CN103580957B - 一种无中心网络的节点状态快速监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无中心网络的节点状态快速监测方法，属于计算机网络领域。该方法的基本思想是，首先建立一个无中心节点的计算机网络，网络中具有P₁～P_k共k个节点，节点中存储节点状态表；然后在当前监测周期内，每个开机节点均向其下一个开机节点发送状态监测包；若一开机节点P_i连续m个监测周期内均未接收到状态监测包，则P_i的上一开机节点故障，P_i更新节点状态表并广播状态更新包；若任一关机节点P_j开机入网，由P_j向其下一开机节点发送状态监测包；P_j的下一开机节点接收到状态监测包之后，更新节点状态表并广播状态更新包，开机节点收到状态更新包后更新节点状态表。本方法适用于无中心网络的节点状态监测。

Description

一种无中心网络的节点状态快速监测方法

技术领域

本发明涉及一种无中心网络的节点状态快速监测方法，属于计算机网络领域，适用于无中心节点的计算机网络，尤其适用于并行处理应用的无中心网络。

背景技术

在现有的计算机网络技术领域，并行处理应用主要采用的网络架构有两种：一种为计算机集群网络，另一种为无中心节点的计算机网络即为无中心网络。

其中计算机集群网络包括集群管理节点和集群计算节点几类不同用途的网络节点。集群管理节点的主要作用是用来分配和管理集群系统的用户帐号和权限，在实际的应用中集群管理节点通常安装集群管理软件，作为主节点对整个集群进行监控、管理和作业调度等工作；集群计算节点的主要作用是科学计算、运行并行计算程序，是计算机集群网络的主体。

可以看出在计算机集群网络中，是由集群管理节点统一实现对集群计算节点的状态监控和作业调度等，即集群管理节点是网络中的中心节点或关键节点，如果集群管理节点出现故障，则导致整个计算机集群网络处于瘫痪状态，因此为了提高计算机集群网络的可靠性，通常都是用两台互为热备的服务器作为集群管理节点，但是仍然会存在着网络整体瘫痪的可能性。

为了避免这种网路整体瘫痪的可能，无中心网络应运而生。

在无中心网络中，各计算机在控制地位上是平等的，没有主备之分，当有新任务发起或有计算机出现故障时，由网络中各计算机自行发起任务调度控制。任意一台或者几台计算机节点出现故障都不会影响网络完成并行处理应用的能力。

目前相对于无中心网络的研究，其研究重点都在于无线传感器网络，受限于无线传感器能量的限制，无线传感器网络的节点监测方法较多考虑节能因素，并不适用于计算机网络，因此如何对无中心节点的计算机网络进行节点状态监测是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种无中心网络的节点状态快速监测方法，目的在于针对无中心节点的计算机网络，提出一种适用于并行处理应用的无中心网络节点状态快速监测方法，以解决无线传感器网络的节点监测方法不适用于计算机网络的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案为，该方法包括如下步骤：

步骤1、建立一个无中心节点的计算机网络，该网络中具有k个节点，对于每个节点进行顺序编号记为P₁～P_k，每个节点中均存储节点状态表；

节点状态表中记载所有节点的节点编号、IP地址以及开关机状态；

根据节点状态表中所记录的节点的开关机状态，将处于开机状态的节点记为开机节点，处于关机状态的节点记为关机节点；

步骤2、在当前监测周期内，所述开机节点均按照节点的编号顺序向其下一个开机节点发送状态监测包；其中编号为最末的开机节点以编号最靠前的开机节点作为下一开机节点；

对于任一开机节点P_i，若P_i接收到其上一个开机节点发送的状态监测包，则获知该P_i的上一个开机节点状态正常；若其P_i连续m个监测周期内均未接收到其上一开机节点的状态监测包，则使P_i更新自身所存的节点状态表，将P_i的上一开机节点的编号对应表项中的开关机状态修改为关机，P_i向网络中其他所有开机节点广播状态更新包；

状态更新包中包括修改状态的节点的编号、IP地址以及开关机状态；

开机节点接收状态更新包，根据状态更新包更新各自所存储的节点状态表；

对于任一关机节点P_j，若P_j开机入网，根据节点状态表，由P_j向其节点编号后的下一开机节点发送状态监测包；若P_j的下一开机节点接收到P_j发送的状态监测包，则判断P_j已入网，P_j的下一开机节点更新自身所存节点状态表，将P_j的节点编号对应表项中的开关机状态修改为开机，P_j的下一开机节点向网络中其他所有开机节点发送状态更新包。

有益效果：

1、本发明所提供的一种无中心网络的节点状态快速监测方法，可在一个节点状态监测周期内快速完成对在网所有节点的状态监测，通常一个节点状态监测周期可控制在20ms内，同时本发明可以动态地实现节点的入网和退出，当节点开机加入网络时，只需一个节点状态监测周期即可完成全网节点状态表的更新。

2、在本发明的整个监测过程中仅存在一个节点状态表和两类数据包：状态监测包及状态更新包，且状态监测包内容不做限制，状态更新包的具体格式与节点状态表一致，可以很大程度地简化实现过程。

附图说明

图1为本发明中状态监测包流向图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本方法具体为以下步骤：

步骤1、建立一个无中心节点的计算机网络，该网络中具有k个节点，对于每个节点进行顺序编号，记为P₁～P_k，每个节点中均存储有节点状态表，其中节点状态表记录所有节点的节点状态；

在实际的应用中可以使用二维表的形式建立节点状态表，则以节点编号建立各条表项，每条表项中存储的内容包括IP地址以及开关机状态，节点编号为表项的唯一索引项，即可以通过节点编号对节点状态进行查找。

根据节点状态表中所记录的节点的开关机状态，将处于开机状态的节点记为开机节点，处于关机状态的节点记为关机节点。

步骤2、在当前监测周期内，所有的开机节点均按照节点的编号顺序向下一个开机节点发送状态监测包；其中编号为最末的开机节点以编号最靠前的开机节点作为下一开机节点。其中状态监测包以单播的方式进行发送。

如图1所示，假设P₁、P₂、P_m与P_k均为开机节点，P_n为关机节点，则P_k的下一开机节点为P₁。则状态监测包以图中箭头所示方向发送。

其中状态监测包内容任意设定；只要当前开机节点能够接收到状态监测包即可证明其上一开机节点状态正常，无异常退出或关机现象发生。

对于任一开机节点P_i，若P_i接收到其上一个开机节点发送的状态监测包，则该P_i的上一个开机节点状态正常；若其P_i连续m个监测周期内均未接收到其上一开机节点的状态监测包，则使P_i更新自身所存的节点状态表，将P_i的上一开机节点的编号对应表项中的开关机状态修改为关机，P_i向网络中其他所有开机节点广播状态更新包。

其中m的值可根据实际效果自行设定。

状态更新包中包括修改状态的节点的编号、IP地址以及开关机状态，以广播的方式进行发送。

开机节点接收状态更新包，并根据状态更新包更新各自所存储的节点状态表。

对于任一关机节点P_j，若P_j开机入网，根据节点状态表，由P_j向其节点编号后的下一开机节点发送状态监测包；若P_j的下一开机节点接收到P_j发送的状态监测包，则判断P_j已入网，由于P_j已发生改变，则需要更新节点状态表并向其他开机节点广播状态更新包，但是P_j可能并不处于稳定的开机状态，因此需要P_j的下一开机节点更新自身所存节点状态表，将P_j的节点编号对应表项中的开关机状态修改为开机，并且由P_j的下一开机节点向网络中其他开机节点发送状态更新包。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种无中心网络的节点状态快速监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、建立一个无中心节点的计算机网络，该网络中具有k个节点，对于每个节点进行顺序编号记为P₁～P_k，每个节点中均存储节点状态表；

所述节点状态表中记载所有节点的节点编号、IP地址以及开关机状态；

根据节点状态表中所记录的节点的开关机状态，将处于开机状态的节点记为开机节点，处于关机状态的节点记为关机节点；

步骤2、在当前监测周期内，所述开机节点均按照节点的编号顺序向其下一个开机节点发送状态监测包；其中编号为最末的开机节点以编号最靠前的开机节点作为下一开机节点；

对于任一开机节点P_i，若P_i接收到其上一个开机节点发送的状态监测包，则获知该P_i的上一个开机节点状态正常；若其P_i连续m个监测周期内均未接收到其上一开机节点的状态监测包，则使P_i更新自身所存的节点状态表，将P_i的上一开机节点的编号对应表项中的开关机状态修改为关机，P_i向网络中其他所有开机节点广播状态更新包；

所述状态更新包中包括修改状态的节点的编号、IP地址以及开关机状态；

开机节点接收状态更新包，根据状态更新包更新各自所存储的节点状态表；

对于任一关机节点P_j，若P_j开机入网，根据节点状态表，由P_j向其节点编号后的下一开机节点发送状态监测包；若P_j的下一开机节点接收到P_j发送的状态监测包，则判断P_j已入网，P_j的下一开机节点更新自身所存节点状态表，将P_j的节点编号对应表项中的开关机状态修改为开机，P_j的下一开机节点向网络中其他所有开机节点发送状态更新包。