DE102006014909A1

DE102006014909A1 - Distributed network system e.g. universal mobile telecommunications system terrestrial radio access network radio network system, operating method, involves providing execution plan with help of rules that are stored in data base

Info

Publication number: DE102006014909A1
Application number: DE200610014909
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-18

Abstract

The method involves executing a set of operations on network nodes. An execution plan, which coordinates the execution of the operations, is provided with the help of rules that are stored in a data base, where the rules incorporate specific characteristics of a distributed network system. The set of operations is processed and implemented under consideration of the execution plan, where the rules consider the dependence of the operations on each other. Independent claims are also included for the following: (1) a distributed network system comprising a set of network nodes (2) a computer program product with a program code for operating a distributed network system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum rechnergestützten Betrieb eines verteilten Netzsystems mit einer Vielzahl von Netzknoten sowie ein entsprechendes verteiltes Netzsystem und ein Computerprogrammprodukt.The The invention relates to a method for the computer-aided operation of a distributed Network system with a plurality of network nodes and a corresponding distributed network system and a computer program product.

In verteilten Netzsystemen werden eine Vielzahl von Operationen bzw. Aufgaben auf unterschiedliche Netzknoten verteilt, wobei die einzelnen Netzknoten miteinander kommunizieren können. Es besteht hierbei oft das Problem, dass die Kommunikation aufgrund von speziellen Gegebenheiten des betrachteten Netzsystems bestimmten Einschränkungen unterliegt. Es kann beispielsweise der Fall auftreten, dass bestimmte Knoten nur mit einer vorgegebenen Bandbreite miteinander kommunizieren können oder dass bestimmte Knoten Ressourcenbeschränkungen unterliegen. Solche Ressourcenbeschränkungen sind beispielsweise Einschränkungen im Hinblick auf den Energieverbrauch eines Knotens. Falls Knoten z.B. mit einer schwachen Energiequelle versorgt werden, muss sichergestellt werden, dass sie nur in geringen Zeitintervallen zur Kommunikation freigeschaltet werden, damit der Energieverbrauch nicht zu hoch wird und die Operabilität des Knotens gewährleistet ist. Weitere Einschränkungen sind beispielsweise instabile Kommunikationsverbindungen in einem mobilen Netzwerk, welche zu langen Ausfallzeiten einzelner Knoten führen können.In Distributed network systems are a variety of operations or Tasks are distributed to different network nodes, with the individual network nodes can communicate with each other. There is often the problem that communication is due to determined by specific circumstances of the considered network system restrictions subject. For example, it may happen that certain Nodes can communicate with each other only with a given bandwidth or certain nodes are subject to resource constraints. Such resource constraints For example, there are limitations in In terms of the energy consumption of a node. If node e.g. be supplied with a weak source of energy must be ensured be released only for communication at short intervals of time so that the energy consumption is not too high and ensures the operability of the node is. Further restrictions are, for example, unstable communication links in one mobile network, resulting in long downtime of individual nodes to lead can.

Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Probleme zu beheben und ein Verfahren zum rechnergestützten Betrieb eines verteilten Netzsystems zu schaffen, welches in geeigneter Weise die spezifischen Gegebenheiten des Netzsystems berücksichtigt.task The invention is to solve the above problems and a method for computer-aided Operation of a distributed network system to create, which in suitable Considering the specific conditions of the network system.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.These Task is solved by the independent claims. further developments of the invention are in the dependent claims Are defined.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem ersten Schritt a) eine Vielzahl von auf den Netzknoten auszuführenden Operationen bereitgestellt. Der Schritt a) umfasst somit den Fall, dass die Operationen bereits vorliegen, um anschließend in einem nachfolgenden Schritt b) verarbeitet werden zu können. Schritt a) umfasst jedoch auch die Variante, dass die Operationen in diesem Schritt explizit erzeugt werden bzw. bereits vorhandene Operationen vorverarbeitet werden, um anschließend der weiteren Verarbeitung im Schritt b) zur Verfügung zu stehen. Der Begriff "Operation" ist hierbei weit auszulegen und kann eine einzelne auszuführende Aktion auf einem Knoten, jedoch auch eine Vielzahl von zu einer Gruppe zusammengefassten Aktionen umfassen. Eine Operation kann insbesondere auch abstrakt über eine im Netzsystem auszuführende Aufgabe definiert sein.In the method according to the invention in a first step a) a plurality of on the network node be executed Operations provided. Step a) thus comprises the case that the operations are already in place, then in one subsequent step b) to be processed. However, step a) includes also the variant that explicitly states the operations in this step be generated or pre-processed existing operations to be followed the further processing in step b) are available. The term "operation" is far here can interpret a single action to be performed on a node, but also a variety of grouped together Include actions. In particular, an operation can be abstracted over a to be executed in the network system Be defined task.

Für die Vielzahl von Operationen wird dann in einem Schritt b) ein Ausführungsplan, der die Ausführung der Operationen koordiniert, mit Hilfe von in einem Speicher oder einer Datenbank hinterlegten Regel erstellt, wobei die Regeln spezifische Eigenschaften des Netzsystems berücksichtigen. Schließlich wird in einem Schritt c) die Vielzahl von Operationen unter Berücksichtigung des Ausführungsplans weiterverarbeitet und/oder ausgeführt. Der Schritt c) umfasst somit die Variante, dass die Operationen gemäß dem Ausführungsplan in einem Weiterverarbeitungsschritt nochmals analysiert werden, wobei man zu dem Ergebnis kommen kann, dass die Durchführung der Operationen gemäß dem Ausführungsplan zu viel Ressourcen kostet, so dass auf die Ausführung verzichtet wird bzw. nur ein Teil der Operationen ausgeführt wird. Es ist jedoch auch möglich, dass nach dem Weiterverarbeitungsschritt alle Operationen gemäß dem Ausführungsplan durchgeführt werden. Gegebenenfalls kann auch auf einen Weiterverarbeitungs schritt verzichtet werden und sofort der Ausführungsplan durchgeführt werden.For the multitude of operations then becomes an execution plan in a step b), the execution coordinates the operations, with the help of in a memory or created a database deposited rule, the rules being specific Take into account the characteristics of the network system. Finally will in a step c) taking into account the multitude of operations of the execution plan and / or executed. Step c) thus includes the variant that the operations according to the execution plan be analyzed again in a further processing step, where it can be concluded that the implementation of the Operations according to the execution plan costs a lot of resources, so that the execution is waived or only a part of the operations is performed. It is, however possible, that after the further processing step all the operations according to the execution plan carried out become. Optionally, step on a further processing be waived and executed immediately the execution plan.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch die Verwendung von Regeln bei der Erstellung des Ausführungsplans aus, wobei die Regeln spezielle Eigenschaften des Netzsystems in Betracht ziehen. Die Ausführung der einzelnen Operationen kann somit derart optimiert werden, dass spezielle Einschränkungen des betrachteten Netzsystems erfüllt werden. Darüber hinaus muss das Wissen über die speziellen Eigenschaften des Netzsystems nicht fest mit der Erstellung des Ausführungsplans verknüpft sein, vielmehr können Veränderungen im Netzsystem durch Anpassen der Regeln in der Datenbank berücksichtigt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ferner sehr flexibel, da es an verschiedene Netzsysteme in einfacher Weise durch Verwendung von neuen Regeln in der Datenbank angepasst werden kann.The inventive method is characterized by the use of rules in the creation of the execution plan from, where the rules special properties of the network system in To consider. Execution The individual operations can thus be optimized so that special restrictions of the considered network system met become. About that In addition, knowledge about the special features of the network system not fixed with the Creation of the execution plan, rather, you can changes in the network system by adjusting the rules in the database become. The inventive method It is also very flexible, as it is easier to connect to different network systems Adapted by using new rules in the database can be.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in Schritt b) Regeln verwendet, welche die Abhängigkeiten der Operationen voneinander berücksichtigen, wobei mit Hilfe dieser Regeln ein Ausführungsplan mit einer Mehrzahl von Operationslinien erstellt wird. Hierbei umfasst jede Operationslinie eine oder mehrere Operationen und die Operationen von unterschiedlichen Operationslinien sind unabhängig voneinander ausführbar. Vorzugsweise werden diese Operationen dann parallel, das heißt gleichzeitig zueinander, im Schritt c) ausgeführt. Hierdurch wird eine schnelle und zeitsparende Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gewährleistet, da Operationen, die die nicht voneinander abhängen, nicht sequentiell, sondern parallel ausgeführt werden können.In a preferred embodiment the method according to the invention In step b) rules are used which express the dependencies consider operations from each other, using these rules, an execution plan with a plurality of operation lines is created. Here, each surgery line includes one or more operations and the operations of different operation lines are independent executable from each other. Preferably, these operations then become parallel, that is, simultaneously to each other, executed in step c). This is a fast and time-saving execution of the inventive method guaranteed because operations that do not depend on each other, not sequentially, but executed in parallel can be.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei der fehlerhaften Ausführung einer Operation in Schritt c) einer der folgenden Schritte ausgeführt.

i) die Operationslinie, zu der die fehlerhafte Operation gehört, wird ganz zurückgesetzt und neu ausgeführt;
ii) die zeitliche Abfolge der Operationen in der Operationslinie, zu der die fehlerhafte Operation gehört, wird unter Berücksichtigung der ausgefallenen Operation verändert, und anschließend wird die veränderte Operationslinie ausgeführt.

In a further preferred embodiment of the method according to the invention, one of the following steps is carried out in the incorrect execution of an operation in step c).

i) the operation line to which the erroneous operation belongs is completely reset and re-executed;
ii) the timing of the operations in the operation line to which the erroneous operation belongs is changed in consideration of the failed operation, and then the changed operation line is executed.

Der Schritt ii) kommt hierbei nur dann in Betracht, wenn eine Veränderung der Operationslinie derart möglich ist, dass weiterhin Datenintegrität gewährleistet ist.Of the Step ii) is only considered if a change the operation line so possible is that continues to ensure data integrity.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in Schritt b) Regeln verwendet, welche die Ausfallwahrscheinlichkeit einer Operation berücksichtigen, und im Ausführungsplan wird festgelegt, dass Operationen mit hoher Ausfallwahrscheinlichkeit zu einem möglichst frühen Zeitpunkt in der zeitlichen Abfolge der Ausführung der Operationen durchgeführt werden. Auf diese Weise wird der Reorganisationsaufwand in dem verteilten Netzelement beim Ausfall eines Knotens gering gehalten, da Knoten mit hoher Ausfallwahrscheinlichkeit zu einem frühen Zeitpunkt berücksichtigt werden, zu dem eine Reorganisation des Netzsystems leichter möglich ist als zu einem späten Zeitpunkt im Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.In Another particularly preferred embodiment of the method according to the invention in step b) uses rules that determine the probability of default consider an operation, and in the execution plan it is determined that operations with high probability of default to one as possible early Time in the sequence of execution of the operations are performed. In this way, the reorganization effort in the distributed Network element kept low in case of failure of a node, as nodes considered with high probability of default at an early stage reorganization of the network system is easier as to a late one Time in the course of the process according to the invention.

Die Regeln bei der Erstellung des Ressourcenplans können beliebige Charakteristika des verteilten Netzsystems berücksichtigen. Insbesondere können die Regeln den Ressourcenverbrauch, vor allem den Energieverbrauch einer oder mehrerer der Netzknoten berücksichtigen. Ebenso können die Regeln die Erreichbarkeit zumindest mehrerer der Netzknoten untereinander in Betracht ziehen. Darüber hinaus können die Regeln die Bandbreite der Datenübertragung zwischen zumindest mehreren der Netzknoten einbeziehen. Ebenso ist es möglich, dass die Regeln die von einem oder mehreren der Netzknoten jeweils verarbeitbare Maximallast an Operationen berücksichtigen.The Rules for creating the resource plan can have any characteristics of the distributed network system. In particular, you can the rules the resource consumption, especially the energy consumption take into account one or more of the network nodes. Likewise, the Control the accessibility of at least several of the network nodes with each other consider. About that can out the rules the bandwidth of data transfer between at least involve several of the network nodes. Likewise it is possible that the rules that can be processed by one or more of the network nodes Consider maximum load on operations.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden bei einer Veränderung im Netzsystem die Regeln in der Datenbank an die Veränderung angepasst. Auf diese Weise kann flexibel und sehr schnell auf sich ändernde Gegebenheiten im Netzsystem, beispielsweise auf die Hinzunahme bzw. den Wegfall oder Ausfall von Knoten, reagiert werden.In a particularly preferred embodiment be in a change in the network system the rules in the database to the change customized. This way can be flexible and very fast changing Conditions in the network system, such as the addition or the elimination or failure of nodes to be responded.

In einer weiteren Ausführungsform sind die im Netzsystem auszuführenden Operationen Transaktionen, wobei jede Transaktion auf einem Netzknoten auszuführen ist. Hierbei ist eine Transaktion vorzugsweise durch das aus dem Stand der Technik bekannte ACID-Kriterium definiert. Dieses Kriterium legt vier Eigenschaften fest, mit denen man eine Transaktion verbindet. Eine Transaktion ist atomar, das heißt eine Transaktion beschreibt eine Folge von Aktionen, die zur Wahrung der Datenkonsistenz entweder vollständig oder gar nicht ausgeführt werden. Ferner ist eine Transaktion konsistent, das heißt eine erfolgreich durchgeführte Transaktion überführt das betrachtete Netzsystem von einem konsistenten Zustand in einen anderen konsistenten Zustand. Ein weiteres Kriterium einer Transaktion ist die so genannte Isolation, das heißt eine Transaktion muss immer so ablaufen, als ob sie die einzige Transaktion im Netzsystem wäre. Schließlich erfüllt eine Transaktion das Kriterium der Dauerhaftigkeit, das heißt Änderungen, die von einer erfolgreich abgeschlossenen Transaktion durchgeführt werden, überleben jeden nachfolgenden Fehlerfall.In a further embodiment are the ones to be executed in the network system Operations Transactions, where each transaction is on a network node perform is. Here, a transaction is preferably by that from the State of the art known ACID criterion defined. This criterion sets four characteristics with which one connects a transaction. A transaction is atomic, that is, describes a transaction a sequence of actions designed to maintain data consistency either Completely or not executed at all become. Furthermore, a transaction is consistent, that is, successful conducted Transaction transforms the considered one Network system from one consistent state to another consistent Status. Another criterion of a transaction is the so-called Isolation, that is a transaction must always run as if it were the only one Transaction in the network system would be. After all Fulfills a transaction the criterion of permanence, that is, changes, which are performed by a successfully completed transaction survive every subsequent error case.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Transaktionen in Schritt b) mit Hilfe der Regeln in Transaktionsgruppen derart eingeteilt, dass eine Transaktionsgruppe einen Satz von voneinander abhängigen Transaktionen umfasst.In a further preferred embodiment the method according to the invention The transactions in step b) are transformed into transaction groups using the rules arranged so that a transaction group is a set of each other dependent Transactions includes.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beruhen die Operationen auf Befehlen, die in einer Programmiersprache, insbesondere einer Scriptsprache, hinterlegt sind, wobei im Schritt a) die Befehle auf der Basis eines Kompilierprozesses in die Vielzahl von Operationen übersetzt werden.In a preferred embodiment of the method according to the invention The operations are based on commands written in a programming language, in particular a scripting language, wherein in step a) the commands translated into the multitude of operations based on a compilation process become.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in beliebigen verteilten Netzsystemen eingesetzt werden. Ein Beispiel ist ein Mobilfunknetz, vorzugsweise ein UMTS- oder GSM-Netz, bei dem die Netzknoten die Komponenten des Mobilfunknetzes darstellen, insbesondere mobile Stationen und Basisstationen.The inventive method can be used in any distributed network system. One Example is a mobile network, preferably a UMTS or GSM network, in which the network nodes represent the components of the mobile network, in particular mobile stations and base stations.

Ein anderer Anwendungsfall ist ein verteiltes Netzsystem in der Form eines Sensornetzwerks, wobei jeder Netzknoten wenigstens einen Sensor umfasst. Bei einem derartigen Netz ist insbesondere zu berücksichtigen, dass die Sensoren oftmals durch eine autarke Energiequelle mit geringer Leistung gespeist werden. Demzufolge sollte eine Regel die geringe Leistung der Sensoren bei der Erstellung des Ausführungsplans derart berücksichtigen, dass die Sensoren nur in bestimmten Abständen aktiviert werden, um einen frühzeitigen Ausfall der Sensoren wegen mangelnder Energiezufuhr zu vermeiden.One Another use case is a distributed network system in the form a sensor network, each network node having at least one sensor includes. In such a network, particular consideration must be given to that the sensors often by a self-sufficient energy source with low Power to be fed. Consequently, a rule should be the low Performance of the sensors when creating the execution plan so consider that the sensors are only activated at certain intervals to one early Failure of the sensors to avoid because of lack of energy.

Neben dem oben beschriebenen Verfahren betrifft die Erfindung ferner ein verteiltes Netzsystem, umfassend eine Vielzahl von Netzknoten, wobei das Netzsystem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betreibbar ist.In addition to the method described above, the invention further relates to a distributed network system, comprising a plurality of network nodes, wherein the network system is operable by the method according to the invention.

Darüber hinaus umfasst die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Programmprodukt auf einem oder mehreren Rechnern abläuft.Furthermore The invention includes a computer program product with a a machine readable carrier stored program code for carrying out the method according to the invention, if the program product runs on one or more computers.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.embodiments The invention will be described below with reference to the attached figures described in detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines UTRAN-Funknetzes von UMTS, in dem das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann; 1 a schematic representation of a UTRAN radio network of UMTS, in which the inventive method can be used;

2 eine schematische Darstellung des Ablaufs einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 a schematic representation of the sequence of an embodiment of the method according to the invention.

1 zeigt schematisch den Aufbau eines so genannten UTRAN-Netzwerks (UTRAN = UMTS Terrestrial Radio Access Network), in welchem das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann. Das Netzwerk umfasst eine Vielzahl von Basisstationen B, wobei jede Basisstation über eine so genannte Iub-Schnittstelle mit einem so genannten RNC (RNC = Radio Network Controller) verbunden ist. In 1 sind hierbei zwei RNCs gezeigt, wobei jeweils ein Teil der Basisstationen mit einem der beiden RNCs verbunden ist. Die Verbindung der Basisstationen zu den RNCs erfolgt entweder direkt oder durch Zwischenschaltung weiterer Basisstationen, wie in 1 durch gerade Doppelpfeile gezeigt ist. Jeder Basisstation B ist eine Funkzelle zugeordnet, wobei mobile Stationen innerhalb der Funkzelle dieser Funkzelle zugewiesen sind und mit der entsprechenden Basisstation dieser Funkzelle kommunizieren. In 1 sind beispielhaft drei mobile Stationen M in der Form von Mobilfunkgeräten angedeutet, welche jeweils mit einer der Basisstationen B drahtlos kommunizieren, wie durch gezackte Doppelpfeile angedeutet ist. 1 schematically shows the structure of a so-called UTRAN network (UTRAN = UMTS Terrestrial Radio Access Network), in which the inventive method can be used. The network comprises a plurality of base stations B, each base station being connected via a so-called Iub interface to a so-called RNC (Radio Network Controller). In 1 In this case, two RNCs are shown, wherein each part of the base stations is connected to one of the two RNCs. The connection of the base stations to the RNCs takes place either directly or through interposition of further base stations, as in 1 shown by straight double arrows. Each base station B is assigned a radio cell, wherein mobile stations within the radio cell are assigned to this radio cell and communicate with the corresponding base station of this radio cell. In 1 By way of example, three mobile stations M in the form of mobile devices are indicated, each communicating wirelessly with one of the base stations B, as indicated by jagged double arrows.

Ein Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht beispielsweise darin, dass das Mobilfunknetz derart konfiguriert ist, dass jede mobile Station immer einer Funkzelle derart zugewiesen ist, dass eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit ausreichender Leistung zwischen mobiler Station und der entsprechenden Basisstation der Funkzelle möglich ist. Als Regel kann somit in einer Datenbank hinterlegt sein, dass in dem verteilten Netzsystem jede mobile Station M eine Verbindung mit ausreichender Leistung zu einer Basisstation B aufweist. Sofern diese Regel für eine mobile Station M nicht mehr erfüllt ist, wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren eine entsprechende Operation durchgeführt, wodurch eine mobile Station beispielsweise einer anderen Basisstation zugewiesen wird, sofern die Verbindung mit der anderen Basisstation die in der Regel vorgegebene Verbindungsleistung erfüllt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ferner eine dynamische Veränderung der in der entsprechenden Datenbank hinterlegten Regel. Eine solche Veränderung kann beispielsweise dann notwendig werden, wenn eine neue mobile Station M oder auch eine neue Basisstation B in dem Mobilfunknetz aufgenommen werden.One Application of the method according to the invention For example, it means that the mobile network is configured in this way is that each mobile station is always assigned to a radio cell in this way is that a wireless communication connection with sufficient Power between the mobile station and the corresponding base station the radio cell possible is. As a rule, it can thus be stored in a database that in the distributed network system, each mobile station M connects having sufficient power to a base station B. Provided this rule for a mobile station M is no longer satisfied, according to the inventive method a corresponding operation is performed, creating a mobile station for example, to another base station, provided that Connection with the other base station which is usually predetermined Connection performance fulfilled. The inventive method allows and a dynamic change the rule stored in the corresponding database. Such a change For example, it may become necessary if a new mobile Station M or a new base station B in the mobile network be recorded.

2 zeigt schematisiert den Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es wird hierbei angenommen, dass ein so genanntes verteiltes System mit Knoten N1, N2 und N3 vorliegt. Der Begriff "verteiltes System" ist im Bereich der Informationstechnologie ein hinlänglich bekannter Ausdruck. Es beschreibt eine Menge von interagierenden Knoten, die über Nachrichten miteinander kommunizieren. Der in der vorliegenden Anmeldung verwendete Begriff "Netzsystem" umfasst insbesondere auch derartige verteilte Systeme. In 2 ist beispielhaft ein verteiltes System mit drei Knoten N1, N2 und N3 gezeigt. Üblicherweise sind solche Systeme wesentlich größer und umfassen eine wesentlich höhere Anzahl von Knoten. Durch entsprechende Pfeile P ist in 2 ferner angedeutet, dass die Knoten miteinander kommunizieren können. 2 schematically shows the sequence of an embodiment of the method according to the invention. It is assumed here that there is a so-called distributed system with nodes N1, N2 and N3. The term "distributed system" is a well-known expression in the field of information technology. It describes a lot of interacting nodes communicating via messages. The term "network system" used in the present application also includes in particular such distributed systems. In 2 By way of example, a distributed system with three nodes N1, N2 and N3 is shown. Typically, such systems are much larger and include a much higher number of nodes. By appropriate arrows P is in 2 further indicated that the nodes can communicate with each other.

In einem ersten Schritt S1 des in 2 gezeigten Verfahrens wird zunächst eine Vielzahl von Operationen A, B, C bereitgestellt bzw. erzeugt. Diese Operationen stellen Aufgaben (englisch: Tasks) dar, welche in dem verteilten System von den einzelnen Knoten N1, N2 und N3 durchzuführen sind. Die Erzeugung der Nachrichten A, B und C kann auf beliebige Weise erfolgen. Eine mögliche Art der Erzeugung ist die Generierung in einem Kompilierprozess, bei dem durch den Betreiber des verteilten Systems zunächst eine Vielzahl von auszuführenden Befehlen in einer Scriptsprache vorgegeben wird. Diese Befehle werden dann nach Art eines Compilers in die entsprechenden Operationen A, B und C übersetzt. Es werden hierbei die klassischen Kompilierschritte durchgeführt, insbesondere werden die in der Scriptsprache hinterlegten Befehle einer lexikalischen Analyse unterzogen, wodurch einzelne Zeichen der Scriptsprache zu Tokens zusammengefasst werden. Diese Tokens werden dann einer syntaktischen Analyse durch einen Parser unterzogen, wodurch ein Syntaxbaum generiert wird. Anschließend wird der Syntaxbaum einer semantischen Analyse unterzogen, wodurch ein attributierter Syntaxbaum entsteht. Dieser attributierte Syntaxbaum wird dann in einem letzten Schritt einer Synthese unterzogen, wodurch die einzelnen Tasks A, B und C entstehen.In a first step S1 of the in 2 1, a plurality of operations A, B, C are first provided or generated. These operations represent tasks to be performed in the distributed system of the individual nodes N1, N2 and N3. The generation of the messages A, B and C can be done in any way. One possible type of generation is the generation in a compilation process, in which the operator of the distributed system initially prescribes a large number of commands to be executed in a scripting language. These commands are then translated into the corresponding operations A, B and C in the manner of a compiler. In this case, the classical compilation steps are carried out, in particular the commands stored in the script language are subjected to a lexical analysis, whereby individual characters of the scripting language are combined into tokens. These tokens are then parsed by syntactic parsing, generating a syntax tree. Subsequently, the syntax tree is subjected to a semantic analysis, resulting in an attributed syntax tree. This attributed syntax tree is then subjected to a synthesis in a final step, resulting in the individual tasks A, B and C.

Nach der Erzeugung der Tasks folgt als Schritt S2 eine Optimierung OF, deren Ergebnis der Ausführungsplan EP ist, gemäß dem anschließend die einzelnen Tasks durch einen Transaktionsverwalter TM im Schritt S3 ausgeführt werden.To the generation of the tasks is followed by an optimization OF as step S2, whose result is the execution plan EP is, then according to the individual tasks by a transaction manager TM in step S3 executed become.

Bei der Optimierung OF können verschiedene Arten von Optimierungen durchgeführt werden. Es ist hierbei wesentlich, dass die für die Optimierung verwendeten Regeln, die auch als Policies bezeichnet werden, in einer Datenbank PD hinterlegt sind, auf die während der Optimierung zugegriffen wird. In der hier beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zwei Optimierungsschritte S2.1 und S2.2 durchgeführt.at the optimization OF can different types of optimizations are performed. It is here essential that for the optimization used rules, also called policies are stored in a database PD to which during the Optimization is accessed. In the embodiment described here the method according to the invention two optimization steps S2.1 and S2.2 are performed.

Bei dem ersten Optimierungsschritt S2.1 handelt es sich um eine Parallelisierung, bei der die Abhängigkeiten der einzelnen Aufgaben voneinander analysiert werden. Die einzelnen durchzuführenden Aufgaben hängen nämlich in den meisten Fällen voneinander ab. Beispielsweise könnte es bei der Ausführung der Aufgaben notwendig sein, dass die Aufgabe A beendet sein muss, bevor die Aufgabe B angefangen wird. Genauso könnte eine Abhängigkeit bestehen, gemäß der die Aufgabe A nur beendet werden kann, wenn die Aufgabe B ohne Fehler ausgeführt wurde. Diese Abhängigkeiten, welche von den spezifischen Eigenschaften des betrachteten verteilten Systems abhängen, werden als Parallelisierungs-Policy in der Datenbank PD hinterlegt. Die Datenbank berücksichtigt somit spezifische Charakteristika der betrachteten Domäne, in der das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird. Der Begriff "Domäne" ist ebenfalls ein hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannter Begriff und bezeichnet ein abgrenzbares Problemfeld bzw. einen bestimmten Einsatzbereich eines verteilten Systems. Insbesondere bezeichnet die Domäne den Anwendungsfall des verteilten Systems. Beispiele für Domänen sind ein Mobilfunknetz, ein Sensornetzwerk oder ein Peer-to-Peer-Netz.at the first optimization step S2.1 is a parallelization, when the dependencies the individual tasks are analyzed by each other. The single ones tasks to be performed hang namely in most cases from each other. For example, could it in the execution tasks require that task A must be completed, before task B is started. Equally, there could be a dependency according to the Task A can only be ended if task B fails accomplished has been. These dependencies, which of the specific properties of the considered distributed Depend on system are stored as a parallelization policy in the database PD. The database is considered thus specific characteristics of the considered domain in which the inventive method is used. The term "domain" is also a adequately term known from the prior art and denotes a definable Problem field or a specific application of a distributed System. In particular, the domain designates the use case of the distributed System. examples for domains are a mobile network, a sensor network or a peer-to-peer network.

Als Ergebnis des Parallelisierungsschritts S2.1 erhält man so genannte Cluster, welche jeweils voneinander abhängige Aufgaben umfassen, wobei sich die Cluster dadurch auszeichnen, dass die Aufgaben jedes Clusters unabhängig von den Aufgaben eines anderen Clusters ausgeführt werden können. Nach der Erzeugung dieser Cluster wird ein zweiter Optimierungsschritt S2.2 durchgeführt, welcher in der hier beschriebenen Ausführungsform die Wahrscheinlichkeit berücksichtigt, mit der die Durchführung einzelner Aufgaben ausfallen kann. Die hierfür erforderlichen Regeln sind ebenfalls in Datenbank PD hinterlegt. Bei dem Schritt S2.2 wird somit insbesondere berücksichtigt, dass einzelne Aufgaben in Abhängigkeit von der Menge der von der Aufgabe zu verarbeitenden Daten mit höherer Wahrscheinlichkeit ausfallen als andere. Falls eine Aufgabe ausfällt, ist es zur Aufrechterhaltung der Gesamtkonsistenz notwendig, dass andere Aufgaben, welche gerade ausgeführt werden, die Aktionen der ausgefallenen Aufgaben übernehmen. Um bei einem Ausfall einer Aufgabe den Reorganisationsprozess im verteilten System möglichst gering zu halten, wird mit Hilfe der in der Datenbank PD hinterlegten Regeln bestimmt, welche Aufgaben mit hoher Wahrscheinlichkeit ausfallen. Diese Aufgaben werden dann frühestmöglich durchgeführt. Es wird hierbei berücksichtigt, dass ein Prozess, der am Anfang der Durchführung des Verfahrens ausfällt, leichter kompensiert werden kann, als ein Prozess der am Ende des Verfahrens ausfällt, da dann gegebenenfalls eine Vielzahl von bereits durchgeführten Verfahrensoperationen nochmals wiederholt werden muss.When Result of the parallelization step S2.1 one receives so-called clusters, which are interdependent Tasks, whereby the clusters are characterized by: the tasks of each cluster regardless of the tasks of a other cluster can be. To the generation of these clusters becomes a second optimization step S2.2 performed, which in the embodiment described here the probability considered, with the implementation individual tasks can fail. The rules required for this are also stored in database PD. In step S2.2 becomes thus, in particular, that individual tasks depend on the amount of data to be processed by the task is more likely to fail than others. If a task fails, it is for maintenance the overall consistency necessitates that other tasks being done accomplished will take over the actions of the failed tasks. In case of a failure a task the reorganization process in the distributed system as possible is kept low with the help of the database PD Rules determine which tasks are likely to fail. These tasks will be carried out as soon as possible. It is considered, that a process that fails at the beginning of the procedure, easier can be compensated as a process of at the end of the procedure fails, there then, if appropriate, a multiplicity of process operations already carried out must be repeated again.

Nach der Durchführung der soeben beschriebenen Schritte S2.1 und S2.2 erhält man einen so genannten optimierten Ausführungsplan EP, der die zeitliche Abfolge der Ausführung der einzelnen Operationen festlegt. Diese Operationen werden dann durch einen Operationsverwalter TM in einem Schritt S3 durchgeführt. Aufgrund der Optimierungsschritte S2.1 und S2.2 umfasst der Ausführungsplan eine Mehrzahl von so genannten Operationslinien OL1, OL2 und OL3, wobei jede Operationslinie die Operationen eines der im Schritt S2.1 erzeugten Cluster enthält. Dies bedeutet, dass jede Operationslinie unabhängig von der anderen parallel durchgeführt werden kann. Der Operationsverwalter TM berücksichtigt dies und führt deshalb die einzelnen Operationslinien OL1, OL2 und OL3 parallel durch. Eine Operationslinie legt ferner die zeitliche Abfolge der durchzuführenden Operationen fest, wobei eine Grobstruktur der zeitlichen Abfolge bereits im Schritt S2.1 mit Hilfe der Regeln in der Datenbank PD vorgegeben wurde. Diese Grobstruktur wurde dann durch den oben beschriebenen weiteren Optimierungsschritt S2.2 nochmals im Hinblick auf die Ausfallwahrscheinlichkeiten der einzelnen Tasks optimiert. In 2 ist beispielhaft die Ausführung von den drei Tasks A, B und C angedeutet, wobei Task A durch den Knoten N1, Task B durch den Knoten N3 und Task C durch den Knoten N2 ausgeführt werden.After carrying out the steps S2.1 and S2.2 just described, a so-called optimized execution plan EP is obtained, which determines the chronological sequence of the execution of the individual operations. These operations are then performed by an operation manager TM in a step S3. Due to the optimization steps S2.1 and S2.2, the execution plan comprises a plurality of so-called operation lines OL1, OL2 and OL3, each operation line containing the operations of one of the clusters generated in step S2.1. This means that each operation line can be performed independently of the other. The operation manager TM takes this into account and therefore performs the individual operation lines OL1, OL2 and OL3 in parallel. An operation line also specifies the time sequence of the operations to be performed, wherein a coarse structure of the time sequence has already been specified in step S2.1 with the aid of the rules in the database PD. This coarse structure was then optimized again by the further optimization step S2.2 described above with regard to the failure probabilities of the individual tasks. In 2 For example, the execution of the three tasks A, B and C is indicated, with task A being performed by node N1, task B by node N3 and task C by node N2.

Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, wird in der soeben beschriebenen Ausführungsform ein optimierter Ausführungsplan EP erstellt, wobei der Ausführungsplan im Hinblick auf die spezifischen Charakteristika der Domäne mit Hilfe entsprechender Regeln in einer Datenbank optimiert wird. Es erweist sich hierbei als vorteilhaft, dass das Verfahren in einfacher Weise an unterschiedliche Gegebenheiten im betrachteten verteilten System bzw. an unterschiedliche Domänen in einfacher Weise dadurch angepassten werden kann, dass die in der Datenbank PD hinterlegten Regeln entsprechend ergänzt, abgeändert oder durch andere Regeln ersetzt werden. Es wird auf diese Weise ein offenes und flexibles verteiltes System geschaffen, welches es dem Betreiber ermöglicht, sofort auf Veränderungen im verteilten System zu reagieren und das System an unterschiedliche Domänen anzupassen.As is apparent from the above description, in the embodiment just described, an optimized execution plan EP is created, the execution plan being optimized with respect to the specific characteristics of the domain by means of corresponding rules in a database. It proves to be advantageous in this case that the method can be easily adapted to different circumstances in the considered distributed system or to different domains by simply supplementing, modifying or replacing the rules stored in the database PD with other rules become. It becomes an open and flexible way in this way created distributed system, which allows the operator to immediately respond to changes in the distributed system and adapt the system to different domains.

Claims

Method for the computer-aided operation of a distributed Network system with a plurality of network nodes (N1, N2, N3), at the: a) a plurality of to be executed on the network nodes (N1, N2, N3) Operations (A, B, C) is provided; b) for the multitude of operations (A, B, C) an execution plan (EP), the execution of the Operations (A, B, C) are coordinated by means of in a memory or a database (PD) deposited rules, where the rules take into account specific characteristics of the network system; c) the plurality of operations (A, B, C) taking into account the execution plan (EP) further processed and / or executed.

The method of claim 1, wherein in step b) rules which dependencies are used consider the operations of each other, and with the help of these rules an execution plan (EP) with a plurality of operation lines (OL1, OL2, OL3) created where each operation line (OL1, OL2, OL3) is one or more Operations (A, B, C) and the operations (A, B, C) of different operation lines (OL1, OL2, OL3) independently of each other executable are.

Method according to claim 2, wherein the operation lines (OL1, OL2, OL3) in step c) are executed in parallel.

A method according to claim 2 or 3, wherein in the faulty execution an operation (A, B, C) in step c) one of the following steps is performed: i) the operation line (OL1, OL2, OL3) to which the erroneous operation (A, B, C) belongs, is completely reset and re-executed; ii) the time sequence of the operations in the operation line (OL1, OL2, OL3) to which the erroneous operation (OL1, OL2, OL3) belongs considering the failed operation (A, B, C) changes, and then becomes the changed surgery line (OL1, OL2, OL3).

Method according to one of the preceding claims, wherein in step b) rules are used which determine the probability of default consider an operation (A, B, C), and in the execution plan (EP) states that operations (A, B, C) are highly probable to one as possible early Time in the sequence of execution of the operations (A, B, C) become.

Method according to one of the preceding claims, in the rules the resource consumption, especially the energy consumption one or more of the network nodes (N1, N2, N3).

Method according to one of the preceding claims, in the rules the accessibility of at least several of the network nodes (N1, N2, N3) consider each other.

Method according to one of the preceding claims, in the rules govern the bandwidth of the data transfer between at least consider several of the network nodes (N1, N2, N3).

Method according to one of the preceding claims, in the rules governing one or more of the network nodes (N1, N2, N3) take into account in each case the workable maximum load on operations (A, B, C).

Method according to one of the preceding claims, in in a change in the network system the rules in the memory or the database (PD) to the change be adjusted.

Method according to one of the preceding claims, in where the operations (OL1, OL2, OL3) are transactions, each one Transaction on a network node (N1, N2, N3) is executed.

The method of claim 11, wherein the transactions in step b) using the rules in transaction groups like this be classified, that a transaction group a set of each other dependent Transactions includes.

Method according to one of the preceding claims, in which the operations (A, B, C) are based on commands which are in one Programming language, in particular a scripting language, deposited where, in step a), the instructions are based on a compilation process translated into the multitude of operations become.

Method according to one of the preceding claims, in the distributed network system is a mobile network, preferably one UMTS or GSM network, and the network nodes are components of the mobile network, in particular mobile stations (M) and base stations (B).

Method according to one of claims 1 to 13, wherein the distributed Network system is a sensor network, each network node (N1, N2, N3) comprises at least one sensor.

Distributed network system comprising a plurality of Network nodes (N1, N2, N3), the network system using a method can be operated according to one of the preceding claims.

Computer program product with one on a machine-readable carrier stored program code for performing the method after a the claims 1 to 15, if the program product on one or more computers expires.