CN101981878B - 分布式资源管理系统、分布式资源管理方法、及分布式资源管理程序 - Google Patents

Abstract

一种分布式资源管理系统，具有对应于改变通信网络上的资源的状态的预定事件中的每项事件的一个或多个资源管理进程，其中该通信系统上的多项任务中的每项任务可以使用多个资源。一个或多个资源管理进程中的每个进程包括：分配器，当该分配器接收到保护任意的特定任务免受其自身的进程所对应的改变资源的状态的事件的影响的请求时，以这样的方式向该任务分配包括已经被另一个资源管理进程选择的资源的备份资源，其中使用该资源的被请求保护的所有任务可以被保护免受改变资源的状态的事件的影响；以及指示器，该指示器向一个或多个恢复执行进程指示所分配的备份资源的信息。

Description

分布式资源管理系统、分布式资源管理方法、及分布式资源管理程序

技术领域

本发明涉及通信网络上的资源管理进程领域，其中该通信网络上的多项任务中的每项任务可以使用多个资源。

背景技术

当通信网络上的资源遭遇故障时，如果专用的备份资源已经被预先分配给使用该资源的任务，并且存在可用的用于检测故障的装置以及用于切换到备份资源的装置，则故障可以被自动修复。

然而，由于必须有尽可能多的备份资源或者必须有多于有效资源的备份资源可用使得资源开销过高，所以向所有任务分配专用的备份资源是有问题的。对于这个问题的一种有效的解决方案是通过在多项任务之间共享备份资源来减少所需资源的总数目。

如果备份资源被多项任务所共享，则当这些任务同时遭遇故障时，这些故障任务中的一项任务可以被修复，但是其他任务不能被修复。所以，如果备份资源被多项任务共享，则恢复的可能性低于专用的备份资源可分别用于各项任务的情况。为了避免恢复的可能性被降低，避免在很容易同时受到故障的影响的任务之间共享备份资源是有效的。

基于这种原则的备份资源分配进程在骨干通信构造设计(它的故障解决方案往往具有巨大的社会和经济影响)领域被积极研究。特别地，近几年的注意力被集中于基于SRLG(共享风险链路组)的备份路由设置技术，其中很可能同时遭受故障的通信资源被集中在一起。SRLG是指被单个故障事件同时禁用的一组资源。

只要任务使用恢复不同任务的备份资源，而不使用属于相同SRLG的作为有效资源的资源，就可以避免恢复资源的冲突(即使在单个故障的情况下)。非专利文献1揭示了以下内容：在这种条件下，用于全优化地分配备份资源的问题的复杂性是NP完整的。

非专利文献2提出了一种通过限制可能的组合和层级资源从而使它们能够被分解为小规模的问题而在实际的计算时间中计算资源利用计划的机制。

在相对于由该问题提出的所有SRLG的利用任务的列表可以被获知的情况下，以上的示例是涉及单个进程计算资源分配优化问题的公知示例。

然而，根据用于路由确定函数的一个计算进程会导致网络管理功能的脆弱性。为了避免这种缺陷，期望采用分布式备份路由设置机制，其中每个任务的管理进程各自确定备份资源。非专利文献3提出了这样的一种分布式共享备份路由设置机制，其中任务是通信路径并且任务管理进程是每个通信路径的源节点。

为了使开启节点设置能够保证用于单个故障的恢复的备份路径，必需从将被搜索的所有资源收集并持有被分配用于恢复每个SRLG的带宽的信息(在非专利文献3中，只有链路被处理)。将被源节点持有的信息的数量在整个网络上的资源的数目的平方阶上。所以，在大型网络中，信息的交换很可能对带宽和处理容量造成压力。

在以上示例中的任意示例中，由于针对任意SRLG(有效通信路径运行通过这些SRLG)的故障提供了相同的恢复路径，所以只有不属于任何SRLG的资源被选择作为备份资源。

如果备份资源被分别针对SRLG(有效通信路径运行通过这些SRLG)选择，则有可能以较高的效率分配资源。非专利文献4提出了一种选择备份资源的进程，从而使得用于设置备份资源的节点将利用恢复路径的组合恢复所有SRLG的故障。

然而，在该示例中，用于选择资源的节点需要持有与资源数目的平方阶类似的信息。如果资源被以分布方式结合在大型网络上，则信息的交换有可能对带宽和处理容量造成压力。

在以上的示例中，当具有不与有效资源的SRLG重叠的SRLG的资源被选择作为特定任务可以与其他任务共享的备份资源时出现的问题已经被指出。为了使用所选择的资源开启或者保留所选择的资源作为备份资源，需要用于所选择的资源的信令进程。例如，RSVP-TE(非专利文献5)作为用于获取资源的信令机制是公知的。这种信令机制可用于将在通信开始之前执行的有效资源的保留。

在利用相同资源恢复SRLG所需的带宽没有超过可以被用作保留的备份资源的容量的条件下，备份资源的保留被允许。为了判断容量，必需具有与由将被修复的任务获取的有效资源有关的信息。由于这种信息由已经选择资源的节点持有，所以如果非专利文献3和4中所公开的备份资源的选择被结合在分布式的方式中，则该信息可以被包括在备份资源保留请求消息中。包括这种扩展的资源保留信令协议在非专利文献6和专利文献1中被提出。

然而，这些示例中的任意一个都在以下方面存在问题：由于有效的备份资源的所有信令都需要在用于保证对于单个故障的恢复的任务开始被使用之前结束，所以从请求的发送到任务开始使用的延迟较大。另外，除了有关于资源状态的信息的交换消耗的带宽的以上问题外，存在当很多请求进入时，信令流量倾向于对通信和处理容量造成压力的问题。

为了使得可以与其他任务共享的备份资源被用来执行故障恢复，需要一种即便在备份资源被保留的情况下也用于确定多项任务中的哪一项将被修复的任务将使用备份资源的信令进程。此时，如果多个恢复路径被如非专利文献4所公开地定义，则用于激活恢复进程的节点必须识别经受了故障的SRLG，以确定将使用哪一条恢复路径来恢复故障。如果RSVP-TE被同时应用于多条恢复路径，而不是仅被应用于一条恢复路径，则由于资源的冲突使得恢复时间较长，并且带宽将被信令消息大大消耗。这个困难可以通过使用具有包括多条路径的范围的信令机制来避免，如专利文献2中公开的。

然而，以上的解决方案会引起以下问题：用于激活恢复进程的节点(源节点或者目的地节点)需要被相对于通信路径唯一地确定，并且如果检测到SRLG故障的节点由于具有高跳计数的通信路径而远离恢复进程激活节点，则向恢复进程激活节点指示故障的时间和带宽的消耗非常大。

为了使通信任务高度可靠，研究出一种用于恢复被多路复用的不同通信路径(而不是被作为通信路径的每项任务)的每个传输距离的机制(非专利文献7)。然而，由于一个恢复链路被分配给使用该距离中的资源的有问题的所有任务，所以对于一些任务而言资源没有被有效选择，并且整个网络上的资源利用效率低于非专利文献1至4的示例(非专利文献8)。

非专利文献1：S.Yuan和J.P.Jue所著的IEEE Globecom 2004的会议录中的第1770-1774页(2004)的“Dynamic Lightpath Protection in WDMMesh Networks under Risk-Disjoint Constraints”

非专利文献2：H.Matsuura、N.Murakami、K.Takami所著的IEICETrans.Commun.中的第E90-B栏第一项第51-61页(2007)的“DisjointSRLG Routing for GMPLS Networks by Hierarchically Distributed PCE”

非专利文献3：E.Bouillet和J.-F.Labourdette所著的IEEE/ACMTransactions on Networking中的第12栏第5项第920-930页(2004)的“Distributed Computation of Shared Backup Path in Mesh Optical NetworksUsing Probabilistic Methods”

非专利文献4：Z.-Li Tang和X.-M.Li所著的关于软件工程、人工智能、联网、以及并行/分布式计算的第8次ACIS Int’l Conf.的会议录的第60-65页(2007)的“A Mixed Shared and Multi Paths Protection Schemewith SRLG Constraints”

非专利文献5：“RSVP-TE：Extensions to RSVP for LSP Tunnels，”RFC3209

非专利文献6：“Signaling Extension for the End-to-End Restorationwith SRLG，”互联网草案，draft-choi-ccamp-e2e-restoration-srig-01.txt

非专利文献7：“Generalized Multi-Protocol Label Switching(GMPLS)Recovery Functional Specification，”RFC4426

非专利文献8：“Analysis of Generalized Multi-Protocol LabelSwitching(GMPLS)-based Recovery Mechanisms(including Protection andRestoration)，”RFC4428

非专利文献9：“Traffic Engineering(TE)Extensions to OSPF Version2，”RFC3630

专利文献1：日本No.2007-129782A

专利文献2：美国专利号No.7289450

发明内容

鉴于以上问题做出本发明。本发明的任务在于提供能够减少信令流量和处理负荷、避免时间和空间上的负荷集中的分布式资源管理系统、分布式管理方法、以及分布式资源管理程序。本发明通过在本地完成资源选择和恢复处理，来容易地将任务恢复保证引入大型网络。

为了实现以上任务，根据本发明的分布式资源管理系统包括在通信网络上对应于改变资源的状态的预定事件中的每项事件的一个或多个资源管理进程，其中该通信网络上的多项任务中的每项任务可以使用多个资源，所述一个或多个资源管理进程中的每个进程包括：

分配器，当该分配器接收到保护任意的特定任务免受其自身的进程所对应的改变资源的状态的事件的影响的请求时，以如下方式向所述任务分配包括已经被另一个资源管理进程选择的资源的备份资源：使得使用所述资源的被请求保护的所有任务可以被保护免受改变资源的状态的事件的影响；以及

指示器，该指示器向一个或多个恢复执行进程指示所分配的备份资源的信息。

根据本发明的分布式资源管理方法在通信网络上使用对应于改变资源的状态的预定事件中的每项事件的一个或多个资源管理进程，该通信网络上的多项任务中的每项任务可以使用多个资源，其中，所述一个或多个资源管理进程中的每个进程包括：

当它接收到保护任意的特定任务免受其自身的进程所对应的改变资源的状态的事件的影响的请求时，以如下方式向所述任务分配包括已经被另一个资源管理进程选择的资源的备份资源：使得使用所述资源的被请求保护的所有任务可以被保护免受所述资源状态改变事件的影响；以及

向一个或多个恢复执行进程指示所分配的备份资源的信息。

根据本发明的分布式资源管理程序使得计算机充当一个或多个资源管理进程中的每个资源管理进程。

根据本发明，备份资源不是被作为任务由通信路径的源和目的地节点处的任务管理进程选择的，而是由对应于改变任务所使用的资源的状态的事件的多个资源管理进程独立选择的。所以，信令流量和处理负荷被减少，并且时间和空间上的负荷集中被避免。本发明通过在本地完成资源选择和恢复处理，来容易地将任务恢复保证引入大型网络。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的分布式资源管理系统的配置示例的示意图；

图2是示出第一示例性实施例中的用于传输信令消息的路由的示意图；

图3是示出由资源管理进程201-5所持有的数据库的内容的部分的示意图；

图4是示出由资源管理进程201-5所持有的数据库的内容的部分的示意图；

图5是示出由资源管理进程201-6所持有的数据库的内容的部分的示意图；

图6是示出由资源管理进程201-6所持有的数据库的内容的部分的示意图；

图7是示出寄存在资源管理进程201-5中的任务3-3的信息的示例的示意图；

图8是示出寄存在资源管理进程201-6中的任务3-3的信息的示例的示意图；

图9是示出资源管理进程201-5中的反映根据链路状态路由协议的信令结果的资源状态列表的示例的示意图；

图10是示出资源管理进程201-6中的反映根据链路状态路由协议的信令结果的资源状态列表的示例的示意图；

图11是示出根据本发明的第二示例性实施例的分布式资源管理系统的配置示例以及用于传输信令消息的路由的示意图；

图12是示出由资源管理进程201-5管理的资源状态的数据库的部分的示意图；

图13是示出由资源管理进程201-5管理的经由中心任务(via-centertask)的数据库的部分的示意图；

图14是示出由资源管理进程201-6管理的资源状态的数据库的部分的示意图；

图15是示出由资源管理进程201-6管理的经由中心任务的数据库的部分的示意图；

图16是示出资源管理进程201-5中的反映根据链路状态路由协议的信令结果的资源状态列表的示例的示意图；

图17是示出资源管理进程201-5中的反映根据链路状态路由协议的信令结果的资源状态列表的示例的示意图；

图18是示出资源管理进程201-6中的反映根据链路状态路由协议的信令结果的资源状态列表的示例的示意图；以及

图19是示出资源管理进程201-6中的反映根据链路状态路由协议的信令结果的任务列表的示例的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述实现本发明的最佳模式。

(第一示例性实施例)

首先，下面将描述根据本发明的第一示例性实施例的分布式资源管理系统。

图1示出了根据本发明的第一示例性实施例的分布式资源管理系统的配置示例。

在图1中，100-A、100-B、…、100-G表示诸如写字楼和数据中心之类的中心，并且101-1、101-2、…、101-8表示设备(下文中称为“节点”)。

每个节点包括交换机(exchange)200、资源管理进程201、以及通信任务管理进程202。假设只要从源节点到目的地节点的传输带宽被保持，每项通信任务就可以被实现。在如图1所示的通信网络(该通信网络上的多项任务可以分别使用多个资源)上，一个或多个资源管理进程201对应于预先定义的改变资源的状态的多项事件中的每项事件。

每个资源管理进程201具有分配器(assignor)和指示器(indicator)。其中，当分配器接收到保护任意的特定任务免受其自身的进程所对应的改变资源的状态的事件的影响的请求时，以这样的方式向所述任务分配(选择)包括已经被另一个资源管理进程选择的资源的备份资源，其中使用该资源的被请求保护的所有任务可以被保护免受资源状态改变事件的影响。指示器向一个或多个恢复执行进程指示所分配的备份资源(选择备份资源的结果)的信息。指示器确定用于相应的资源状态改变事件和任务的组合的恢复执行进程，并向恢复执行进程指示当资源状态改变事件发生时任务将要使用的备份资源的信息。当每个资源管理进程201接收到更新资源状态的指示时，它仅使用由其自身的进程所持有的数据来优化备份进程选择。

任务所使用的节点之间的传输带宽由连接至交换机200的传输信道300提供。

通信任务管理进程201也兼作为运转中的恢复执行进程。针对与任务和资源状态改变事件成对地定义的每项影响事件(influential event)，确定恢复执行进程。当通信任务管理进程202检测到相应的备份资源的信息被指示给其的任务的状态改变时，或者检测到作为指示源的资源管理进程201所对应的资源状态改变事件的发生时，通信任务管理进程202激活恢复任务的处理。

换言之，资源管理进程201向通信任务管理进程202指示备份资源的选择结果，并且当恢复执行进程检测到其自身的进程所对应的影响事件中包括的资源状态改变时或者检测到任务状态改变时，恢复执行进程激活恢复任务的进程。

资源管理进程201和通信任务管理进程202可以被作为单独的软件(分布式资源管理程序等)安装在相同的硬件上，或者可以使它们的功能一起存在于相同的软件中。

传输信道300包括双向传输信道。出于说明的目的，传输信道300-z在节点100-x和节点100-y之间延伸，并且如果“x＜y”，则从100-x到100-y方向的传输信道被称为300-z的下行链路传输信道，并且从y到x方向的传输信道被称为300-z的上行链路传输信道。

所有节点中的通信任务管理进程202根据诸如扩展的OSPF-TE(参见非专利文献9)之类的链路状态路由协议，共享传输信道300-1、300-2、…、300-10的带宽利用状况。关于传输信道的共享信息包括传输信道容量、被用作有效资源(active resource)的带宽、以及被保留作为备份资源的带宽。链路状态路由协议充当在不同的资源管理进程201之间共享可以被选择作为备份信息的资源的状态信息的信息共享器的示例。

根据本示例性实施例，被假设为故障的状态改变事件是指由自然灾害或攻击导致的中心故障(center fault)。例如，假设当中心100-D遭受故障时，节点101-4和101-5二者均被禁用。根据本发明，由于资源管理进程需要被唯一地与状态改变事件相关联，所以必须预先确定资源管理进程201-4和201-5中的哪一个应该处理中心100-D的故障。这里，假设资源管理进程201-5处理中心100-D的故障。为了从中心100-D的故障恢复经过节点101-4而不是节点101-5的任务，必须执行用于执行不仅处于资源管理进程201-4上而且处于资源管理进程201-5上的任务的信令。如果资源管理进程201-4和201-5的数据库的内容能够被永远地相互同步，则它们二者可以处理中心100-D的故障。图1中所示的其他中心的故障由仅属于各中心的各资源管理进程201处理。

下面将描述第一示例性实施例的操作。

假设在图1中所示的通信网络中，用于从节点101-3到节点101-7的带宽保证通信的任务开启请求被从任务管理进程202-3发送。还假设任务管理进程202-3指定由节点101-3、101-4、101-5、101-6、101-7、以及将这些节点互连的传输信道组成的路由。此时，任务开启请求的信令消息被传输通过图2中所示的信道。

接收到信令消息的资源管理进程基于使用受(其自身的进程所对应的)改变资源的状态的事件(中心故障)影响的资源的将被恢复的任务的列表、以及关于通过链路状态协议更新的整个网络的链路带宽利用和保留状况的信息，选择用于信号发送任务(signaled task)的备份资源。然而，由于对应于中心100-D的故障的资源管理进程由202-5表示，所以资源管理进程202-4不选择备份资源而是保持有效资源(尽管它处于信令路由上)。

下面将描述作为资源管理进程用于选择备份资源的操作的示例的资源管理进程201-5用于选择资源的操作。

假设任务管理进程202-3选择的资源被指定为信令消息中的有效资源，并且节点202-5的处理负荷以及传输信道300-5、300-6的下行链路传输信道的带宽被指定用于资源管理进程201-5。资源管理进程201-5确认这些资源是可用的。资源管理进程201-5根据下面描述的序列有效地选择备份资源。在选择序列结束之后，信令消息被传输到下游节点中的资源管理进程201-6。

图3和4示出了在资源管理进程201-5接收到图2中所示的任务开启请求的信令消息之前，由资源管理进程201-5所持有的数据库的内容的部分。

图3示出了可以被用作根据链路状态路由协议获取的备份资源的资源列表。为了简短，只有传输信道被列出(基于这样的假设，其中如果传输信道可以被保留，则用于在这些传输信道之间传输数据的节点的处理容量必须可用)。在图3中，“ACTIVE BANDS IN USE(使用中的有效带宽)”代表被所有任务用作有效资源的带宽的总和，“ALL BACKUPBANDS RESERVED(保留的所有备份带宽)”代表被所有任务保留的作为备份资源的带宽的总和，以及“BACKUP BANDS RESERVED BY ITSOWN PROCESS(由其自身的进程保存的备份带宽)”代表由其自身的进程保留的带宽的总和。

图4示出了使用由其自身的进程管理的资源的任务的列表。从图3和图4可以看出，从节点101-1到节点101-6的带宽保证通信的任务(任务ID＝3-1)保留传输信道300-2和300-3作为备份资源。尽管还存在从节点101-3到节点101-6的带宽保证通信的另一个任务(任务ID＝3-2)，但是没有备份资源被分配给该任务。没有备份资源被分配给该任务的原因是，相应的任务管理进程没有请求故障恢复。

假设资源管理进程201-5通过图2中所示的路由接收到针对新任务(任务ID＝3-3)的开启请求信令消息，并且作为信令源的任务管理进程202-3请求该任务使用“4”的带宽。

为了使该任务能够从中心100-D的故障恢复，例如通过“4”来保留传输信道300-3和300-2的带宽作为备份资源并且使用这些资源来在故障的情况下保持从节点101-3经由节点101-3到节点101-6的路由。该路由将被称为路由1。该任务还可以通过利用4来保留传输信道300-3、300-1、以及300-8的带宽并使用从节点101-3经由节点101-1和101-2到节点101-7的路由来恢复。这个路由将被称为路由2。资源管理进程201-5比较当包括在所有可恢复路由中的资源被保留时引起的开销增长，并且选择组成开销增长最低的路由的备份资源。例如，由以下等式(1)代表的开销函数被用来计算路由的开销增长。根据开销函数，当路由2被选择时实现了最低的开销增长。备用容量由以下等式(2)代表。

路由开销＝组成路由的所有传输信道的(传输信道容量/备用容量)之比的总和                                            (1)

备用容量＝传输信道容量—使用的有效带宽—保留的所有备份带宽

                                                (2)

假设对于其中的被保留的所有备份带宽由r代表并且由其自身的进程保留的备份带宽由w代表的资源S，如果新的带宽被保留作为备份资源(由w’代表)，则由其自身的进程保留的备份带宽W和被保留的所有备份带宽R由以下等式(3)和(4)表示：

W＝w+w’                    (3)

R＝Max(W，r)                (4)

因此，如果被保留的所有备份带宽大于通过新的保留而增加了的由其自身的进程保留的备份带宽，则由于当前保留导致的开销增加为零。这反映了这样的事实：用于由其自身的进程处理的故障的备份资源和用于由其他资源管理进程处理的故障的备份资源可以被共享。由于这些备份资源不是被同时使用，并且由于只有在故障时最坏情况下的较大带宽被使用，所以备用容量不被影响，除非由其自身的进程保留的备份带宽超过了由其他进程保存的备份带宽。所以根据通过以上开销函数选择的路由，在任何一个中心故障的情况下所有的任务都可以被恢复(如果备用容量为零，则开销为无限大并且所选择的路由被禁用)。任何期望的开销函数都可以被选择，只要它能保证在单个故障的情况下将要恢复的资源之间没有冲突。例如，除了以上元素外，诸如传输信道的可靠性之类的参数可以被包括。可划分到多个路由的任务不可以通过单个路由被恢复，但是恢复带宽可以被分布到多个路由。

基于以上的计算，资源管理进程201-5将包括包含在路由2中的资源的列表的选择结果以及恢复执行进程的选择结果插入任务开启请求信令消息，并且将该任务开启请求信令消息传输至下游资源管理进程。由于资源管理进程是用于在中心故障的情况下执行恢复的进程，所以其需要处于中心100-D的外部。例如，如果资源管理进程最初由于保存信令带宽以及容易检测到故障的位置而被选择，则资源管理进程可以是位于有效资源的信令路由上的任务管理进程202-6或者202-7。如果信令资源的任务管理进程在信令消息中被指定，或者如果源节点和目的地节点中的任务管理进程被根据系统默认而确定，则资源管理进程被根据这些指定或者根据确定的任务管理进程而选择。根据本示例性实施例，任务管理进程202-6被选择作为用于由任务ID＝3-3和中心ID＝100-D定义的影响事件的恢复执行进程。

下面将描述接收通过图2中所示的路由从资源管理进程201-5传输的任务开启请求信令消息的资源管理进程201-6的操作。

首先，由任务3-3和中心100-D定义的影响事件被作为将由任务管理进程202-5恢复的对象寄存在相同的节点中。另外，在中心100-E的情况下用于恢复任务3-3的备份资源被与资源管理进程201-5实现的相同进程选择。

图5和6示出了由资源管理进程201-6所持有的数据库的内容的部分。由于资源管理进程201-5和201-6二者根据相同的链路状态路由协议共享资源信息，所以图5和图6中所示的这些以及图3和图4中所示的这些之间的不同仅在于备份带宽是由其自身的进程保留的。从图5和图6可以看出，任务ID＝1-1的任务已经保留了传输信道300-1和300-8的带宽作为备份资源。与资源管理进程201-5一样，资源管理进程201-6根据等式(1)至(4)计算能够恢复任务3-3的所有恢复资源的开销，并且获取这样的结果：从节点101-4经由节点101-8向节点101-7延伸的路由(传输信道300-9和300-10被保留)导致最低的开销增长。因此，传输信道300-9和300-10被选择作为用于由任务ID＝3-3和中心ID＝100-E定义的影响事件的备份资源。另外，例如，任务管理进程202-7被选择作为用于相同的影响事件的恢复执行节点。资源管理进程201-6将该结果传输到图2中所示的充当下一个任务开启请求信令目的地的任务管理进程202-7。

如果以上的前向路由信令成功，则任务3-3的信息被后向信令寄存在资源管理进程201-5和201-6中，分别如图7和图8所示。

本示例性实施例的操作被总结如下：根据要求保证用于从信号故障的恢复的任务的资源保持信令(即，当任务保护请求被接收时)，每个资源管理进程基于存储在其自身的数据库中的资源状态列表和任务列表选择备份资源，从而使得使用资源的被请求保护的所有任务可以被保护免受改变资源状态的事件的影响，并且向恢复执行节点指示结果。

根据非专利文献1至4中所示的背景技术，假设特定节点选择用于每项任务或者整个网络的备份路由。在这种情况下，根据本发明，延伸通过中心的任务的列表(图4和图6)、或者关于任务对资源选择所作的限制的信息(由每个资源管理进程单独管理)必须被集中在用于选择路由的节点上。应该理解，如此产生的用于在节点之间交换任务信息的通信可以根据本发明进行分配。

以上没有提及用于保留备份资源的信令。一些实现方式可以用于这种信令。一种实现方式是执行用于每个影响事件的恢复执行进程或者执行已经选择备份资源的资源管理进程的方法。根据该方法，例如针对由任务3-3和中心100-D定义的影响事件，相应的资源管理进程201-5或者恢复执行进程202-6执行用于保留所选择的备份资源300-3、300-1、和300-8的资源管理进程201-3、201-1、201-2、和201-7上的信令。替代地，保持了有效资源并且选择了备份资源的任务管理进程202-7或者结果已经从其返回的任务管理进程202-3可以执行信令。在这种情况下，必须针对中心100-D和100-E执行用于保留备份资源300-3、300-1、300-8、300-9、和300-10的资源管理进程201-3、201-1、201-2、201-7、201-8上的信令以免受影响事件的影响。以任意速率，在获取了备份资源保留信令的结果之后，恢复执行节点判断备份资源实际可用。如果备份资源保留信令发送进程是恢复执行进程本身，则对恢复执行节点的信令结果的指示是显然的。然而，如果备份资源保留信令发送进程是任务管理进程，则信令结果需要被单独向恢复执行节点指示，除非任务管理进程兼作为恢复执行进程。下面描述作为资源管理进程的备份资源保留信令发送进程。

如果任务管理进程执行备份资源保留信令，则备份资源保留信令的通信量由从任务管理进程开始的信令通信的数量的总和至由对应于改变资源(该资源影响任务的有效资源)的状态的事件的资源管理进程选择的备份资源组的总量。如果资源管理进程如图2中所示地沿着任务开启信令路由的路由连续选择备份资源，则备份资源组的总和可以通过在下游资源管理进程选择备份资源的过程中反映上游资源管理进程选择备份资源的结果而被降低。所以，信令开销可以被降低。具体地，每个资源管理进程对于备份资源的选择可以被执行，以最小化没有被包括在位于其自身的进程的上游资源管理进程选择的备份资源组的总和中的资源的数目。这种选择可以通过改变根据等式(1)的开销函数从而增加没有被包括在上游资源管理进程所选择的备份资源组的总和中的资源的开销而做出。

根据等式(2)至(4)计算出来的开销增加为零的资源，即由于其自身的进程对备份资源的保留导致的开销增加为零的资源可以被认为将在资源信息被链路状态路由协议更新时被保持。然而，为了避免由其自身的进程选择的备份资源由于保留了该资源的另一个资源管理进程的释放而不被保持，信令是必需的。例如，当每个资源管理进程从另一个进程接收释放请求时，如果被保留的所有备份带宽根据等式(4)被减少，则减少的资源被宣布为“TO BE RELEASED(将被释放)”，并且在特定时间T之后被实际释放。用于保留备份资源的信令如果在T内被完成则是充分的(除了将要释放的资源以外)，并且不必在备份资源被选择之后立即被执行(用于保留备份资源的信令不是在备份资源被确定之后被立即完成，而是在随后的T内被完成)。这样，信令的定时被分布，从而防止了通信负荷在短时间内集中。结果，在存在很多保留的备份资源的情况下，即在网络带宽的利用率大并且网络负荷大的情况下，信令负荷的集中被降低。

在用于备份资源的信令之后，反映了根据链路状态路由协议的信令结果的资源状态列表在分别在图9和图10中所示的资源管理进程201-5和201-6中被更新。由于列表被如此更新，所以每个资源管理进程可以进一步只使用由其自身的进程所持有的数据来对备份处理选择进行优化。例如，如图10中所示，由于由其自身的进程保留的备份带宽以及被保留的所有备份带宽针对资源300-9的上行链路传输信道、甚至针对资源300-10的上行链路传输信道相等，所以从等式(4)可以预见当由其自身的进程保留的备份带宽减少时被保留的所有备份带宽减少。(被保留的所有备份带宽—由其自身的进程保留的备份带宽)的值为用于资源300-1和300-8的下行链路传输信道的“2”和用于资源300-3的上行链路传输信道的“7”。因此，即使只有当前由使用资源300-9的下行链路传输信道和资源300-10的上行链路传输信道的路由(路由A)承载的备份带宽4的“2”被分发给使用资源300-3的上行传输信道和资源300-1的下行链路传输信道的路由(路由B)，路由B的开销也将不会增加。只有备份带宽4的“2”路由A的开销保持不变或者被降低。因为以上的细节可以仅从资源管理进程201-6所持有的信息中获知，所以资源管理进程201-6可以判决备份资源的选择应该被如上所述地改变，以降低开销。如果判决被发送至恢复执行进程并且在判决时信令在新选择的备份资源上被执行(其可以在特定时间T之内没有被释放的资源上被执行)，则路由可以在不直接向其他资源进程和请求资源任务管理进程指示的情况下被改变。

当资源管理进程执行用于保存备份资源的信令处理时，结果被贮存，然后图2中所示的任务开启请求信令可以被传输至下一个资源管理进程。在这种情况下，如果备份资源的保留结果被包括在信令消息中，则接收到信令消息的下游资源管理进程可以在资源状态数据库中反映保留结果。换言之，当资源管理处理201-6选择用于任务3-3的备份资源时，与图10中所示相同的信息可以被引用，而不需要等待被根据链路状态路由协议而更新，从而使得最佳资源能够在更早的时间被选择。

该操作的以上描述是以这样的前提为基础的：在实际的任务恢复进程被要求之前(由于故障检测)，每项任务需要保留由资源管理进程选择的备份资源。然而，这样的任务可以被定义，其中该任务请求资源管理进程选择备份资源并且将选择结果发送至恢复执行进程，但是该任务不要求所有的进程在任务恢复进程被激活之前保留所选择的备份资源。在任务恢复进程被激活之前所选择的备份资源是否需要被保留可以基于包括在任务激活信令消息中的保护请求的类型字段的值来确定。在这种情况下，尽管不能保证对于选择但是不保留备份资源的任务的从单个状态挑战事件的恢复，但是恢复执行进程持有具有高恢复成功可能性的备份路由。这种任务被给予了这样的可靠性，其中该可靠性低于保留备份资源的任务但是高于没有选择备份资源的任务(诸如，任务ID 3-2)。

(第二示例性实施例)

下面将描述根据本发明的第二示例性实施例的分布式资源管理系统。

假设如果从源到目的地的传输带宽被保持，则根据以上示例性实施例的通信任务可以被执行。本发明还可用于需要保留传输带宽以外的资源的任务。图11示出了根据第二示例性实施例的配置示例以及用于传输信令消息的路由。

如图11中所示，一些节点101-x包括数据处理器400-x。当从源到目的地的传输带宽以及数据处理吞吐量被保持时，根据本示例性实施例的一些任务可以被实现。数据处理被假设为视频和音频数据的数据加密或者编解码转换。这些进程伴随着数据处理器的吞吐量的消耗，并且用于这些进程的数据处理器的总吞吐量是固定的。数据处理器的吞吐量利用和保留状况、以及传输信道资源的带宽利用和保留状况被这些节点共享。图12和13示出了由资源管理进程201-5管理的经由中心任务和资源状态的数据库的部分。图14和15示出了由资源管理进程201-6管理的经由中心任务和资源状态的数据库的部分。数据处理被假设为诸如数据加密或者编解码转换之类的在用于每项任务的路由上仅执行一次的进程。所以，例如，任务3-1经过分别具有数据处理器400的两个节点101-4和101-5，并且只有一个数据处理器400-5对该任务执行数据处理。

假设与以上的示例性实施例一样，任务管理进程202-3发送对于激活被保证用于从来自节点101-3至101-7的单个中心故障的恢复的任务ID＝3-3的任务的请求。还假设该任务需要单个信号处理进程。信令路由在图11中示出，并且传输信道300-4、300-5、300-6、300-7、以及数据处理器400-5被选择作为有效资源。当信令路由上的每个资源管理进程接收到信令消息时，与以上示例性实施例一样，其保持有效资源并选择备份资源。资源管理进程201-5选择包括传输信道300-3、300-1、和300-8的路由作为用于请求任务的备用资源，并且选择400-1作为用于数据处理的备份资源。

在以上的示例性实施例中，资源管理进程201-5选择由传输信道300-9和300-10组成的路由。在本示例性实施例中，由于该路由上可用的数据处理器400-4的处理容量不足以被当前处于工作状态的任务3-2和新信令源任务3-3同时使用，所以不能选择该路由。可用的路由是使用与有效数据处理器400-5相同的数据处理器并且延伸至节点101-7，使用上行传输信道300-5、下行链路传输信道300-9、以及上行链路传输信道300-10作为备份传输信道的路由。该路由将被称为路由K。使用传输信道300-3、300-1、300-8、以及数据处理器400-1的另一个路由也是可能的，并且将被称为路由J。这两个路由的开销增长可以根据等式(1)至(4)计算。结果发现路由J将导致更低的开销增长，从而组成路由J的资源被选择作为备份资源。在信令在资源管理进程所选择的备份资源上被执行之后，反映根据链路状态路由协议的信令结果的任务和资源状态的列表在图16和17中所示的资源管理进程201-5中被更新，并且在图18和19中所示的资源管理进程201-6中被更新。

根据以上的示例性实施例，如上所述，备份资源不是被作为任务由通信路径的源和目的地节点处的任务管理进程选择的，而是由对应于改变任务所使用的资源的状态的事件的多个资源管理进程独立选择的。所以，信令流量和处理负荷被降低，并且时间或者空间上的负荷集中被避免。本发明通过在本地进行资源选择和恢复处理，很容易地将任务恢复保证引入了大型的网络。

以上参考示例性实施例描述了本发明。然而，本发明不限于以上的示例性实施例。相反，在不脱离本发明的范围的条件下，可以对本发明的排列和细节做出各种改变。

例如，以上的示例性实施例可以被简单地应用于在数据处理之前和之后请求的带宽相互不同的情况。该情况对应于在诸如数据压缩之类的数据处理之前和之后改变数据速率的实例。以上的示例性实施例中的源节点和目的地节点可以是相同的。本申请对应于这样的客户端—服务器通信，其中相同的源节点和目的地节点充当客户端和作为服务器的数据处理器。应用于本申请的本发明使得以低开销将恢复通信路由的故障抵抗能力添加到客户端请求服务器提供的吞吐量保证任务成为可能。

另外，本发明可用于存在多个源节点或者目的地节点的情况。例如，用于根据期望的数据处理进程压缩数据并且将压缩后的数据多播到多个目的地源的任务可以通过本发明被高度有效地保护。

本申请基于并要求于2008年3月31日递交的日本专利申请No.2008-089325的优先权，该申请的全部内容通过引用被结合于此。

Claims (9)

1.一种分布式资源管理方法，该分布式资源管理方法在多项任务中的每项任务能够使用多个资源的通信网络上，使用对应于改变资源的状态的预定事件中的每项事件的一个或多个资源管理进程，其中，对于所述一个或多个资源管理进程中的每一个：

当它接收到保护任意的特定任务免受其自身的进程所对应的改变资源的状态的事件的影响的请求时，以使得使用所述资源的所有被请求保护的任务能被保护以免受所述资源状态改变事件的影响的方式来向所述任务分配包括已经被另一个资源管理进程选择的资源的备份资源；以及

向一个或多个恢复执行进程指示所分配的备份资源的信息，

其中，通过在本地完成资源选择和恢复处理，来将任务恢复保证引入大型网络，

其中，资源管理进程具有使用受其自身的进程所对应的、改变资源的状态的事件影响的资源的将被恢复的任务的列表，并且具有关于整个网络的链路带宽利用和保留状况的信息，并且

其中，基于该列表和该信息，通过使用开销函数，资源管理进程计算不经过资源管理进程的路由的开销增长，并且选择组成开销增长最低的路由的备份资源作为将被恢复的任务的备份资源。

2.根据权利要求1所述的分布式资源管理方法，指示步骤确定用于改变资源的状态的相应事件和任务的组合的恢复执行进程，并且向所述一个或多个恢复执行进程指示当改变资源的状态的事件发生时任务将使用的备份资源的信息。

3.根据权利要求1所述的分布式资源管理方法，其中所述一个或多个恢复执行进程在检测到被指示了相应的备份资源信息的任务的状态改变时或者在作为指示源的资源管理进程所对应的改变资源的状态的事件发生时，激活用于所述任务的恢复进程。

4.根据权利要求1所述的分布式资源管理方法，其中当所述一个或多个资源管理进程中的每一个资源管理进程接收到来自另一个进程的释放请求时，如果被保留的所有备份带宽由于所释放的资源而被减少，则所述一个或多个资源管理进程中的每一个资源管理进程把将被减少的资源宣布为将被释放的资源，并且在特定时间之后实际释放这些资源。

5.根据权利要求4所述的分布式资源管理方法，其中用于保留所述备份资源的信令在备份资源被确定之后的特定时间内的期望定时处被完成。

6.根据权利要求1所述的分布式资源管理方法，还包括：

在不同的资源管理进程之间共享能够被选择为所述备份资源的资源的状态信息；

其中当所述资源管理进程中的一个或多个中的每一个资源管理进程接收到更新资源状态的指示时，所述资源管理进程中的一个或多个中的所述每一个资源管理进程仅使用由其自身的进程所持有的数据来优化备份资源选择。

7.根据权利要求1所述的分布式资源管理方法，其中当所述资源管理进程中的一个或多个中的每一个资源管理进程接收到任务激活信令消息时，所述资源管理进程中的一个或多个中的所述每一个资源管理进程确定备份资源并执行保留信令，然后将结果传输给下游资源管理进程；并且

已经接收到所述结果的所述下游资源管理进程将所接收的所述备份资源的信息反映在资源状态数据库中并且选择所述备份资源。

8.根据权利要求1所述的分布式资源管理方法，其中当所述资源管理进程中的一个或多个中的每一个资源管理进程向被请求保护的任务分配备份资源时，所述资源管理进程中的一个或多个中的所述每一个资源管理进程优先分配已经被另一个资源管理进程分配的资源作为用于相同任务的备份资源。

9.根据权利要求1所述的分布式资源管理方法，其中在根据所述一个或多个恢复执行进程的恢复进程被激活之前，所分配的备份资源没有被保留用于所述被请求保护的任务中的一些任务。