是对于静态区域的匹配，在实际应用过程中，区域是经常移动的，区域不会是固定不变，所以在更多的情况是要应对区域的变化，针对所有变化的区域采用利用最大长度来划分范围的方法是可行的，但是并不是每个Range都有机会与最大的Range相交，所以以最大Range来计算相交范围是没有必要的，而且这会造成范围过大，而使得匹配计算量的增加。

观察所有与Range B相交的Range集合，它们是一个有限集合，因而它们的端点也是一个有限集合，端点之中必然有一个最大端点P_MAX和最小端点P_MIN，则区间[P_MIN，P_MAX)表示了所有与B相交的Range的端点的范围。任何Range与在没有Range进入这个区间或者移出这个区间时，这个区间不变。当有RangeB移动时，这个区间也会跟着变化，将进入和离开Range B的与P_MIN，P_MAX比较，并根据结果取新的P_MIN，P_MAX，可以得到一个动态的区间，当Range移动结束时，只要在这个新的区间内扫描就可以得到与RangeB相匹配的所有Range。该算法的具体步骤如下：

(1)新生成一个区域，则将这个区域的所有Range看成是从原点移动到该Range当前位置的移动，将该区域的所有Range转到2)做匹配计算；

(2)对每个Range分别计算移动过程中其最大匹配区间[P_MIN，P_MAX)的变化过程，并且根据移动过程计算匹配集合。计算过程如下：

(2.1)如果这个Range的下断点是往减小的方向移动，这时运用判定条件1，凡是Range的上端点与B的下端点相交的都是与B匹配的Range，将进入B匹配范围的Range的下端点的值与P_MIN比较，如果新的下端点值小于P_MIN，则将P_MIN置为新值；当移动停止时，计算所有下端点位于P_MIN于B上端点之间的Range的上端点，凡是上端点大于B下断点的都是与Range匹配的Range，并重新计算P_MAX。

(2.2)如果这个Range的上端点是往增大的方向移动，这时运用判定条件2，凡是Range的下端点与B的上端点相交的都是于B匹配的Range，将进入B匹配范围的Range的上端点的值与P_MAX比较，如果新的上端点值大于P_MAX，则将P_MAX置为新值；当移动停止时，计算所有上端点范围在A下端点到P_MAX之间的Range的下端点是否小于B的上端点，所有下端点小于B上端点的Range都是匹配得到匹配集合，并计算新的P_MIN。

(2.3)如果这个RangeB的下端点是往增大方向移动且Range的上端点往减小的移动方向移动，这个时候以最大Range长度L_MAX为极限匹配Range计算得到匹配区间[P_MIN，P_MAX)，其中P_MIN＝P_L-L_MAX，P_MAX＝P_U+L_MAX，P_L为B的下端点，P_U为B的上端点。

(3)对区域的每个Range执行步骤(2)，当所有Range的匹配都结束后，执行步骤(4)。

(4)从步骤(3)的匹配结果选出所有Range均与区域R相应维上的Range相匹配的区域加入到与R相匹配的区域集合当中，同时也将R加入到与之匹配的区域的匹配区域集合中。这时就得到了需要的匹配信息。

第五步，GRK接收到来之LRM的RDI消息，则将该消息应用于GRK所存储的区域之上，并将该残差存入历史数据中，GRK上所存储的区域残差都是可以回溯的，即GRK存储每一次的区域残差，以及所有的快照信息，它可以根据LRM的请求计算出当前时刻以前任何时刻的区域信息及快照信息。GRK定时向所有LRM发送上一次心跳到本次心跳时所有改变过的区域的摘要信息；

第六步，LRM接收到任何一个带区域残差信息的网络报文，检查报文中的区域快照号及版本号是否与本地所储存的相同，如果不同则向GRK请求相应的信息。同时将该残差记录下来，当正确的快照信息送达时则可以将这个残差记录应用于正确的快照之上。在LRM上同一时刻只存在任一区域的一个残差信息。GRK接收到一个RRI报文，将本地存储的区域的快照信息及基于这个快照的最新的残差发送给LRM。LRM接收到完整的区域信息后，将更新快照，并比较收到的最新残差和本地所储存的当前残差版本号做比较，如果接收到的残差信息版本号低于当前版本则使用当前版本作为LRM当前残差。否则以接收到的残差替换当前残差，执行第二部分中的计算步骤得到匹配信息，根据匹配信息向客户节点发送相关信息。

以上所述仅是分布式虚拟环境中基于位移残差的区域匹配方法的优选实施方法，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.分布式虚拟环境中基于位移残差的区域匹配方法，其特征在于步骤如下：

第三步，局部区域管理者对来自客户节点的区域残差信息进行判别，以决定是否向其他局部管理者及全局更新区域维护者提供该区域残差信息；

第五步，全局更新区域维护者收到区域残差信息，该区域残差信息是相对于快照记录当中的特定快照，收到该区域残差信息的时间，将该区域残差信息应用到快照上，生成的全局区域摘要信息采用历史记录的方式存储；

2.根据权利要求1所述的分布式虚拟环境中基于位移残差的区域匹配方法，其特征在于：所述第三步中局部区域管理者处理和决定的过程为：局部区域管理者对来自于自身管理的客户节点的信息先进行判断识别，根据该信息是否是更新区域为判别条件，决定是否向其他局部区域管理者及全局更新区域维护者发送该信息。

3.根据权利要求1所述的分布式虚拟环境中基于位移残差的区域匹配方法，其特征在于：所述第四步中进行匹配计算方法：局部区域管理者首先判断接收到的区域残差信息是状态残差还是数值残差，对于状态残差，改变当前区域信息状态，并根据区域信息状态的改变向该局部区域管理者所管理的客户节点发出通知；对于数值残差，利用这个数值残差，为已改变的当前区域寻找到和该区域匹配的区域的上界和下界，然后在这个区间内查找和当前改变区域匹配的其它所有区域，进行匹配计算。

4.根据权利要求1所述的分布式虚拟环境中基于位移残差的区域匹配方法，其特征在于：所述第六步中核对并修正的过程为：局部区域管理者将局部区域信息对比本地所存储的区域信息，找出不一致的区域信息向全局更新区域维护者要求正确信息，用以修正该节点所需要的区域信息。