CN105556898A - 管理数据馈送 - Google Patents

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CN105556898A CN201480045402.1A CN201480045402A CN105556898A CN 105556898 A CN105556898 A CN 105556898A CN 201480045402 A CN201480045402 A CN 201480045402A CN 105556898 A CN105556898 A CN 105556898A
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Abstract

管理从数据馈送(14)广播的数据单元，而无需由该数据馈送的源重新传输，包括：在网络(12)中第一节点处，接收包括多个数据单元的至少部分数据馈送；在网络中第二节点处，接收至少部分的数据馈送；识别在第一节点处接收数据馈送时的中断；确定在该中断之前由第一节点接收的最后一个数据单元与该中断之后由第一节点接收的第一个数据单元之间延伸的数据间隙(504)的长度；以及从第一节点发送(506)针对第二节点所保存结果(510)的请求，第二节点所保存的该结果对应于所述数据间隙。

Description

管理数据馈送
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年8月7日提交的名称为“管理数据馈送(ManagingDataFeeds)”的第61/863,062号美国专利申请的优先权。
技术领域
本说明书涉及管理数据馈送。
背景技术
数据馈送提供具有明确限定顺序的并且在大致有规律的基础上以该顺序被依次传输的一组数据单元。这些数据单元可在网络上传输从而被广播至该网络中的多个节点。某些数据源输出呈有序数据单元的实时广播数据馈送。这种实时广播数据馈送的一个示例为时间序列。这种数据馈送例如可包括一种商品在连续时间上的价格。
网络中的节点能够捕获并存储数据馈送，从而当客户端需要该数据的选定部分时，该节点能够从存储器中检索到并将其提供给客户端。在管理捕获到的数据时节点可能必须满足特定要求。例如，一组要求为数据必须随时可用并且无数据丢失。
碰到的一个难点在于节点可能未能捕获和存储某些数据馈送。当来自配置为仅实时广播数据馈送(即不存在重传)的数据源的实时广播数据馈送发生这种情况时，遗漏的数据对于该节点及其客户端而言将永久丢失。
例如，或者由于该节点暂时丢失其网络连接，或者由于该节点不工作或耗尽缓存容量，则可能发生这种故障。当这种情况发生时，该节点会无法捕获和存储数据馈送中的一些数据。因此，当客户端向节点请求该数据馈送的特定部分时，如果该部分刚好跨越了该节点未能从该数据馈送中捕获和存储数据的时间段，则该节点将无法完成该请求。
发明内容
一般而言，在一个方面，提供一种方法用于从源接收中断数据馈送的数据单元(例如完整的数据单元集合)，而无需从该源进行重新传输。所述数据馈送被发送至网络中的多个节点。每个节点包括处理模块耦接至：网络接口，用于接收至少一部分数据馈送的数据单元；以及数据存储，用于保存与该节点处所接收数据单元对应的结果。第一节点捕获该数据馈送遗漏了一个或多个数据单元的不完整副本，并识别出接收到的两个数据单元之间的空隙。第一节点确定该空隙的长度(extent)并发送针对与该空隙对应的数据单元的请求。
一般而言，在另一方面，一种用于管理从数据馈送广播出的数据单元而无需该数据馈送的源进行重新传输的方法。该方法包括：在网络中第一节点处，接收包括多个数据单元的至少一部分的数据馈送；在所述网络中第二节点处，接收至少一部分的数据馈送；识别在所述第一节点处接收数据馈送时的中断；确定在所述中断之前由所述第一节点接收的最后一个数据单元与所述中断之后由所述第一节点接收的第一个数据单元之间延伸的数据间隙(lacuna)的长度；以及从所述第一节点发送针对由所述第二节点保存的结果的请求，由所述第二节点保存的所述结果对应于所述数据间隙。
方案可具有以下一个或多个特征。
该方法还包括：在识别所述中断之前，在所述第一节点处处理所述数据馈送中的数据单元以在所述第一节点处保存与该数据单元对应的结果，以及在所述第二节点处处理所述数据馈送中的数据单元以在所述第二节点处保存与该数据单元对应的结果。
处理数据单元以保存与该数据单元对应的结果包括持久地存储该数据单元的表征。
所述第一数据单元的表征为所述第一数据单元的精确副本。
所述第一数据单元的表征为所述第一数据单元的压缩表示。
该方法还包括，在所述第一节点处，接收由所述第二节点保存的与所述数据间隙对应的结果，并在所述第一节点处保存该结果。
该方法还包括：在所述第一节点处，基于所述第一节点处来自数据馈送的第一数据单元保存第一结果，在所述第二节点处，基于所述第二节点处来自数据馈送的数据保存结果，该结果包括所述第一结果、第二结果和第三结果，所述第二结果基于第二数据单元，且所述第三结果基于第三数据单元，其中所述第二数据单元是在所述第一数据单元之后且在所述第三数据单元之前接收的。确定数据间隙的长度包括：在所述第一节点处，在所述中断之后接收所述第三数据单元；在所述第一节点处，识别所述第一数据单元为所述中断之前接收的最后一个数据单元；以及在所述第一节点处，识别在所述第一数据单元与所述第三数据单元之间延伸的数据间隙的存在。
该方法还包括，在所述第一节点处，接收由所述第二节点保存的与所述数据间隙对应的结果，以及在所述第一节点处保存包括所述第二结果的该结果。
该方法还包括：在从所述第一节点发送请求之前，从多个节点中选择所述第二节点，所述数据馈送正在流传输至所有所述多个节点。
该方法还包括接收来自与所述第一节点通信的客户端的请求。
来自所述客户端的请求标识与该请求关联的一个或多个数据单元。
该方法还包括，响应于确定由来自所述客户端的该请求标识的至少一个数据单元处于所述数据间隙中，从所述第一节点发送针对由所述第二节点保存的结果的请求。
该方法还包括，在接收由所述第二节点保存的结果之后，响应来自所述客户端的请求。
该方法还包括响应于来自所述客户端的请求以将该请求重定向至所述第二节点。
一般而言，在另一方案中，一种在计算机可读介质上以非临时形式存储的软件，用于管理从数据馈送广播出的数据单元而无需由所述数据馈送的源进行重新传输。所述软件包括指令用于：使网络中第一节点接收包括多个数据单元的至少一部分的数据馈送；使所述网络中第二节点接收所述数据馈送；使所述第一节点识别接收所述数据馈送时的中断；使所述第一节点确定在所述中断之前由所述第一节点接收的最后一个数据单元与所述中断之后由所述第一节点接收的第一数据单元之间延伸的数据间隙的长度；以及使所述第一节点向所述第二节点发送针对由所述第二节点保存的结果的请求，所述第二节点也已经正在接收至少一部分的数据馈送，由所述第二节点保存的所述结果对应于所述数据间隙。
在另一方案中，一般而言，一种用于管理从数据馈送广播出的数据单元而无需该数据馈送的源进行重新传输的系统包括多个节点。至少第一节点和第二节点每个包括：网络接口，配置为接收包括多个数据单元的至少一部分数据馈送，以及至少一个处理器，配置为处理所述数据馈送。该处理包括：识别接收所述数据馈送时的中断；确定在所述中断之前由节点接收的最后一个数据单元与所述中断之后由该节点接收的第一数据单元之间延伸的数据间隙的长度；以及向另一节点发送针对由该另一节点保存的结果的请求，由该另一节点保存的所述结果对应于所述数据间隙。
在另一个方案中，一般而言，一种用于管理从数据馈送广播出的数据单元而无需该数据馈送的源进行重新传输的系统包括多个节点。至少第一节点和第二节点每个包括：用于接收包括多个数据单元的至少一部分数据馈送的装置，以及用于处理所述数据馈送的装置，该处理包括：识别接收所述数据馈送时的中断；确定在所述中断之前由节点接收的最后一个数据单元与所述中断之后由该节点接收的第一数据单元之间延伸的数据间隙的长度；以及向另一节点发送针对由该另一节点保存的结果的请求，由该另一节点保存的所述结果对应于所述数据间隙。
方案能够包括以下一个或多个优点。
减少从数据馈送得到不能复原的丢失数据的可能性的一种方法是提供多个接收节点，每个接收节点同时接收数据并在所有节点都按计划工作时捕获数据。未能捕获部分数据并因而不能向客户端提供所请求的部分数据的节点便能将该客户端重定向至另一节点。当然，该另一节点也有可能无法提供所请求的部分数据，但接收数据的节点越多，没有任何节点捕获该数据的可能性就越低。长此以往，每个节点最终都有可能经历一些故障而导致遗漏数据。因此，如果没有进一步动作，从当前时间一直回溯到某一随机的较早开始时间可能没有任何单个节点能够具有完整的数据集合。然而，使用本文所述的技术，能够迅速地检测数据何时遗漏，并准确地识别所遗漏的数据。这一能力随后能够用来提供一种节点的自愈系统，其中每个节点检测其数据集合中的数据间隙，并向其他节点请求用遗漏数据填充该数据间隙所需的数据。
基于以下说明书和权利要求能够更清楚本发明的其他特征和优点。
附图说明
图1为一组节点同时接收共同实时广播数据馈送的网络示意图。
图2示出被传输的实时广播数据馈送及带有数据间隙的相应被存储的数据馈送的时序图。
图3为图1所示一组节点中一典型节点的结构示意框图。
图4为由图1所示一组节点中一特定节点执行的方法流程图。
图5为示出一对节点之间通信的一对时间线图。
具体实施方式
一种用于管理数据的系统包括连接至网络12的多个节点10A,10B…10Z。在正常操作中，每个节点10A,10B…10Z分别通过与网络12(数据馈送14在网络12上可用)之间的对应连接14A,14B…14Z来同时接收数据馈送14。此数据馈送14包括一组依次传输的数据单元，如图2所示，其具有这样的性质：对于任意给定的两个数据单元18,20，能够在这两个数据单元18,20之间识别出一数据间隙(lacuna)22。对于这种数据馈送14而言，“数据间隙”对应于两个数据单元之间的这样一种间隙(即未填充的空间或间距)，其能够以一些已知方式来识别，例如基于这些数据单元的一系列隐式或显式标识符中的间隔来识别。
这种数据馈送14的一个示例可能为多个数据单元的馈送，每个数据单元标记有序列号或时间戳。在增量为1的整数序列号的情况下，如果接收到数据单元m而接下来接收到的数据单元为数据单元m+k，则不仅能够确定必然存在k-1个遗漏的数据单元，而且能够确定遗漏的必然为数据单元m+1至m+k-1。其他情况还包括，预期以定期时间间隔收到数据单元，在这种情况下，对于给定的两个数据单元及其关联时间(例如来自关联的时间戳)，节点基于预期数据单元的已知定期时间间隔能够计算出数据间隙22的长度、范围(extent)。
网络中节点(例如节点10A,10B…10Z)的示例为诸如服务器等计算系统，其受处理电路的控制，例如可以是中央处理单元(CPU，可能具有多处理器核芯)、CPU中的处理器核芯、或FPGA或者其他可编程或专用逻辑。该处理电路包括用于通过网络进行通信的网络接口，例如可能经由中间网络(例如局域网(LAN)和/或广域网(WAN))。现在参见图3，在该示例中，节点10A包括或者耦接至数据存储器20，在数据存储器20中来自数据馈送14的一组经传输的数据单元被存储为一组存储数据单元24。当数据存储器20被配置为持久地存储数据单元(例如由使用非易失性存储介质的数据存储器20来提供)时，其使得之后即使在节点10A的工作存在中断(例如断电)时也能够检索到数据单元24。在一些情况下，该组存储数据单元24为来自数据馈送14的该组传输数据单元的副本。然而，在其他情况下，该组存储数据单元24包含来自数据馈送14的传输数据单元的处理后版本。例如，存储数据单元可以是传输数据单元的压缩版本，或者可能被提取了特定相关值和/或去除了特定附加信息。
该组存储数据单元24与该组传输数据单元可能并不匹配。例如，当节点10A由于电力中断等原因而停止工作或者当网络连接中断时，可能发生这种情况。这会导致在该组存储数据单元24中产生一个或多个数据间隙22。
为了检测这种数据间隙22的存在，间隙检测器26检查该组存储数据单元24。其基于数据传输的已知特性以任何合理计算的方式如此进行，以检测数据间隙。例如，间隙检测器26可能以定期间隔来检查该组存储数据单元，或者响应于检测到来自中断检测器28的中断来进行检查。
在其他情况下，图1中所示的客户端30可请求特定数据。客户端30可以是网络12中的另一个节点，或者可以是能够通过消息与网络12中任意节点通信的设备或系统(例如，用户的计算机系统或终端)，即使该客户端不具有到网络12的规律连接。客户端30可例如基于地理邻近度或当前负载选择一特定节点10A，从而从该特定节点10A请求数据。所请求的数据可能跨越一数据间隙。在这种情况下，客户端的请求触发间隙检测器26去检查客户端30正在请求的数据以确认所请求的数据中不存在数据间隙22。如果所请求的数据中存在至少一个数据间隙22，则节点10A从网络12中的第二节点10B请求与数据间隙22中的数据单元对应的保存结果，如下文详细所述。节点10A可在数据间隙22得到修复后响应客户端的请求，或者在节点10A处的数据间隙22正在修复时将客户端的请求重定向至网络12中的另一节点。
一旦检测到数据间隙，间隙检测器26制定一请求30提供给节点间通信器32。该请求30包括任意检测到的数据间隙22的描述。然后节点间通信器32将该请求传输至第二节点10B。该第二节点10B可能具有或可能不具有包括由于中断而被遗漏的数据单元的存储数据单元。如果第二节点10B具有所要求的数据，便将其传输回第一节点10A。否则，将该请求重传输至第三节点10C，其也可能具有或可能不具有所请求的数据。该流程继续直到最终有节点具有所要求的数据。
在一些情况下，第二节点10B可能具有部分但非全部所要求的数据。在这种情况下，第二节点10B将其所具有的部分发送给第一节点10A，并针对剩余部分制定一消息至第三节点10C，该消息带有指令使得在第三节点10C处有该剩余部分的情况下将该剩余部分传输至第一节点10A。该流程继续直到最终得到所有遗漏的数据。
理论上有可能在整组节点10A-10Z中仍无法找到所有的遗漏数据，在这种情况下节点10A会向客户端30报告错误。然而，这会是非常小概率的事件。
参见图4，其示出用于管理数据馈送的过程示例的流程图40。在正常操作(42)期间，节点10A接收数据馈送并响应客户端请求。响应于识别到(44)接收数据馈送时的中断，节点10A执行间隙修复过程。间隙检测器26通过识别在数据中断之前接收的最后一个数据单元Xm来确定(46)数据间隙22的长度。然后识别在数据获取恢复之后接收的第一个数据单元Xm+k。然后间隙检测器26制定针对标识为数据单元Xm至Xm+k-1的遗漏数据的请求，且将该请求提供至节点间通信器32以将其发送(48)至第二节点10B。在一些实施方式中，每个节点都负责识别(44)接收数据馈送时的中断而无需其他节点的辅助。在其他一些实施方式中，识别接收数据馈送时中断的步骤(44)可有网络中其他节点来辅助进行。例如，主节点可配置为周期性检验由其他节点使用的数据存储设备并检测它们各组存储数据单元中的数据间隙。然后主节点可与这些节点通信以为它们识别中断和/或识别各自的数据间隙提供帮助。如果这些节点是服务器，则主节点例如可以是通过服务器群组上运行的分布式一致性算法被选择为领导者的服务器。
最终，第一节点10A从第二节点10B或是另一节点10Z(例如，如果第二节点10B也遗漏了任意数据单元)接收部分或全部遗漏数据。节点10A使用遗漏的数据来修复(50)数据间隙22。所述遗漏数据被提供给间隙修复单元36，间隙修复单元36将该遗漏数据写入数据间隙22中从而减小数据间隙22的长度，或者在一些情况下，取决于所提供的遗漏数据的长度，从而一并消除数据间隙22。然后节点10A返回正常操作(42)。
图5示出在识别和修复数据间隙的示例场景中，节点10A与节点10B之间的动作及通信的时间线图。随着时间从时间线图的顶部向底部增加，每个节点接收数据馈送。在数据单元的接收已经恢复后，节点10A识别出(500)数据馈送中的中断。节点10A确定(502)数据间隙504的长度。节点10A发送(506)请求，并且稍后从节点10B接收(508)与数据单元510的跨度对应的保存结果，如果在节点10A接收的数据单元中没有发生数据间隙504则这部分数据单元510是本来应已被接收及处理的。
上述数据馈送管理方法例如能够使用执行适当软件指令的可编程计算系统来实施，或者其可实施成诸如场可编程门阵列(FPGA)等适当硬件或实施成混合形式。例如，在编程方式中，软件可包括一个或多个计算机程序中的过程，该计算机程序可在一个或多个编程或可编程计算系统(可以呈诸如分布式、客户端/服务器、或网格式等各种架构)上执行，每个计算系统包括至少一个处理器、至少一个数据存储系统(包括易失性和/或非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个用户接口(用于使用至少一个输入设备或端口来接收输入，以及用于使用至少一个输出设备或端口来提供输出)。该软件可以包括大型程序的一个或多个模块，例如，该大型程序提供与数据流图的设计、配置和执行相关的服务。该程序的模块(例如，数据流图的元件)可以被实施为数据结构或者符合在数据库中存储的数据模型的其他经过组织的数据。
该软件可以被提供在诸如CD-ROM或其他计算机可读介质之类的有形非暂时性存储介质(例如，其可以被通用或专用计算机系统或设备读取)上，或者通过网络的通信介质递送(例如，被编码成传播信号)到执行该软件的计算机系统的有形非暂时性介质。一些或全部处理可以在专用计算机上执行，或者使用诸如协处理器或现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)之类的专用硬件来执行。该处理可以以分布方式实施，在该分布方式中，由该软件指定的不同的计算部分由不同的计算元件执行。每个这样的计算机程序被优选地存储在或下载到可由通用或专用可编程计算机读取的存储设备的计算机可读存储介质(例如，固态存储器或介质、或者磁或光介质)，用于在计算机读取该存储介质或设备时配置和操作该计算机，以执行此处所描述的处理。也可以考虑将本发明的系统实施为有形非暂时性存储介质，其配置有计算机程序，其中，如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作以执行此处所描述的一个或多个处理步骤。
已经对本发明的多个实施例进行了描述。然而，应当理解，前面的描述旨在说明而非限制本发明的范围，本发明的范围由以下权利要求书的范围来限定。因此，其他实施例也落在以下权利要求书的范围内。例如，在不脱离本发明的范围的情况下可进行各种修改。此外，上述的一些步骤可以是顺序上独立的，因此可以以不同于所述的顺序来执行。

Claims (17)

1.一种用于管理从数据馈送广播出的数据单元而无需该数据馈送的源进行重新传输的方法，该方法包括：
在网络中第一节点处，接收包括多个数据单元的至少一部分的数据馈送；
在所述网络中第二节点处，接收至少一部分的数据馈送；
识别在所述第一节点处接收数据馈送时的中断；
确定在所述中断之前由所述第一节点接收的最后一个数据单元与所述中断之后由所述第一节点接收的第一数据单元之间延伸的数据间隙的长度；以及
从所述第一节点发送针对由所述第二节点保存的结果的请求，由所述第二节点保存的所述结果对应于所述数据间隙。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：在识别所述中断之前，在所述第一节点处处理所述数据馈送中的数据单元以在所述第一节点处保存与该数据单元对应的结果，以及在所述第二节点处处理所述数据馈送中的数据单元以在所述第二节点处保存与该数据单元对应的结果。
3.如权利要求2所述的方法，其中处理数据单元以保存与该数据单元对应的结果包括：持久地存储该数据单元的表征。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述第一数据单元的表征为所述第一数据单元的精确副本。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述第一数据单元的表征为所述第一数据单元的压缩表示。
6.如权利要求1所述的方法，还包括：在所述第一节点处，接收由所述第二节点保存的与所述数据间隙对应的结果，并在所述第一节点处保存该结果。
7.如权利要求1所述的方法，还包括：
在所述第一节点处，基于所述第一节点处来自数据馈送的第一数据单元保存第一结果，
在所述第二节点处，基于所述第二节点处来自数据馈送的数据保存结果，该结果包括所述第一结果、第二结果和第三结果，所述第二结果基于第二数据单元，且所述第三结果基于第三数据单元，其中所述第二数据单元是在所述第一数据单元之后且在所述第三数据单元之前接收的，
其中确定数据间隙的长度包括：
在所述第一节点处，在所述中断之后接收所述第三数据单元，
在所述第一节点处，识别所述第一数据单元为所述中断之前接收的最后一个数据单元；以及
在所述第一节点处，识别在所述第一数据单元与所述第三数据单元之间延伸的数据间隙的存在。
8.如权利要求7所述的方法，还包括：在所述第一节点处，接收由所述第二节点保存的与所述数据间隙对应的结果，以及在所述第一节点处保存包括所述第二结果的该结果。
9.如权利要求1所述的方法，还包括：在从所述第一节点发送请求之前，从多个节点中选择所述第二节点，所述数据馈送正在流传输至所有所述多个节点。
10.如权利要求1所述的方法，还包括接收来自与所述第一节点通信的客户端的请求。
11.如权利要求10所述的方法，来自所述客户端的请求标识与该请求关联的一个或多个数据单元。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：响应于确定由来自所述客户端的该请求标识的至少一个数据单元处于所述数据间隙中，从所述第一节点发送针对由所述第二节点保存的结果的请求。
13.如权利要求10所述的方法，还包括：在接收由所述第二节点保存的结果之后，响应来自所述客户端的请求。
14.如权利要求10所述的方法，还包括：响应于来自所述客户端的请求，将该请求重定向至所述第二节点。
15.一种在计算机可读介质上以非临时形式存储的软件，用于管理从数据馈送广播出的数据单元而无需由所述数据馈送的源进行重新传输，所述软件包括指令用于：
使网络中第一节点接收包括多个数据单元的至少一部分的数据馈送；
使所述网络中第二节点接收所述数据馈送；
使所述第一节点识别接收所述数据馈送时的中断；
使所述第一节点确定在所述中断之前由所述第一节点接收的最后一个数据单元与所述中断之后由所述第一节点接收的第一数据单元之间延伸的数据间隙的长度；以及
使所述第一节点向所述第二节点发送针对由所述第二节点保存的结果的请求，所述第二节点也已经正在接收至少一部分的数据馈送，由所述第二节点保存的所述结果对应于所述数据间隙。
16.一种用于管理从数据馈送广播出的数据单元而无需该数据馈送的源进行重新传输的系统，该系统包括：
多个节点，至少具有第一节点和第二节点每个包括：
网络接口，配置为接收包括多个数据单元的至少一部分数据馈送，以及
处理电路，配置为处理所述数据馈送，该处理包括：识别接收所述数据馈送时的中断；确定在所述中断之前由节点接收的最后一个数据单元与所述中断之后由该节点接收的第一数据单元之间延伸的数据间隙的长度；以及向另一节点发送针对由该另一节点保存的结果的请求，由该另一节点保存的所述结果对应于所述数据间隙。
17.一种用于管理从数据馈送广播出的数据单元而无需该数据馈送的源进行重新传输的系统，该系统包括：
多个节点，至少具有第一节点和第二节点每个包括：
用于接收包括多个数据单元的至少一部分数据馈送的装置，以及
用于处理所述数据馈送的装置，该处理包括：识别接收所述数据馈送时的中断；确定在所述中断之前由节点接收的最后一个数据单元与所述中断之后由该节点接收的第一数据单元之间延伸的数据间隙的长度；以及向另一节点发送针对由该另一节点保存的结果的请求，由该另一节点保存的所述结果对应于所述数据间隙。
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