DE60311771T2

DE60311771T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Gruppendienstes in Kommunikationsnetzen

Info

Publication number: DE60311771T2
Application number: DE60311771T
Authority: DE
Inventors: Masato Hayashi; Christian Bonnet
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2023-05-17
Also published as: DE60311771D1; EP1478134A1; EP1478134B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben von Gruppendiensten in Kommunikationsnetzwerken, die eine Vielzahl von den Netzwerkknoten aufweisen.
Momentan wird das Internet ein immer leistungsfähigeres und populäreres Kommunikationsmedium. Es ermöglicht, dass eine Vielzahl von Anwendungen in dem Netzwerk eingesetzt wird. Zum Beispiel wird in einem Inhaltbereitstellungsnetzwerk (CDN – content delivery network) eine Inhaltsinformation an Benutzer geliefert, die sich in dem CDN-System registriert haben. Demgemäß werden durch die Registrierung die Benutzer zu Mitgliedern einer Dienstgruppe, und es werden zum Beispiel Nachrichten an ihre Anschlüsse bzw. Endgeräte geliefert. Andere Dienste, die auf einem Gruppen-Konzept basieren, sind Mailing-Listen, Video/Audio-Streaming und andere Anwendungen unter Verwendung des IP(Internet Protocol)-Multicast-Protokolls. In jedem Fall unterstützen diese Gruppen nur eine Registrierung und Abmeldung von Benutzern für eine einzelne Anwendung.
Mit neueren Leistungsweiterentwicklungen der drahtlosen Kommunikationstechnologien gibt es eine fortwährende Entwicklung zur Erweiterung der Mobilität in den Bereich von autonomen, mobilen, drahtlosen Domains. Das Ziel einer mobilen Ad-hoc-Vernetzung ist, einen robusten und effizienten Betrieb in mobilen drahtlosen Netzwerken zu unterstützen durch Aufnahme einer Routingfunktionalität in mobile Knoten. In diesem Fall bildet ein Satz von Knoten selbst die Netzwerk-Routing-Infrastruktur auf eine Ad-hoc-Weise. Die Knoten sind normalerweise jeweils eine Kombination aus einem Router und einem Host.
Dieses mobile Ad-hoc-Netzwerk (MANET) ist ein autonomes System von mobilen Plattformen (z.B. ein Router mit einem oder mehreren Hostrechner(n) und zumindest einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung – im Folgenden einfach als Netzwerkknoten oder Anschluss bzw. Endgerät bezeichnet), die sich frei bewegen und sich organisieren können, um eine flexible Netzwerktopologie zur Verfügung zu stellen. Das Netzwerk kann isoliert funktionieren oder kann mit anderen Netzwerken verbunden sein, z.B. über Gateways. Weitere Information hinsichtlich von Ad-hoc-Netzwerken sind z.B. verfügbar in RFC 2501 der Internet Engineering Task Force (IETF).
MANET-Knoten sind normalerweise mit drahtlosen Sendern und Empfängern ausgerüstet. Abhängig von den Positionen der Knoten und ihrer Sender- und Empfänger-Abdeckungsmuster entsteht eine drahtlose Konnektivität bzw. Verbindungsfähigkeit in der Form eines zufälligen „Multihop"-Graphen für das Ad-hoc-Netzwerk. Diese Adhoc-Topologie kann mit der Zeit variieren, wenn die Knoten ihre Positionen ändern und/oder aktiviert oder deaktiviert werden.
Mobile Ad-hoc-Netzwerke haben viele unterschiedliche Anwendungen. In einem Beispiel wird ein schnell einsetzbares Kommunikationsnetzwerk mit überlebensfähiger effizienter dynamischer Vernetzung für Feuer-/Sicherheits-/Rettungsoperationen vorgesehen. In einem anderen Beispiel kann ein so genanntes „persönliches" lokales Netzwerk durch ein MANET hergestellt werden, um die Kommunikation von Vorrichtungen, wie mobile Telefone, Handheld-Kommunikatoren, Laptop-Computer, usw., die dem gleichen Benutzer gehören und von diesem verwendet werden, zu ermöglichen. Zusätzlich kann ein mobiles Ad-hoc-Netzwerk benutzt werden, um ein so genanntes lokales „Face-to-Face"-Netzwerk einzusetzen, das eine Vielzahl von Knoten verbindet, die sich lokal in dem gleichen Bereich befinden, z.B. ein Raum oder ein Gebäude. Dieses „Face-to-Face"- Netzwerk kann für eine Kommunikation und/oder einen Datenaustausch der jeweiligen Benutzer der Netzwerkknoten benutzt werden, zum Beispiel in Sitzungen, Präsentationen, Spieleanwendungen oder Tourführungssystemen.
Anwendungsdienste werden normalerweise unter Verwendung eines Gruppenparadigmas geliefert bzw. bereitgestellt. In jeder Anwendung, die eine temporäre Kommunikation zwischen einer Vielzahl von Netzwerkknoten erzeugt, ist es erforderlich, die Mitgliedschaft der Netzwerkknoten in Anwendungsgruppen herzustellen und beizubehalten. In existierenden Systemen, z.B. ein CDN, wird die Gruppenverwaltung auf der Basis einer Vor-Registrierung durchgeführt. Jedoch berücksichtigen diese Systeme nicht mobile Netzwerkvorrichtungen, die sich schnell bewegen können und häufige Gruppenmitgliedschaftsänderungen erfordern können. Da die bekannte Gruppenverwaltung auf einem statischen Vor-Registrierungs-Paradigma basiert, können neue Mitglieder einer Gruppe, die eine Anwendung bedient, nicht einfach beitreten, wann immer und wo sie wünschen. Zusätzlich berücksichtigt die gegenwärtige Gruppenverwaltung die Mobilität der Terminals bzw. Endgeräte nicht. So sieht sie keine Verfahren für häufige Änderungen der Knotenposition und – zugänglichkeit vor. Demgemäß sind die bekannten Gruppenregistrierungsverfahren nicht geeignet für Kommunikationsnetzwerke, die in Raum und Zeit dynamisch sind, wie mobile Ad-hoc-Netzwerke. Ähnliche Probleme in Bezug auf häufige Gruppenmitgliedschaftsänderungen können auch in anderen Kommunikationsnetzwerken entstehen, wie in Infrastruktur-basierten Netzwerken, z.B. dem Internet, GSM- oder UMTS-Netzwerken.
In „A Study on Characteristics of Ad Hoc Network Applications" von Masato Hayashi und Christian Bonnet in „Proceedings of the IASTED International Conference on Communication Systems and Networks", 9. – 12. September 2002, S. 13 – 18, werden die Grundlagen des Betriebs von Gruppendiensten in einem Kommunikationsnetzwerk offenbart. Eine Architektur für eine Ad-hoc-Netzwerkkommunikation, die Arbeitsgruppensteuerungs- und Sitzungssteuerungs-Funktionen für eine Anwendung aufweist, wird vorgeschlagen. Die vorgeschlagene Architektur hat eine direkte Beziehung zwischen Anwendung, Arbeitsgruppe und Sitzung und ermöglicht eine einzelne Sitzung pro Arbeitsgruppe/ Anwendung. Der Betrieb einer zweiten Anwendung in dem Netzwerk erfordert den Aufbau einer zweiten Arbeitsgruppe und ihrer entsprechenden Sitzung.
Das Dokument XP002164649, „Session Initiation Protocol", spezifiziert ein Internet-Sitzungsinitiierungsprotokoll zum Erzeugen, Modifizieren und Beenden von Sitzungen mit einem oder mehreren Teilnehmer(n). SIP kann Teilnehmer sowohl zu Unicast- als auch Multicast-Sitzungen einladen. Das Dokument sieht die Internet-Multicast-Architektur als ein Beispiel zum Ermöglichen einer Multicast-Konferenz vor.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben von Gruppendiensten in einem mobilen Ad-hoc-Netzwerk vorzusehen, die für einen dynamischen und effizienten Betrieb ausgebildet sind.
Das oben genannte Ziel wird durch die angehängten unabhängigen Ansprüche 1, 22, 36, 37 erzielt und die Erfindung wird dadurch definiert.
Gemäß der vorliegenden Spezifikation werden in einem Verfahren zum Betreiben von Gruppendiensten in Kommunikationsnetzwerken ein Gruppensteuerungsprozess, um die Mitgliedschaft der Netzwerkknoten in einer Dienstgruppe zu steuern, und ein Sitzungssteue rungsprozess durchgeführt, um den Verbindungsstatus einer oder mehrer Sitzungen) in der Dienstgruppe zu steuern.
Eine Dienstgruppe ist eine temporär gebildete Gruppe von Netzwerkknoten (Terminals), wie mobile Telefonendgeräte, tragbare Computer, Laptop-Computer, Spielekonsolen, Drucker, Fernseher, Musikspieler und/oder digitale Kameras, die sich logisch zu Kommunikationszwecken zusammenfügen. Ein Netzwerkknoten ist vorzugsweise eine mobile oder stationäre Vorrichtung, die Routingfähigkeiten hat und einen oder mehrere Hostrechner zum Betreiben von Dienst-Anwendungen aufweist. Die Netzwerkknoten einer Gruppe können zum Beispiel zu einem Benutzer gehören und ein „persönliches" Netzwerk des Benutzers bilden. Die Netzwerkknoten einer Dienstgruppe können an einem bestimmten Ort physikalisch anwesend sein, um ein lokales „Face-to-Face"-Netzwerk zu bilden. Die Mitgliedschaft von Netzwerkknoten in einer Dienstgruppe wird durch den Gruppensteuerungsprozess gesteuert, um zu ermöglichen, dass Knoten zu der Dienstgruppe hinzukommen oder diese verlassen.
In der Dienstgruppe kann eine Vielzahl von Sitzungen aufgebaut werden. Jede Sitzung entspricht einer jeweiligen Anwendung, die Anwendungsdaten zu Netzwerkknoten in der Dienstgruppe überträgt. Für jede Anwendung wird eine jeweilige Sitzung von dem Sitzungssteuerungsprozess initiiert und aufrechterhalten. Zum Beispiel kann eine Sitzung für eine Video-Streaming-Anwendung, eine Sitzung für eine Sprach-Streaming-Anwendung und eine Sitzung für eine Dokumentdatenaustauschanwendung für einen Konferenzdienst aufgebaut werden. Der Sitzungssteuerungsprozess steuert den Verbindungsstatus der Sitzungen, z.B. den Aktivierungsstatus (AN/AUS), die Dienstqualität für die Sitzung, die Konnektivität und/oder den Unterbrechungsstatus der Sitzung.
Durch Trennen der Gruppensteuerung und der Sitzungssteuerung können mehrere verwandte Anwendungen jeweilige unabhängige Sitzungen für eine Datenkommunikation in der Dienstgruppe herstellen, wobei die Vielzahl der Sitzungen denselben Gruppensteuerungsprozess gemeinsam benutzen kann. Dieses gestaltet das Gruppen- und Sitzungsmanagement sehr effizient. Der Gruppensteuerungsprozess unterhält die Gruppenmitgliedschaft der Netzwerkknoten in der Dienstgruppe für alle zugehörigen Sitzungen bei. Er kann häufige Mitgliedschafts- und Positions-Änderungen handhaben. Der Sitzungssteuerungsprozess kann unabhängig häufige Änderungen des Sitzungsverbindungsstatus handhaben, ohne die Gruppensteuerung zu belasten. Demgemäß ist das Verfahren zum Betreiben von Gruppendiensten in Kommunikationsnetzwerken entsprechend der vorliegenden Spezifikation geeignet für in hohem Grade dynamische Dienstgruppen, die z.B. in mobilen Ad-hoc-Netzwerken auftreten können. Die vorliegende Spezifikation ermöglicht, dass, wenn sich Personen mit mobilen Computervorrichtungen temporär zu bestimmten Zwecken treffen, diese Personen kommunizieren können unter Verwendung einer Vielzahl von Anwendungsdiensten, die entsprechend den Anforderungen der Szenerie dynamisch hergestellt werden.
Der Gruppensteuerungsprozess kann die Definition einer Dienstgruppe durch einen Gruppenmanager aufweisen. Die Definition einer Dienstgruppe kann auf Gruppenattributen basieren, insbesondere ein Gruppenname, ein Gruppenidentifizierer, ein Gruppenmanageridentifizierer und/oder ein Gruppenmitgliederidentifizierer. Ein Netzwerkknoten, der beabsichtigt, einen Dienst zu beginnen, kann ein Gruppenmanager werden und den Gruppensteuerungsprozess durchführen, um die Mitgliedschaften anderer Knoten in der Dienstgruppe zu steuern.
Vorzugsweise initiiert ein sendendes Endgerät bzw. ein sendender Anschluss (Terminal), das/der beabsichtigt, Anwendungsdaten an andere Gruppenmitglieder zu senden, eine jeweilige Sitzung und wird zu einem Sitzungsmanager. Jedoch kann der Sitzungsmanager für eine Sitzung später auf einen anderen Netzwerkknoten übertragen werden. Andere Gruppenmitglieder als der Gruppenmanager können Sitzungen initiieren und Sitzungsmanager für die jeweiligen Sitzungen werden. Durch Trennen der Gruppensteuerung und der Sitzungssteuerung, ist es möglich, die Belastung zu verringern, die Netzwerkknoten auferlegt wird, die als Gruppenmanager oder Sitzungsmanager dienen.
Die Gruppensteuerung kann weiter die Erfassung einer existierenden Dienstgruppe mit vorgegebenen erforderlichen Gruppenattributen aufweisen. Anstatt eine neue Dienstgruppe zu eröffnen, kann ein Netzwerkknoten das Kommunikationsnetzwerk überprüfen, um herauszufinden, ob eine Dienstgruppe mit den erforderlichen Gruppenattributen, z.B. bestimmte Gruppenmitglieder, bereits existiert (Dienstgruppen-Erfassung). In diesem Fall gibt es keine Notwendigkeit für den Netzwerkknoten, eine neue Gruppe herzustellen. Der Knoten kann sich stattdessen der existierende Gruppe anschließen und eine Sitzung herstellen, um die Anwendungsdaten zu anderen Gruppenmitgliedern in der existierenden Gruppe zu übertragen.
Der Gruppensteuerungsprozess, der von einem Gruppenmanager durchgeführt wird, der vor kurzem eine Dienstgruppe initiiert hat, kann das Senden einer Gruppeneinladung an andere Netzwerkknoten aufweisen. Das Senden von Gruppeneinladungen wird vorzugsweise regelmäßig durchgeführt, um neue Knoten einzuladen, die sich vor kurzem dem Netzwerk angeschlossen haben oder sich in den Betriebsbereich der Dienstgruppe bewegt haben. Dies ist der (räumliche) Bereich des Kommunikationsnetzwerks, der von der Dienst gruppe bedient wird, d.h. der Bereich, der abgedeckt wird durch Gruppennachrichten, wie die Gruppeneinladungen und/oder die Datenübertragungen der Sitzungen.
Der Gruppensteuerungsprozess kann weiter das Erfassen einer Gruppeneinladung aufweisen, die von einem Gruppenmanager empfangen wird (Dienstgruppenerfassung). In dem Fall, dass die Gruppenattribute, die mit der Gruppeneinladung empfangen werden, bestimmte Bedingungen erfüllen, die von dem Netzwerkknoten gestellt werden, und/oder der Benutzer des Knotens entscheidet, an der Dienstgruppe teilzunehmen, kann eine Gruppenregistrierungsanforderung an den Gruppenmanager gesendet werden. Mit dieser Gruppenregistrierungsanforderung fordert der Knoten an, als ein Gruppenmitglied für die jeweilige Dienstgruppe registriert zu werden. Ein Knoten kann zu mehr als einer Dienstgruppe gehören.
Basierend auf einer von einem Knoten empfangenen Gruppenregistrierungsanforderung kann der Gruppenmanager den jeweiligen Knoten, der die Anforderung sendet, als ein Gruppenmitglied registrieren. Vor der Registrierung ist es möglich, zu verifizieren, ob der Knoten, der die Registrierung anfordert, vorgegebene Kriterien erfüllt. Insbesondere ist es angebracht, zu verifizieren, ob der Knoten autorisiert ist, sich bei der Gruppe zu registrieren. Es ist auch möglich, den Benutzer des Gruppenmanagerterminals um Erlaubnis zu bitten, ein bestimmtes Gruppenmitglied zu registrieren.
Der Gruppensteuerungsprozess kann auch das Erzeugen einer Gruppensteuerungsinformation aufweisen, einschließlich von Gruppenattributen, wie ein Sicherheitsniveau und/oder eine erforderliche Dienstqualität. Der Gruppenmanager sendet vorzugsweise eine Gruppensteuerungsinformation an die Gruppenmitglieder, welche die übertragenen Gruppenattribute durch Senden von Gruppenattribut- Akzeptanznachrichten akzeptieren oder ablehnen können. Durch diese Verhandlung der Gruppenattribute ist es möglich, die Dienstgruppendefinition zu vervollständigen oder zu ändern, wenn notwendig. Zum Beispiel kann ein anderes Sicherheitsniveau von dem Gruppenmanager und einem Gruppenmitglied für eine existierende Dienstgruppe verhandelt werden.
Der Gruppensteuerungsprozess kann weiter die Erzeugung eines Gruppenzertifikats aufweisen, das in der Kommunikation zwischen dem Gruppenmanager und den Gruppenmitgliedern benutzt werden kann, um die Gruppe zu identifizieren und/oder ein Gruppenmitglied zu authentisieren. Das Gruppenzertifikat ist vorzugsweise eindeutig und kann Gruppenattribute umfassen, wie die Gruppen-ID.
Der Gruppenmanager kann weiter Gruppenbestätigungsanforderungen an die Mitglieder senden. Gruppenmitglieder, die aktiv und in dem Gruppenbetriebsbereich anwesend sind und die eine Gruppenbestätigungsanforderung einer Gruppe empfangen haben, der sie vorher beigetreten sind, antworten auf empfangene Gruppenbestätigungsanforderungen durch Senden von Gruppenbestätigungsantworten an den Gruppenmanager. Basierend auf eine empfangene Gruppenbestätigungsantwort von einem Gruppenmitglied kann der Gruppenmanager die Registrierung des Gruppenmitgliedes aktivieren. Dies hat den Vorteil, dass die Anwesenheit von Gruppenmitgliedern, die sich vorher bei der Gruppe registriert haben, vor der Übertragung von Anwendungsdaten bestätigt wird. Die Registrierungen der Gruppenmitglieder, die sich bei der Gruppe registriert haben, die aber keine Gruppenbestätigungsantworten an den Gruppenmanager senden, werden nicht aktiviert. Diese Gruppenmitglieder können keine Anwendungsdaten empfangen. Der Betrieb der Gruppendienste basierend auf Gruppenbestätigungsanforderungen/antworten ist insbesondere für ein Off-Spot-Szenario nützlich. In diesem Szenario unter scheiden sich der Ort und die Zeit, in der die Registrierung der Gruppenmitglieder durchgeführt wird, von dem Ort und der Zeit der Übertragung von Anwendungsdaten durch die jeweilige Sitzung.
Der Gruppensteuerungsprozess kann weiter die Überwachung von Gruppenmitgliedern aufweisen durch Senden von Gruppenüberwachungsanforderungen an registrierte Gruppenmitglieder und durch Überwachen der Antworten von den Gruppenmitgliedern. Dies hat den Vorteil der Durchführung einer fortwährenden Überwachung der tatsächlichen Anwesenheit von Gruppenmitgliedern während des Betriebes der Dienstgruppe. Nur Gruppenmitgliedsterminals, die aktiv sind und sich in dem Betriebsbereich des Gruppenmanagers befinden, können auf eine Gruppenüberwachungsanforderung antworten. Gruppenmitglieder, die diese Bedingungen nicht erfüllen, können von dem Gruppenmanager einfach erfasst werden. Der Gruppenmanager kann geeignete Aktionen durchführen als Reaktion auf die Erfassung eines Gruppenmitglieds, das nicht auf Gruppenüberwachungsanforderungen antwortet.
Die Überwachung der Gruppenmitglieder wird vorzugsweise durchgeführt durch regelmäßiges Senden getrennter Gruppenüberwachungsanforderungen an einzelne Gruppenmitglieder. Zum Beispiel kann eine Gruppenüberwachunganforderung regelmäßig als eine Unicast-Nachricht an einzelne Netzwerkknoten gesendet werden, nachdem ein vorgegebener Timer abgelaufen ist. Ein Gruppenmitglied kann als fehlendes Gruppenmitglied beurteilt werden, wenn keine Antwort von dem Gruppenmitglied während einer vorgegebenen Zeit empfangen wurde. Vorzugsweise wird ein Gruppenmitglied als ein fehlendes Mitglied beurteilt, wenn keine Antwort von dem jeweiligen Gruppenmitglied für eine vorgegebene Anzahl von aufeinander folgenden Gruppenüberwachunganforderung empfangen wurde, die an diesen Netzwerkknoten gesendet wurden. Somit wird ein Grup penmitglied, das auf eine einzelne Gruppenüberwachunganforderung nicht reagiert, nicht bereits als ein fehlendes Gruppenmitglied erklärt, was vorteilhaft ist, da es möglich ist, dass die Überwachungsanforderung und/oder die Überwachungsantwort aufgrund einer Netzwerküberlastung verloren wurde, während das Gruppenmitglied aktiv und anwesend ist.
Der Gruppenmanager kann auch eine einzelne Gruppenüberwachungsanforderung über Multicast an alle Gruppenmitglieder senden. Die Gruppenüberwachunganforderung kann als eine Multicast-Nachricht übertragen werden und an alle Knoten einer (IP)-Multicast-Gruppe geliefert werden. Vorzugsweise entspricht die Multicast-Gruppe der Dienstgruppe. Somit ist es möglich, die Überwachungsanforderung per Multicast an alle Gruppenmitgliedsterminals zu senden. Wie bereits beschrieben, senden die Gruppenmitglieder, die eine Gruppenüberwachungsanforderung empfangen, Gruppenüberwachungsantworten an den Gruppenmanager. Um eine Netzwerküberlastung zu vermeiden, ist es von Vorteil, die Überwachungsantworten zu senden, nachdem eine zufällige Verzögerungszeit abgelaufen ist im Anschluss an den Empfang der Multicast-Gruppenüberwachungsanforderungen. Der Gruppenmanager kann ein Gruppenmitglied als ein fehlendes Gruppenmitglied beurteilen, wenn von dem Gruppenmitglied keine Antwort empfangen wurde, nachdem eine vorgegebene Zeitperiode nachfolgend auf die Übertragung einer Gruppenüberwachungsanforderung abgelaufen ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Spezifikation kann die Gruppensteuerung weiter den Schritt des Suchens eines fehlenden Gruppenmitgliedes aufweisen. Um ein fehlendes Gruppenmitglied zu suchen, kann eine Suchanforderung an alle zugänglichen Terminals gesendet werden. In einem mobilen Ad-hoc-Netzwerk kann die Suchanforderung an alle Netzwerkknoten in der Nachbarschaft des Gruppenma nagers gesendet werden. Es ist insbesondere nützlich, die Suchanforderung für das fehlende Gruppenmitglied an alle Knoten zu senden (broadcast), die sich in dem Funkbereich des Gruppenmanagers befinden. Die Suchanforderung kann einen Lebenszeitparameter haben, der in einem Feld der Suchanforderung enthalten ist und mit dieser übertragen wird. Netzwerkknoten in dem mobilen Ad-hoc-Netzwerk, welche die Suchanforderung empfangen, leiten die empfangene Suchanforderung an andere zugängliche Netzwerkknoten weiter. Dies hat den Vorteil, dass der Suchbereich ausgedehnt wird, da Netzwerkknoten, die durch den Gruppenmanager nicht erreichbar sind, die weitergeleitete Suchanforderung von dazwischenliegenden Weiterleitungsknoten empfangen wird. Somit wird die Suchanforderung in dem Kommunikationsnetzwerk unter Verwendung von mehrfachen Sprüngen (hops)(Verbindungen zwischen sendenden und empfangenden Knoten) verteilt. Die Abdeckung des Suchbereichs wird durch den Lebenszeitparameter der Suchanforderung gesteuert, da die Knoten, welche die Suchanforderung empfangen, die empfangene Anforderung an andere Knoten weiterleiten, solange die Lebenszeit der Anforderung nicht abgelaufen ist. Es ist auch möglich, den Verteilungsbereich der Suchanforderung zu steuern durch Festlegen einer Sprungzählung (hop count) der Suchanforderung. Die Sprungzählung bestimmt die Anzahl, wie oft die Suchanforderung durch mobile Terminals weitergeleitet wird.
Wenn keine Antwort von einem fehlenden Mitglied auf eine Suchanforderung in einer vorgegebenen Zeitperiode empfangen wird, können weitere Suchanforderungen gesendet werden. Vorzugsweise werden die Lebenszeitparameter von aufeinander folgenden Suchanforderungen erhöht. Dies hat den Vorteil, dass der Suchbereich für das fehlende Mitglied sukzessiv erhöht wird, wodurch die Möglichkeit des Findens des fehlenden Gruppenmitgliedes verbessert wird.
Die Suche nach einem fehlenden Gruppenmitglied kann auch durchgeführt werden unter Verwendung mehrerer Kommunikationsnetzwerke. Dies hat den Vorteil, dass das fehlende Gruppenmitglied erfasst werden kann, auch wenn die Datenübertragung in einem Netzwerk gestört ist. In diesem Fall kann das fehlende Gruppenmitglied möglicherweise durch ein anderes Kommunikationsnetzwerk kontaktiert werden. Zusätzlich können Kommunikationsnetzwerke mit unterschiedlichen Netzwerkverbindungsübertragungsbereichen verwendet werden. Zum Beispiel kann am Anfang der Suche die Suche durchgeführt werden unter Verwendung einer Nahbereichsfunkverbindung, wie Bluetooth. Wenn keine Antwort empfangen wird, können weitere Suchanforderungen unter Verwendung von Funkverbindungen mit einer größeren Reichweite gesendet werden.
Vorzugsweise wird ein fehlendes Gruppenmitglied als verlorenes Gruppenmitglied beurteilt, wenn keine Antwort auf eine oder mehrere Suchanforderungen) für das Gruppenmitglied von dem Gruppenmanager empfangen wurde. In diesem Fall ist es sehr wahrscheinlich, dass sich der fehlende Netzwerkknoten aus dem Betriebsbereich der Dienstgruppe heraus bewegt hat, oder der Knoten deaktiviert wurde. In beiden Fällen ist es anzuraten, die Gruppenmitgliedschaft des verlorenen Gruppenmitgliedes zu beenden. Die Gruppensteuerungsinformation, welche die Knoten-IDs von teilnehmenden Gruppenmitgliedern aufweist, kann aktualisiert werden, um das Verschwinden des verlorenen Gruppenmitgliedes zu reflektieren. Es ist von Vorteil, die verbleibenden Gruppenmitglieder über den Status des fehlenden Gruppenmitgliedes und/oder die aktualisierte Gruppensteuerungsinformation zu benachrichtigen. Die aktualisierte Gruppensteuerungsinformation wird vorzugsweise an die Gruppenmitglieder durch Multicast verteilt.
Wenn ein verlorenes Gruppenmitglied schließlich eine Überwachungsanforderung oder eine Suchanforderung von dem Gruppenmanager empfängt, nachdem es keine Anforderung während einer vorgegebenen Zeitperiode empfangen hat, kann der Knoten entscheiden, dass er von der Gruppe getrennt wurde. Diese Situation kann zum Beispiel auftreten, wenn die Funkkommunikation zu dem Knoten temporär gestört wird, was zum Beispiel geschehen kann, wenn ein mobiler Knoten durch einen Tunnel bewegt wird. Das verlorene Gruppenmitglied kann dann entscheiden, eine Wiederanschluss-Anforderung an den Gruppenmanager zu senden, um den Gruppenmanager zu informieren, dass der Knoten wieder mit der Gruppe verbunden ist, und anfordert, wieder an der Gruppe teilzunehmen.
Bei Empfang einer Wiederanschlussanforderung von einem verlorenen Mitglied kann der Gruppenmanager die Gruppensteuerungsinformation aktualisieren, um die Knoten-ID des verlorenen Gruppenmitgliedes aufzunehmen oder zu reaktivieren. Es ist weiterhin von Vorteil, die Gruppenmitglieder über die aktualisierte Gruppensteuerungsinformation und die erneute Teilnahme des verlorenen Gruppenmitgliedes zu benachrichtigen. Mit diesen Aktionen nimmt der Knoten, der vorher als verloren betrachtet wurde, wieder an der Dienstgruppe teil und von diesem Zeitpunkt an kann er wieder an dem Gruppendienst teilnehmen, z.B. Anwendungsdaten empfangen und/oder senden.
Um die Gruppe zu verlassen, kann ein Gruppenmitglied eine Gruppeverlassenanforderung an den Gruppenmanager senden. Der Gruppenmanager kann die Gruppensteuerungsinformation aktualisieren und die Gruppenmitglieder über das Verlassen und die aktualisierte Gruppensteuerungsinformation benachrichtigen. Dies hat den Vorteil, dass ein Gruppenmitglied den Gruppenmanager hinsichtlich eines beabsichtigten Verlassens der Gruppe informiert. In diesem Fall beginnt der Gruppenmanager kein Suchverfahren für das jeweilige Gruppenmitglied.
Gemäß dem vorher beschriebenen Gruppensteuerungsprozess kann ein Gruppenmanager die Gruppenmitgliedschaft einer Vielzahl von Netzwerkknoten dynamisch steuern und die Anwesenheit der Gruppenmitglieder überwachen. Fehlende Mitglieder werden automatisch erfasst und ein Suchverfahren wird initiiert. Die Gruppenmitgliedschaftsinformation wird angepasst, wenn ein Gruppenmitglied verloren ist. Demgemäß sieht die Spezifikation einen vollautomatischen und vollständigen Gruppensteuerungsprozess vor, der von dem Gruppenmanager unabhängig von der Sitzungssteuerung durchgeführt wird.
Basierend auf den obigen Schritten kann das Verfahren gemäß der Spezifikation eine Sitzungssteuerung durchführen, die ausgebildet ist, den Verbindungsstatus einer Vielzahl von Sitzungen in der Dienstgruppe effizient zu steuern. Da die Sitzungssteuerung von einem Sitzungsmanager getrennt von der Gruppensteuerung durchgeführt wird, wird die Berechnungslast, die den einzelnen Netzwerkknoten auferlegt wird, verteilt und somit verringert. Ferner kann eine Vielzahl von Sitzungen dieselbe Gruppensteuerung gemeinsam benutzen. Demgemäß kann das Verfahren zum Betreiben von Gruppendiensten gemäß der vorliegenden Spezifikation häufige Gruppen- und Sitzungsmitgliedsänderungen handhaben. Mit der Verwendung des Gruppenmitgliedssuchverfahren kann das Verfahren auch häufige Ortsveränderungen der Gruppenmitglieder handhaben. Zusätzlich kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Spezifikation häufige Anwendungs/Sitzungsverbindungs-Statusänderungen handhaben, die unabhängig von dem jeweiligen Sitzungsmanager der Sitzung erfasst und gehandhabt werden.
Das Verfahren zum Betreiben von Gruppendiensten in Kommunikationsnetzwerken gemäß der vorliegenden Spezifikation wird vorzugsweise implementiert als ein Computerprogramm, das von einem oder mehreren der Netzwerkknoten betrieben wird. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Spezifikation ist das Computerprogramm als ein Software-Protokoll gestaltet, das Schnittstellen und Nachrichten vorsieht, um Gruppendienste zu betreiben.
Gemäß einem anderen Aspekt der Spezifikation ist eine Vorrichtung zum Betreiben von Gruppendiensten in einem Kommunikationsnetzwerk vorgesehen, die eine Vielzahl von den Netzwerkknoten aufweist. Die Vorrichtung weist Gruppensteuerungsmittel auf, um die Mitgliedschaft von Knoten in einer Dienstgruppe zu steuern, und Sitzungssteuerungsmittel, um den Verbindungsstatus für eine Vielzahl von Sitzungen in der Dienstgruppe zu steuern.
Die Gruppensteuerungsmittel eines Netzwerkknotens können einen Gruppenmanager aufweisen, der ausgebildet ist, eine Dienstgruppe zu definieren, Gruppeneinladungen an die Knoten zu senden und ein Gruppenmitglied zu registrieren basierend auf einer Gruppenregistrierungsanforderung, die von dem Terminal des Gruppenmitglieds empfangen wird.
Der Gruppenmanager kann weiter Gruppenüberwachungsmittel aufweisen, die ausgebildet sind, die Verfügbarkeit und die Zugänglichkeit der Gruppenmitglieder zu überwachen durch Senden von Gruppenüberwachungsanforderungen an Gruppenmitglieder und Überwachen der Antworten von den Gruppenmitgliedern.
Der Gruppenmanager kann weiter Gruppenmitgliedsuchmittel aufweisen, die ausgebildet sind, Suchanforderungen für ein fehlendes Gruppenmitglied an alle zugänglichen Netzwerkknoten in einem Suchbereichs zu senden.
Die Gruppensteuerungsmittel eines Terminals können Gruppeneinladungserfassungsmittel aufweisen, die ausgebildet sind, eine Gruppeneinladung zu erfassen, die von einem Gruppenmanager gesendet (broadcast) wurde. Nachdem eine Gruppeneinladung erfasst wurde und das Terminal entscheidet, an der Gruppe teilzunehmen, sendet das Gruppensteuerungsmittel eine Gruppenregistrierungsanforderung an den Gruppenmanager.
Das Gruppensteuerungsmittel eines Netzwerkknotens kann weiter Gruppenüberwachungserfassungsmittel aufweisen, die ausgebildet sind, Gruppenüberwachungsanforderungen und Suchanforderungen zu erfassen, die von einem Gruppenmanager gesendet (broadcast) wurden. Nachdem eine Gruppenüberwachungsanforderung oder eine Suchanforderung empfangen wurde, sendet das Gruppensteuerungsmittel eine Antwort an den Gruppenmanager, um seine Anwesenheit zu bestätigen.
Das Kommunikationsnetzwerk ist vorzugsweise als ein mobiles Ad-hoc-Netzwerk ausgebildet. Ein mobiles Ad-hoc-Netzwerk ist ein autonomes System von mobilen Knoten, die durch drahtlose Verbindungen verbunde n sind. Ein mobiler Knoten kann einen Router und einen oder mehrere Hostrechner aufweisen. Die mobilen Knoten können sich frei bewegen und sich selbst organisieren, um so eine flexible Netzwerktopologie zur Verfügung zu stellen.
Ein Vorrichtung gemäß der Spezifikation kann zumindest eine Netzwerkschnittstelle aufweisen, die ausgebildet ist, mit anderen Netzwerkknoten in dem Kommunikationsnetzwerk zu kommunizieren. Die Netzwerkschnittstelle kann auf einer Nahbereichsfunkzugriffs technologie, wie Bluetooth, Infrarotdatenverbindung (IrDA) und/oder einem drahtlosen lokalen Netzwerk (WLAN) basieren. Selbstverständlich sind auch andere Vernetzungstechnologien zur Verbindung der Netzwerkknoten anwendbar, wie für Fachleute offensichtlich ist.
Die Netzwerkschnittstelle kann ausgebildet sein, Daten oder Nachrichten an eine Vielzahl von Knoten zu senden (broadcast) und/oder Daten oder Nachrichten an eine vorgegebenen Gruppe von Terminals per Multicast zu senden. Dies wird vorzugsweise durch Verwendung einer Internetprotokoll(IP)-Gruppenadresse (IP multicast) erzielt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Spezifikation kann die Vorrichtung eine Vielzahl von Netzwerkschnittstellen aufweisen, die ausgebildet sind, mit Netzwerkknoten über unterschiedliche Kommunikationsnetzwerke zu kommunizieren. Das Gruppenmitgliedsuchmittel kann Suchanforderungen für ein fehlendes Gruppenmitglied über die verschiedenen Netzwerkschnittstellen senden. Es ist vorteilhaft, eine Netzwerkschnittstelle zu benutzen, die einen größeren Abdeckungs(broadcast)bereich hat, wenn keine Antwort für eine vorhergehende Suchanforderung empfangen wurde, die über eine Netzwerkschnittstelle mit einem geringeren Abdeckungs(broadcast)bereich gesendet wurde.
Die Terminals in dem Kommunikationsnetzwerk sind vorzugsweise mobile Terminals, die mittels drahtloser Kommunikationsverbindungen kommunizieren. Insbesondere mobile Telefone, PDA (personal digital assistant) oder drahtlose LAN-Knoten, wie Notebooks, Zugangspunkte oder Workstationen, sind geeignete Netzwerkknoten zum Betreiben von Gruppendiensten. Auch Vorrichtungen mit einer Nahbereichsfiunkzugriffsnetzwerkschnittstelle, insbesondere Sensor-Chips oder RFID(radio frequency identification)-Chips, können als Netzwerkknoten eingesetzt werden.
Sensor-Chips, die eine physikalische Entität erfassen und eine Vernetzungsfunktion haben, z.B. durch Verwenden einer Funktechnologie, können ebenfalls ein Ad-hoc-Netzwerk bilden. In diesem Fall können die Sensor-Chips eine Gruppe bilden unter Verwendung des Gruppendienstes gemäß der vorliegenden Spezifikation. Ein Sensor-Chip kann die Rolle eines Gruppenmanagers haben und eine Information, die von anderen Sensor-Chips gesammelt wird, die als Gruppenmitglieder dienen, an ein Überwachungszentrum senden. Die Information kann regelmäßig oder auf Nachfrage gesendet werden.
RFID-Chips mit einer Vernetzungsfunktion können ebenfalls ein Ad-hoc-Netzwerk bilden und sich in Gruppen organisieren. Zum Beispiel können RFID-Chips zur Identifikation von Objekten verwendet werden. RFID-Chips, die an Fahrzeugen angebracht sind, können benutzt werden, um eine Registrierungsinformation der Fahrzeuge zu speichern. Diese Information kann in der Nähe der Fahrzeuge über ein Ad-hoc-Netzwerk gesendet (broadcast) werden. Demgemäss können Fahrzeuge in der Nähe die Registrierungsinformation anderer Fahrzeuge in der Umgebung erkennen.
Die vorliegende Spezifikation sieht ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben von Gruppendiensten in Kommunikationsnetzwerken vor, wobei die Gruppensteuerung und die Sitzungssteuerung getrennt sind, um Flexibilität und Effizienz zu verbessern. Die Spezifikation kann von Fachleuten implementiert werden, z.B. in der Form eines Computerprogramms für eine Netzwerkvorrichtung, die als ein universeller Computer oder als Spezial-Hardwarevorrichtung organisiert sein kann. Die Spezifikation kann auch implementiert werden durch Übertragen des Gruppendienstprotokolls auf fest verdrahtete Logik, wie ASICs oder andere Silizium-Chips.
1 zeigt ein Beispiel einer Systemkonfiguration zur Darstellung des Betriebs von Gruppendiensten in einem Kommunikationsnetzwerk;
2 zeigt kurz das Verfahren zum Betreiben eines Gruppendienstes für ein Beispiel einer vorübergehenden Besprechung (meeting);
3 zeigt schematisch die Beziehung zwischen der Gruppensteuerung und der Sitzungssteuerung;
4 zeigt schematisch ein Kommunikationsnetzwerk zum Betreiben von Gruppendiensten;
5 zeigt schematisch die Beziehung zwischen unterschiedlichen Sitzungen in einer Gruppe;
6 zeigt schematisch die Schritte, die bei dem Betreiben der Gruppendienste beteiligt sind;
7 zeigt ein Flussdiagramm, das schematisch die Hauptverarbeitungsschritte des Gruppensteuerungsprozesses darstellt, der von dem Gruppenmanager durchgeführt wird;
8 zeigt ein Flussdiagramm, das schematisch den Entscheidungsprozess darstellt, um Gruppenmanager zu werden;
9 zeigt schematisch Details des Dienstgruppeneinladungs- und Anfangsregistrierungs-Prozesses;
10 zeigt schematisch den Gruppenbestätigungsprozess;
11 zeigt ein Diagramm, das schematisch ein erstes Verfahren der Überwachung von Gruppenmitgliedern erläutert;
12 zeigt ein Diagramm, das schematisch ein zweites Verfahren der Überwachung von Gruppenmitgliedern erläutert;
13 zeigt schematisch eine erfolgreiche Suche nach einem fehlenden Gruppenmitglied;
14 zeigt weiter schematisch die Suche nach einem fehlenden Gruppenmitglied;
15 zeigt ein Flussdiagramm für einen erfolglosen Suchprozess, der von dem Gruppenmanager durchgeführt wird;
16 zeigt ein Flussdiagramm eines in einem Netzwerkknoten durchzuführenden Prozesses;
17 zeigt schematisch einen Gruppenwartungsprozess hinsichtlich Änderungen der Gruppenmitgliedschaft;
18 zeigt schematisch einen Gruppenwartungsprozess, wenn ein Gruppenmitglied die Gruppe verlässt;
19 zeigt schematisch einen Gruppenbeendigungsprozess;
20 zeigt ein Flussdiagramm, das schematisch den Sitzungssteuerungsprozess darstellt;
21 zeigt schematisch einen Sitzungseinladungsprozess, der von einem Terminal durchgeführt wird, das mit der Übertragung von Anwendungsdaten beginnen möchte;
23 zeigt schematisch einen Sitzungsbestätigungsprozess;
24 zeigt schematisch einen ersten Sitzungsüberwachungsprozess;
25 zeigt schematisch einen zweiten Sitzungsüberwachungsprozess;
26 zeigt schematisch den Hauptsteuerungsablauf der Sitzungswartung, die durch den Sitzungsmanager durchgeführt wird;
27 zeigt schematisch einen Sitzungsunterbrechungs-Wiederherstellungsprozess;
28 zeigt schematisch einen Sitzungsteilnahmeprozess;
29 zeigt schematisch einen „Verlasse-Sitzung"-Prozess;
30 zeigt schematisch einen Gruppenänderungsprozess;
31 zeigt schematisch einen Sitzungsattributaktualisierungsprozess;
32 zeigt schematisch einen Sitzungsbeendigungsprozess;
33 zeigt ein Blockdiagramm der Hardwarestruktur eines Netzwerkknotens 10, die ausgebildet ist, Gruppendienste gemäß der vorliegenden Erfindung zu betreiben;
34 zeigt die Software-Struktur eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung; und
35 zeigt die Beziehung zwischen der Software-Struktur eines Manager-Terminals und eines Client-Terminals.
1 zeigt ein Beispiel einer Systemkonfiguration zur Darstellung des Betriebs von Gruppendiensten in einem Kommunikationsnetzwerk 1. Die mobilen Netzwerkknoten P1-P5 und der Weiterleitungsknoten R bilden ein mobiles Ad-hoc-Netzwerk 1 unter Verwendung einer drahtlose Verbindungskommunikationstechnologie. Die mobilen Knoten P1-P5, R sind autonome Host-Systeme, die Routingfähigkeiten aufweisen.
Das in der 1 gezeigte Beispiel betrifft eine vorübergehende Besprechung (meeting). Der Host P1 initiiert eine Dienstgruppe für die Besprechung bzw. Konferenz und wird der Gruppenmanager (GM). Die Hosts P2-P5 treten der Gruppe für die Besprechung bei. Der Weiterleitungsknoten R nimmt nicht an der Dienstgruppe teil, sondern dient als eine Mediator- oder Relaisstation in dem mobilen drahtlosen Multihop-Netzwerk 1. Der Gruppenmanager P1 führt den Gruppensteuerungsprozess durch, um die Mitgliedschaft der Knoten P1-P5 in der Dienstgruppe zu steuern und die Mitglieder P1-P5 zu verfolgen.
Eine Anwendung AP1, die beabsichtigt, Anwendungsdaten an die Gruppenmitglieder P2-P5 zu senden, wird auf dem Knoten P1 durchgeführt. Der Knoten P1 ist der erste Sender in der Gruppe und initiiert folglich eine Sitzung S1 zur Übertragung der Anwendungsdaten von AP1 zu den Gruppenmitgliedern P2-P5. Demgemäß wird P1 der Sitzungsmanager der Sitzung S1, um die jeweilige Sitzungssteuerung für S1 durchzuführen. Die Sitzungssteuerung betrifft die Steuerung des Verbindungsstatus der Sitzung S1, d.h. den Start/das Ende der Anwendungsdatenübertragung. Die Sitzungssteuerung verwaltet die Anwendungsverbindung, z.B. durch Anfordern der Daten, Überwachen der Sitzungsqualität (Durchsatz, Fehlerrate, Verzögerung, usw.). Der Sitzungsmanager kann zu einem anderen Sitzungsmitglied geändert werden, wenn zum Beispiel ein anderes Sitzungsmitglied den sendenden Teil in der Sitzung übernimmt.
Eine zweite Anwendung AP2, die beabsichtigt, Anwendungsdaten an die Gruppenmitglieder P1-P4 zu übertragen, wird auf dem mobilen Terminal bzw. Endgerät P5 durchgeführt, das eine zweite Sitzung S2 initiiert und deren Sitzungsmanager wird. In der Dienstgruppe kann eine Vielzahl von Sitzungen von den jeweiligen Sitzungsmanagern initiiert werden und aufrechterhalten werden. Der Sender einer Sitzung kann jeder Knoten in der Gruppe sein. In dem dargestellten Beispiel der vorübergehenden Besprechung kann die erste dargestellte Anwendung den Gruppenmitgliedern eine Präsentation mittels der ersten Sitzung zeigen. Die zweite Anwendung, die auf P5 durchgeführt wird, kann eine weitere Präsentation, die das Thema betrifft, mittels der zweiten Sitzung S2 zeigen. In einem weiteren Szenario kann eine Video-Streaming-Anwendung die Sitzung S1 verwenden, und eine Voice-over-IP-Anwendung kann die Sitzung S2 verwenden.
Durch Trennen der Gruppensteuerung und der Sitzungssteuerung sieht das Verfahren zum Betreiben von Gruppendienste in einem Kommunikationsnetzwerk entsprechend der Erfindung eine hohe Flexibilität vor und verringert die Berechnungslast, die den einzelnen Netzwerkknoten auferlegt wird, die als ein Gruppen- und/oder Sitzungsmanager arbeiten. Es ist möglich, eine Vielzahl von Sitzungen in der Dienstgruppe durchzuführen, wodurch die Gruppensteuerung, die von dem Gruppenmanager durchgeführt wird, geteilt wird.
In der 2 wird das Verfahren zum Betreiben des Gruppendienstes für das Beispiel der vorübergehenden Besprechung kurz dargestellt. Details der einzelnen Schritte werden später erläutert.
Zuerst initiiert der Vorsitzende der vorübergehenden Besprechung, der auch der erste Sender ist, eine Dienstgruppe und wird Gruppenmanager. In dem Schritt 100 sendet der Gruppenmanager Gruppeneinladungen für die Sitzung an andere Netzwerkknoten, z.B. durch Senden (broadcasting) von Sitzungseinladungsnachrichten in dem Kommunikationsnetzwerk. Interessierte Netzwerkknoten können an der Dienstgruppe teilnehmen durch Antworten auf die Gruppeneinladung. Der Gruppenmanager sammelt die Gruppenregistrierungsanforderungen, die von den interessierten Knoten gesendet werden, und registriert die jeweiligen Gruppenmitglieder, wodurch die Dienstgruppe in Schritt 105 definiert wird. In Schritt 130 wird der Sitzungssteuerungsprozess durchgeführt. Der Sitzungssteuerungsprozess kann eine Vielzahl von Sitzungen steuern, die den Anwendungen entsprechen, die Daten zur Übertragung an die Sitzungsmitglieder haben. Hier wird ein Sitzungseinladungs- und Registrierungs-Prozess in Schritt 131 durchgeführt. Eine Multicast-Sitzung für die Sitzungs-Anwendung wird in Schritt 132 durchgeführt. Nach Beendigung wird die Sitzung in Schritt 133 beendet. Nachdem die Sitzung beendet ist oder wenn der Gruppenmanager entscheidet, die Dienstgruppe zu schließen, wird die Gruppensteuerung im Schritt 140 beendet, wodurch der Sitzungsdienst beendet wird.
3 zeigt schematisch die Beziehung zwischen der Gruppensteuerung und der Sitzungssteuerung. Nachdem ein Aufbau einer Gruppe in Schritt 110 durchgeführt wurde, z.B. durch Senden einer Gruppeneinladung an die Netzwerkknoten und Registrieren der antwortenden Knoten, wird in Schritt 120 der Gruppensteuerungsprozess von dem Gruppenmanager durchgeführt, der der erste Sender oder ein anderes Mitglied der Gruppe sein kann. Die Gruppensteuerung kümmert sich um die Mitgliederverfolgung und Pflege der Mitgliedschaft. Für jede Sitzung S1-Sm wird eine getrennte Sitzungssteuerung in den Schritten 130-1 bis 130-m durchgeführt, um die Verbindungen der Anwendungen zu verwalten. Der Sitzungsmanager für eine Sitzung ist vorzugsweise der erste Anwendungssender in der Gruppe. Folglich erscheint eine Sitzung auf einem Endgerät mit zu sendenden Anwendungsdaten. Eine Gruppe kann mehrere Sitzungen S1-Sm umfassen, die jeweiligen Anwendungen entsprechen. Zum Beispiel werden eine erste Multicast-Sitzung für eine Präsentationsvorführung und eine zweite Multicast-Sitzung für eine Video-Streaming-Anwendung durchgeführt. Ein Gruppenmanager kann gleichzeitig Sitzungsmanager sein. Nachdem alle Sitzungen durch ihre jeweiligen Sitzungssteuerungen beendet sind oder wenn der Gruppenmanager entscheidet, die Dienstgruppe zu schließen, wird die Gruppensteuerung in Schritt 140 beendet.
4 zeigt schematisch ein Kommunikationsnetzwerk 1 zum Betreiben von Gruppendiensten. Das Kommunikationsnetzwerk 1 ist ein mobiles Ad-hoc-Netzwerk, das aus Knoten 20–22 besteht, die als Host und Weiterleitungsknoten dienen. Ein Diensteanbieterterminal 20 (schwarzer Kreis) kündigt eine Dienstgruppe an und interessierte Knoten gruppieren sich mit dem Diensteanbieterknoten 20, um Gruppenmitglieder 21 (graue Kreise) zu werden. Die Gruppenmitglieder 21 können über direkte Netzwerkverbindungen (einzelner Sprung – single hop) oder indirekt über Weiterleitungsknoten 22 (Mehrfach-Sprung – multi hop) verbunden werden. Die Weiterleitungsknoten 22 (offene Kreise) nehmen nicht an der Gruppe teil, sondern leiten empfangene Daten an andere Knoten weiter.
Die Netzwerkknoten 20–22 können mehr als eine Kommunikationsschnittstelle haben, zum Beispiel eine Schnittstelle zum Betreiben eines Ad-hoc-Netzwerks und eine andere Schnittstelle, die mit einem Infrastruktur-basierten Netzwerk verbunden ist, z.B. ein zellulares mobiles Netzwerk. Ein Knoten mit mehreren Netzwerkschnittstellen kann auch zu unterschiedlichen Gruppen gehören, die in unterschiedlichen Netzwerken arbeiten.
5 zeigt schematisch die Beziehung zwischen unterschiedlichen Sitzungen in einer Gruppe. Anwendungsdienste werden Benutzern/Clients von Anwendungsanbietern vorgeschlagen. Ein Anwendungsanbieter annonciert seinen Anwendungsdienst, kümmert sich um die Benutzer/Client-Registrierung und sendet Daten. Der erste Anwendungsanbieter (Sender) initiiert normalerweise die Gruppe und übernimmt die Rolle des Gruppenmanagers. Alle Anwendungsanbieter (Sender) werden ein Gruppenmitglied durch Registrieren an dem Gruppenmanager. Ein Anwendungsanbieter hat die Rolle eines Senders in dem System und wird zum Sitzungsmanager, um die Sitzungssteuerung seiner jeweiligen Sitzung durchzuführen. Ein Client oder Benutzer registriert sich bei dem Gruppenmanager, um auf die verschiedenen Anwendungsdienste in der Gruppe zuzugreifen. Nach der Registrierung empfängt ein Client Daten von den Anwendungsanbietern. Jedes Gruppenmitglied kann ein Anwendungsanbieter werden. Jeder Anwendungsanbieter in der Gruppe teilt sich die Gruppensteuerung, die von dem Gruppenmanager durchgeführt wird.
6 zeigt schematisch unterschiedliche Schritte, die beim Betreiben von Gruppendiensten beteiligt sind. 6A zeigt die Schritte, die von dem ersten Anwendungsanbieter durchgeführt werden, der eine Dienstgruppe aufstellt und der Gruppenmanager wird. Zuerst wird eine Dienstgruppeneinladung (Anzeige) in dem Kommunikationsnetzwerk verteilt. Dann wird die Gruppe gebildet und die Gruppenmitglieder werden registriert. Dann wird eine Sitzungseinladung für die erste Sitzung an die Gruppenmitglieder verteilt. Schließlich wird der Sitzungsbetrieb der Senderseite für die erste Anwendung durchgeführt.
6B zeigt die Schritte, die bei dem Betrieb eines „Benutzer (nur) Empfänger" beteiligt sind. Zuerst wird eine Dienstgruppe erfasst, die bestimmte Anforderungen erfüllt, und der Client/Benutzer registriert sich bei dieser Gruppe. Dann wird eine Sitzungsregistrierung durchgeführt, um sich bei einem Anwendungsdienst zu registrieren. Dann wird der Sitzungsbetrieb der Empfängerseite durchgeführt, um die Anwendungsdaten zu empfangen, die der registrierten Sitzung entsprechen.
6C zeigt die Schritte für einen Benutzer/Client, der ein Sender wird. Der Benutzer/Client, der bereits als Gruppenmitglied registriert ist, entscheidet, die Rolle des Anwendungsanbieters einzunehmen und beabsichtigt, Daten an andere Benutzer/Clients zu senden. Demgemäß verteilt der Benutzer/Client eine Sitzungseinladung an andere Gruppenmitglieder und führt den Sitzungsbetrieb der Senderseite durch, um Daten an andere registrierte Mitglieder zu senden.
7 zeigt ein Flussdiagramm, das die Hauptverarbeitungsschritte der Gruppensteuerung darstellt, die durch den Gruppenmanager durchgeführt wird. Details der einzelnen Schritte werden später beschrieben.
In Schritt 200 wird eine Dienstgruppeneinladung an andere Netzwerkknoten in dem Kommunikationsnetzwerk erfasst. Die Gruppeneinladung kann Gruppenattribute aufweisen, welche die Eigenschaften der Gruppe spezifizieren.
In Schritt 205 registriert sich ein Netzwerkknoten bei der Gruppe durch Senden einer Gruppenregistrierungsanforderung an den Gruppenmanager. Die anfängliche Gruppenregistrierung wird wiederholt, bis in Schritt 210 keine weiteren Netzwerkknoten eine Gruppenregistrierung anfordern oder eine vorgegebene Registrierungszeit abläuft.
In Schritt 215 sendet der Gruppenmanager den registrierten Gruppenmitgliedern eine Gruppenbestätigungsanforderung. Die Gruppenmitglieder bestätigen ihre Anwesenheit durch Antworten auf die Gruppenbestätigung.
Die Überwachung von Gruppenmitgliedern wird in Schritt 220 durchgeführt durch Senden von Überwachungsanforderungen an die Gruppenmitglieder und Erfassen der jeweiligen Antworten, um den Status und die Anwesenheit der Gruppenmitglieder zu verfolgen.
Wenn in Schritt 225 ein verlorenes Gruppenmitglied von dem Gruppenüberwachungsprozess erfasst (oder wenn eine Suchanforderung von dem Gruppenmanager empfangen wird), wird ein Suchprozess für das fehlende Gruppenmitglied in Schritt 230 durchgeführt. In diesem Suchprozess wird eine Suchanforderung für das fehlende Gruppenmitglied an alle erreichbaren Netzwerkknoten gesendet, um festzustellen, ob das fehlende Mitglied kontaktiert werden kann. Wenn die Versuche, das fehlende Mitglied zu kontaktieren, fehlschlagen, wird das fehlende Mitglied als verloren betrachtet und seine Gruppenmitgliedschaft wird deaktiviert (temporär oder dauerhaft).
In Schritt 235 wird bestimmt, ob eine Teilnahmeanforderung von einem neuen Netzwerkknoten, der nicht bereits Gruppenmitglied ist, empfangen wird. In dem positiven Fall wird ein Prozess zur Teilnah me an der Gruppe in Schritt 240 durchgeführt, um den neuen Knoten zu ermöglichen, an der Gruppe teilzunehmen.
Wenn in Schritt 245 eine Wiederanschlussanforderung von einem Gruppenmitglied empfangen wird, das vorher als verloren betrachtet wurde, wird ein Prozess zur erneuten Teilnahme an der Gruppe in Schritt 250 durchgeführt, um die Gruppenmitgliedschaft des verlorenen Gruppenmitgliedes zu reaktivieren.
In Schritt 255 wird festgestellt, ob eine Verlassenanforderung von einem Gruppenmitglied empfangen wird. In dem positiven Fall wird ein Verlasse-Gruppe-Prozess in Schritt 260 durchgeführt, um das Gruppenmitglied abzumelden, das die Verlassenanforderung an den Gruppenmanager gesendet hat.
In Schritt 265 entscheidet der Gruppenmanager, ob die Dienstgruppe beendet werden soll. Wenn dem so ist, werden in Schritt 270 die Dienstgruppe und der Gruppensteuerungsprozess beendet. Wenn in Schritt 265 der Gruppenmanager entscheidet, die Dienstgruppe fortzuführen, z.B. weil eine oder mehrere Sitzungen noch aktiv sind, fährt der Prozess mit Schritt 220 fort, indem er die Gruppenüberwachung durchführt.
8 zeigt ein Flussdiagramm, das den Entscheidungsprozess eines Terminals darstellt, das Daten zu senden hat, ohne ein Mitglied einer Gruppe zu sein. Der Zweck dieses Diensterfassungsprozesses ist, eine existierende Gruppe für einen Dienst in einem bestimmten Bereich des Kommunikationsnetzwerks zu suchen.
Der Prozess in dem Terminal wird durch eine Anwendung ausgelöst, die beabsichtigt, Daten zu senden, wodurch das Terminal ein Anwendungsanbieter wird. Wenn das Terminal beabsichtigt, den An wendungsdienst zu beginnen, gibt es drei mögliche Fälle für den Terminalstatus: (1) das Terminal ist bereits ein Mitglied einer geeigneten Gruppe; (2) das Terminal ist kein Mitglied einer geeigneten existierenden Gruppe, kann aber an der Gruppe teilnehmen; oder (3) eine geeignete Dienstgruppe für die Anwendung existiert nicht und das Terminal muss eine neue Gruppe erzeugen. Der folgende Prozess ist für die Fälle (2) und (3) erforderlich. Es ist nicht für Fall (1) erforderlich und kann ausgelassen werden.
In Schritt 300 wird ein Dienstgruppe-Erfassungsprozess durchgeführt. Eine Dienstgruppenabfrage wird an andere Knoten in dem Kommunikationsnetzwerk gesendet. Zum Beispiel wird die Dienstgruppenabfrage an alle mobilen Terminals in einem mobilen Ad-hoc-Netzwerk gesendet (broadcast). Der Zweck der Dienstgruppenabfrage ist, die Eigenschaften von bestehenden Gruppen zu bestimmen, insbesondere die Namen der Gruppenmitglieder und/oder der Gruppenmanager. Eine Dienstgruppenabfragenachricht kann Identifizierungsinformation von dem Benutzer aufweisen, der das Terminal (User_ID) betreibt. Die Dienstgruppenabfrage kann eine gegebene Anzahl wiederholt werden.
In Schritt 305 wird festgestellt, ob eine Antwort auf eine der Dienstgruppenabfragen von dem Terminal empfangen wird. Wenn keine Antwort empfangen wird, wird entschieden, dass keine Dienstgruppe in einem Bereich des Netzwerks existiert, der von den Gruppenabfragen abgedeckt ist. In diesem Fall beginnt das Terminal mit den zu sendenden Daten eine neue Gruppe und wird zum Gruppenmanager.
In Schritt 310 führt das Terminal eine Dienstgruppeneinladung durch, um andere Knoten einzuladen, an der Dienstgruppe teilzunehmen. Die Gruppensteuerung für die neue Dienstgruppe wird in Schritt 315 durchgeführt. Um Anwendungsdaten an andere Grup penmitglieder zu senden, baut das Terminal eine neue Sitzung auf und wird zum Sitzungsmanager. Die Sitzungssteuerung für die Sitzung wird in Schritt 320 durchgeführt.
Wenn in Schritt 305 eine Antwort auf die Dienstgruppenabfrage empfangen wird, überprüft das Terminal in Schritt 325, ob die Gruppenattribute der existierenden Gruppe die Anforderungen der Anwendung erfüllen. Zum Beispiel werden die Namen der Gruppenmitglieder mit einer Liste von Terminal- oder Terminalbenutzernamen verglichen, die von der Anwendung erforderlich sind.
In Schritt 330 wird festgestellt, ob die erfasste Gruppe eine richtige Gruppe für die Anwendung ist. Wenn die Gruppenattribute nicht mit den Anwendungsanforderungen übereinstimmen, entscheidet das Terminal, eine neue Gruppe zu beginnen und wird zum Gruppenmanager. In diesem Fall geht der Prozess mit Schritt 310 weiter.
Wenn die erfasste Gruppe eine geeignete Gruppe für die Anwendung ist, tritt das Terminal der erfassten Gruppe in Schritt 335 bei. Um Anwendungsdaten zu senden, initiiert das Terminal eine Sitzung, wird ein Sitzungsmanager und führt die Sitzungssteuerung in Schritt 340 durch.
9 zeigt schematisch Details der Dienstgruppeneinladung und der anfänglichen Registrierung von Gruppenmitgliedern. In Schritt 350 wird die Dienstgruppeneinladung von dem Gruppenmanager ausgeführt. Der Gruppenmanager sendet Gruppeneinladungen an die Netzwerkknoten. Die Gruppeneinladung wird vorzugsweise durch Broadcast gesendet und kann eine gegebene Anzahl wiederholt werden. Eine Dienstgruppeneinladung kann die Dienst-ID, den Dienstnamen, eine Zusammenfassung des Dienstinhalts, die Gruppenma nager-ID (GM_ID) und/oder zusätzliche optionale Information aufweisen.
Als eine optionale Maßnahme kann ein Knoten, der eine Gruppeneinladung (Client) empfängt, den Benutzer fragen, der den Client betreibt, ob er die Gruppeneinladung akzeptiert oder nicht. Wenn der Benutzer entscheidet, die Gruppeneinladung zu akzeptieren, antwortet der Client auf die Gruppeneinladung durch Senden einer Gruppenregistrierungsanforderung an den Gruppenmanager. Eine Registrierungsanforderungsnachricht kann die Benutzer-ID, die Client-ID, die Dienst-ID der akzeptierten Dienstgruppe und/oder eine zusätzliche optionale Information aufweisen.
Nachdem die Registrierungsanforderung von dem Gruppenmanager empfangen wurde, wird die Registrierung des Benutzers/Clients in Schritt 360 durchgeführt.
Dieser anfängliche Registrierungsprozess kann für andere Netzwerkknoten während einer anfänglichen Registrierungsperiode wiederholt werden, die von dem Gruppenmanager bestimmt wird. Während dieser anfänglichen Registrierungsperiode kann sich eine Vielzahl von interessierten Clients für die Dienstgruppe registrieren. Es ist auch möglich, die Zahl der Gruppenmitgliedern zu begrenzen, wenn erforderlich.
Als eine optionale Maßnahme kann eine Verhandlung von Dienstgruppenattributen von dem Gruppenmanager und dem Gruppenmitglied/den Gruppenmitgliedern durchgeführt werden. Zu diesem Zweck werden Gruppenattribute, wie die erforderliche Sicherheit und/oder die Dienstqualität (QoS – quality of service), an den/die Client(s) übertragen. Der/die Client(s)/Benutzer können die empfangenen Gruppenattribute in Schritt 370 akzeptieren und speichern.
Um die Akzeptanz der Gruppenattribute zu steuern, kann/können der/die Client(s) eine Attributakzeptanznachricht an den Gruppenmanager senden.
Nach der anfänglichen Registrierung der Gruppenmitglieder gibt der Gruppenmanager eine Gruppen-ID in Schritt 380 aus. Die Gruppen-ID dient dazu, die Dienstgruppe in dem Kommunikationsnetzwerk eindeutig zu identifizieren.
In Schritt 390 wird ein Gruppenzertifikat von dem Gruppenmanager ausgegeben. Das Gruppenzertifikat kann die Gruppen-ID, die Dienst-ID und/oder zusätzliche optionale Information aufweisen, wie das verhandelte Niveau der Sicherheit oder der QoS. Das Gruppenzertifikat kann auch eine Multicast-IP-Adresse aufweisen, das von einem IP(Internetprotokoll)-basierten Kommunikationsnetzwerk verwendet wird, um Daten an die Gruppenmitglieder per Multicast zu senden.
Das Gruppenzertifikat wird an den Client oder die Clients gesendet. Der Client bestätigt den Empfang des Gruppenzertifikats durch Senden einer Bestätigungsnachricht an den Gruppenmanager. Die Bestätigungsnachricht kann die Dienst-ID, die Gruppen-ID, die Benutzer-ID und/oder die Client-ID aufweisen.
10 zeigt schematisch den Gruppenbestätigungsprozess. In der 10A werden Details des Gruppenbestätigungsprozesses für ein On-Spot-Szenario dargestellt. In diesem Szenario sind der Ort und die Zeit der Dienst-Einladung/-Registrierung dieselben wie die der Gruppenbestätigung. Das bedeutet, dass der Gruppendienst sofort nach der Gruppenregistrierung betrieben wird. Zum Beispiel wird in einem Szenario einer vorübergehenden Besprechung oder eines Tourführers die Gruppe initiiert und der Anwendungsdienst wird unmittelbar nach dem Aufbau der Gruppe durchgeführt.
Der Gruppenmanager überträgt eine Gruppeninformation an alle Gruppenmitglieder. Die Gruppeninformationsnachricht kann per Multicast gesendet werden unter Verwendung einer IP-Multicast-Adresse, die an die Gruppenmitglieder als Teil des Gruppenzertifikats verteilt wurde. Die Gruppeninformationsnachricht kann die Dienst-ID (SV_ID), die Gruppen-ID (GR_ID), die Gruppenmanager-ID (GM_ID), die Gruppenmitglied-IDs und/oder zusätzliche optionale Information aufweisen. Die Gruppenmitglieder speichern die empfangene Gruppeninformation in Schritt 395.
In 10B werden Details der Gruppenbestätigung für ein Off-Spot-Szenario dargestellt. In diesem Szenario sind der Ort und die Zeit der Dienst-Einladung und -Registrierung zu denen der Gruppenbestätigung verschieden. Dies ist z.B. der Fall, wenn sich die Gruppenmitglieder im Voraus bei der Gruppe registrieren und der tatsächliche Betrieb des Gruppendienstes, d.h. die Übertragung von Anwendungsdaten, wird später und/oder an einem anderen Ort durchgeführt. In diesem Fall müssen die Anwesenheit und die Aktivierung der Gruppenmitglieder bestätigt werden.
Der Gruppenmanager sendet Gruppenbestätigungsanforderungen, z.B. durch Multicast, an die Gruppenmitglieder. Die Gruppenbestätigungsanforderung kann die Dienst-ID, die Gruppen-ID, die Gruppenmanager-ID und/oder zusätzliche optionale Information aufweisen.
Ein Terminal eines Gruppenmitglieds, das im Gruppenbetriebsbereich anwesend ist und die Gruppenbestätigungsanforderung empfängt, antwortet durch Senden einer Gruppenbestätigungsantwort an den Gruppenmanager. Die Gruppenbestätigungsantwort kann das Gruppenzertifikat, die Benutzer-ID und/oder zusätzliche optionale Information aufweisen.
In Schritt 397 bestätigt der Gruppenmanager die Identifikation der empfangenen Gruppenbestätigungsantwort durch Vergleichen des empfangenen Gruppenzertifikats mit dem ausgegebenen Dienstgruppenzertifikat. Wenn die Gruppenbestätigungsantwort authentisch ist, aktiviert der Gruppenmanager die Registrierung des jeweiligen Gruppenmitgliedes. Dieser Gruppenbestätigungsprozess kann eine gegebene Anzahl wiederholt werden, um Bestätigungsantworten von den Gruppenmitgliedern zu sammeln.
Nach Wiederholung der obigen Bestätigung oder nachdem eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist, sendet der Gruppenmitgliedsmanager eine Gruppeninformationsnachricht an alle aktivierte Gruppenmitglieder, welche die empfangene Information in Schritt 395 speichern.
Mittels des obigen Gruppenbestätigungsprozesses für das Off-Spot-Szenario ist es vor dem Beginn der Übertragung von Anwendungsdaten möglich, die Anwesenheit von Gruppenmitgliedern zu bestätigen und die Registrierung von vorhandenen Gruppenmitglieder zu aktivieren. Abhängend von den Dienstgruppenanforderungen kann eine gesamte Gruppe nur bestätigt werden, wenn alle registrierten Gruppenmitglieder anwesend sind. Es ist auch möglich, eine Dienstgruppe zu bestätigen und den Betrieb zu beginnen, wenn nicht alle Gruppenmitglieder aktiviert sind. Dies liefert eine Flexibilität für den Fall, dass sich Gruppenmitglieder im Voraus registriert haben, aber für den Dienstbetrieb an der Szene nicht erscheinen, z.B. weil sich Terminals von Gruppenmitgliedern aus dem Betriebsbereich der Dienstgruppe heraus bewegt haben oder weil sie deaktiviert wurden.
11 zeigt ein Diagramm, das schematisch ein erstes Verfahren der Überwachung von Gruppenmitglieder erläutert. In der 11A wählt der Gruppenmanager aufeinander folgend ein Gruppenmitglied und sendet eine Gruppenüberwachunganforderung an das gewählte Mitglied. Die Gruppenüberwachunganforderung weist das Gruppenmitglied an, eine Antwort an den Gruppenmanager zu senden. Der Gruppenmanager kann die Gruppenmitglieder in einer zyklischen Weise wählen und die Terminals nacheinander überprüfen. Zum Beispiel wird eine Gruppenüberwachunganforderung regelmäßig gesendet, nachdem ein Timing Tm abgelaufen ist.
Als optionale Maßnahme kann die Gruppenüberwachunganforderung eine Timing-Information aufweisen, welche die Zeit anzeigt, an der das empfangende Gruppenmitglied seine nächste Antwort zu senden hat. Die an den Gruppenmanager gesendete Antwort kann weiter den Zustand des Terminals des Gruppenmitglieds aufweisen. Eine Gruppenüberwachungsanforderung kann die Dienst-ID, die Gruppen-ID, die Gruppenmanager-ID und/oder als einen optionalen Parameter das nächste Antwort-Timing aufweisen.
11B zeigt den Fall, dass eine Anzahl von Gruppenüberwachungsanforderungen (hier drei) an das Terminal Nr. N des Gruppenmitglieds gesendet wurden, aber von dem Gruppenmanager keine Antwort empfangen worden ist. In diesem Fall – eine vorgegebene Anzahl von Gruppenüberwachungsanforderungen ist gesendet worden und darauf folgend sind keine Antworten von dem ausgewählten Gruppenmitglied empfangen worden – beurteilt der Gruppenmanager das Gruppenmitglied als ein verlorenes Gruppenmitglied. Das Timing Ts, das den Gruppenmanager veranlasst, die aufeinander folgende Gruppenüberwachungsanforderungen an ein Gruppenmitglied zu senden, kann Tm oder ein anderer Wert sein. Der Gruppenmanager kann Gruppenüberwachungsantworten an Gruppenmitglieder in ei ner wechselnden Sequenz der Gruppenmitglieder senden. Der Gruppenmanager kann auch eine Sequenz von Gruppenüberwachungsanforderungen an ein einzelnes Gruppenmitglied senden, z.B. wenn ein Terminal eines Gruppenmitglieds nicht auf eine vorhergehende Anforderung geantwortet hat.
Als eine optionale Maßnahme kann der Gruppenmanager die Senderanwendung oder den Benutzer des Gruppenmanagerterminals fragen, wie fortzufahren ist, wenn ein fehlendes Gruppenmitglied erfasst wird. Einige Anwendungen interessiert ein fehlendes Gruppenmitglied nicht, während andere Anwendungen den Dienst beenden können, wenn ein einzelnes Gruppenmitglied fehlt. Der Gruppenmanager kann andere Gruppenmitglieder, insbesondere Sitzungsmanager, über den Status eines fehlenden Gruppenmitgliedes informieren durch Senden einer Nachricht über ein verlorenes Gruppenmitglied.
12 zeigt ein Diagramm, das schematisch ein zweites Verfahren zur Überwachung von Gruppenmitgliedern erläutert. 12A zeigt, wie ein Gruppenmanager Gruppenüberwachungsanforderungen gleichzeitig in einem Multicast-Paket an alle Gruppenmitglieder sendet. Gruppenmitgliederterminals, die eine Überwachungsanforderung empfangen haben, antworten durch Senden (durch unicast) einer Gruppenüberwachungsantwort an den Gruppenmanager. Um zu verhindern, dass alle Gruppenmitglieder gleichzeitig antworten, können die Gruppenüberwachungsantworten durch die Terminals zufällig verzögert werden. Dies ermöglicht ein skalierbares System mit einer großen Anzahl von Gruppenmitgliedern ohne die Gefahr einer Netzwerküberlastung.
12B zeigt den Fall, dass das Terminal Nr. 3 nicht auf aufeinander folgende Gruppenüberwachungsanforderungen reagiert. Wenn ein Gruppenmitglied nicht auf eine Gruppenüberwachungsanforderung in einer vorgegebenen Zeit reagiert, ist es von Vorteil, zusätzliche einzelne Überwachungsanforderungen an dieses Gruppenmitglied zu senden. Diese zusätzlichen Überwachungsanforderungen können regelmäßig gesendet werden mit einem Timing Ts. Nachdem keine Antwort für eine bestimmte Anzahl von Anforderungen empfangen wurde, wird das jeweilige Gruppenmitglied als ein fehlendes Gruppenmitglied beurteilt.
Es ist auch möglich, Gruppenüberwachungsanforderung über Multicast an alle Gruppenmitglieder zu senden, wie in 12A gezeigt wird. In diesem Fall wird ein Gruppenmitglied als ein fehlendes Gruppenmitglied beurteilt, wenn keine Antwort von dem jeweiligen Gruppenmitglied für eine aufeinander folgende Anzahl von Gruppenüberwachungsanforderung empfangen wurde, die über Multicast an die Gruppenmitgliedern gesendet wurden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung führt der Gruppenmanager auch eine Gruppenwartung durch. Eine Gruppenwartung umfasst die Suche nach fehlenden Gruppenmitgliedern, z.B. im Falle eines durch die Gruppenüberwachung erfassten fehlenden Gruppenmitglieds, und die Verarbeitung von Änderungen bei der Gruppenmitgliedschaft.
13 zeigt schematisch einen erfolgreichen Suchprozess für ein fehlendes Gruppenmitglied. Zuerst sendet der Gruppenmanager eine „Beginn der Wartung"-Nachricht an die Gruppenmitglieder, einschließlich den Sitzungsmanagern. Mit dieser „Beginn der Wartung"-Nachricht werden die Gruppenmitglieder benachrichtigt, dass ein Suchverfahren initiiert ist und die regulären Dienstbetriebe suspendiert werden sollen. Diese Information wird verwendet z.B. durch die Sitzungsmanager, um die Übertragung von Anwendungsdaten anzuhalten.
Dann wird eine erste Suchanforderung an alle erreichbaren Netzwerkknoten gesendet (broadcast), einschließlich an Terminals, die nicht Mitglieder der Gruppe sind, z.B. Weiterleitungsterminals. Die Suchanforderung kann die Dienst-ID, die Gruppen-ID, die Gruppenmanager-ID und/oder die Benutzer-ID oder die Terminal-ID des fehlenden Gruppenmitgliedes aufweisen.
Zusätzlich kann die Suchanforderung eine Suchbereichsbegrenzungsinformation aufweisen, die Netzwerkknoten anweist, welche die Suchanforderung empfangen, die empfangene Suchanforderung an andere erreichbare Terminals weiterzuleiten, wenn die Bedingung gemäß der Suchbegrenzungsinformation erfüllt ist. Die Suchbereichsbegrenzung kann eine vorgegebene Lebenszeit des Suchanforderung oder ein anderer Parameter sein, der den Bereich der Suche in dem Kommunikationsnetzwerk begrenzt, z.B. eine maximale Sprüngeanzahl, welche die maximale Anzahl von Sprüngen (hops) für die Suchanforderung anzeigt. In der Lebenszeit der Suchanforderung wird die Suchanforderung durch empfangende Terminals an andere erreichbare Terminals weitergeleitet. Dadurch wird die Suchanforderung in dem Kommunikationsnetzwerk in einem Bereich verteilt, der größer ist als der Betriebsbereich der Gruppe, wodurch der Suchbereich im Vergleich zu der Gruppenüberwachung vergrößert wird.
Wenn keine Antwort auf die Suchanforderung in einer vorgegebenen Timeout-Periode empfangen wird, wird eine weitere Suchanforderung gesendet (broadcast). Die Lebenszeitinformation dieser nachfolgenden Suchanforderung wird erhöht z.B. durch Inkrementieren der Lebenszeit um eine vorgegebene Zeitdauer. Durch die Erhöhung der Lebenszeit der Suchanforderung wird der Suchbereich vergrößert, da das Suchpaket innerhalb seiner Lebenszeit an mehr Terminals weitergeleitet wird.
In dem in der 13 gezeigten Beispiel werden drei Suchanforderungen gesendet (broadcast). Die dritte Suchanforderung erreicht das fehlende Gruppenmitglied und veranlasst, dass eine Antwort an den Gruppenmanager gesendet wird. In diesem Fall ist die Suche erfolgreich, und der Gruppenmanager sendet eine „Ende der Wartung"-Nachricht an die Gruppenmitglieder. Die „Ende der Wartung"-Nachricht kann das Suchresultat umfassen, hier die Erfassung des fehlenden Knotens.
14 zeigt weiter schematisch die Suche nach einem fehlenden Gruppenmitglied. In dem ersten Schritt des Suchprozesses sendet (broadcast) der Gruppenmanager 20 eine Suchanforderung mit einer Lebenszeit T₀. In dieser Lebenszeit wird die Suchanforderung durch die Gruppenmitglieder 21 und die Weiterleitungsterminals 22 weitergeleitet. Ein erster Suchbereich entsteht, der in der 14 schematisch durch den Kreis 31 dargestellt wird. Die zweite Suchanforderung mit einer Lebenszeit T₀ + ΔT ergibt den Suchbereich 32. Der zweite Suchbereich 32 ist größer als der erste Suchbereich, da seine jeweilige Suchanforderung von den Netzwerkknoten 21, 22 länger weitergeleitet wird, bis die Lebenszeit abläuft. In dem in der 14 gezeigten Beispiel befindet sich das fehlende Gruppenmitglied 23 in dem dritten Suchbereich 33, welcher der dritten Suchanforderung entspricht. Nach dem Empfang der dritten Suchanforderung antwortet das fehlende Mitglied 23 auf die Suchanforderung durch Senden einer Antwortnachricht 24 an den Gruppenmanager 20.
15 zeigt ein Flussdiagramm, das die Fortsetzung des Suchprozesses von 13 im Fall einer erfolglosen Suche betrifft. Eine fehlendes Gruppenmitglied, für das keine Antwort auf eine vorgegebene Anzahl von Suchanforderungen empfangen wurde, wird von dem Gruppenmanager als ein verlorenes Gruppenmitglied beurteilt. Die ser Status des Gruppenmitglieds zeigt das erfolglose Ergebnis des Suchprozesses an. Während es möglich ist, dass ein Gruppenmitglied als ein fehlendes Gruppenmitglied beurteilt wird aufgrund von temporären Problemen, wie Funkverbindungsschwund oder andere temporäre Störungen oder Interferenzen, ist ein Zugänglichkeits- oder Verfügbarkeits-Problem mit einer längeren zeitlichen Dauer notwendig, um ein Gruppenmitglied als ein verlorenes Gruppenmitglied zu beurteilen. Somit ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein verlorenes Gruppenmitglied wieder Zugang zu der Gruppe gewinnt, im Vergleich zu einem fehlenden Gruppenmitglied niedriger.
Nachdem der Gruppenmanager eine vorgegebene Anzahl von Suchanforderungen für das fehlende Mitglied gesendet (broadcast) hat (siehe 13), und der Gruppenmanager keine Antwort von dem fehlenden Gruppenmitglied empfangen hat, fragt der Gruppenmanager die Dienstanwendung in Schritt 400, wie mit der Situation fortzufahren ist. Abhängig von der Konfiguration des Gruppenmanagers und der sendenden Anwendung können bestimmte Aktionen durchgeführt werden. Zum Beispiel kann ein Gruppenmanager entscheiden, die Gruppe zu beenden, wenn ein oder mehrere Gruppenmitglieder verloren ist/sind. Dies ist insbesondere für Anwendungen nützlich, welche die Anwesenheit aller Gruppenmitglieder erfordern. Andererseits ist es auch möglich, mit der Anwendungsdatenübertragung fortzufahren, ohne weitere Aktionen zu ergreifen.
In Schritt 410 wird bestimmt, ob eine Suche nach dem fehlenden Gruppenmitglied durch ein anderes Kommunikationsnetzwerk durchgeführt werden soll. In dem positiven Fall wird ein weiterer Suchprozess unter Verwendung eines anderen Kommunikationsnetzwerks in Schritt 420 durchgeführt. Dieses Netzwerk kann ein Infrastruktur-basierendes drahtloses Netzwerk, wie GSM, oder ein Leitungsbasiertes Kommunikationsnetzwerk sein, wie WAN. Durch das Verwenden eines anderen Kommunikationsnetzwerks, um die zusätzliche Suche nach dem fehlenden Gruppenmitglied durchzuführen, gibt es eine bestimmte Wahrscheinlichkeit, das fehlende Mitglied zu kontaktieren, insbesondere wenn die Störung oder die Interferenz, die ein Netzwerkproblem in dem primären Kommunikationsnetzwerk verursacht, das sekundäre Netzwerk nicht beeinflusst.
Wenn die Suche nach dem fehlenden Mitglied in dem sekundären Kommunikationsnetzwerk ebenfalls nicht erfolgreich ist, wird der Suchprozess in Schritt 430 gestoppt. Danach werden die restlichen Gruppenmitglieder über das Suchresultat und das Ende der Gruppenwartung informiert.
Zusätzlich ist es möglich, weitere Aktionen nach einer erfolglosen Suche durchzuführen. Insbesondere kann es nützlich sein, das fehlende Mitglied aus der Gruppe zu entfernen, die Gruppensteuerungsinformation zu aktualisieren und/oder die restlichen Gruppenmitglieder über die geänderte Gruppensteuerungsinformation zu informieren.
16 zeigt ein Flussdiagramm des Prozesses, der in einem Netzwerkknoten durchgeführt wird, falls der Netzwerkknoten von der Dienstgruppe getrennt wird. In Schritt 500 erfasst das Terminal, ob eine Gruppenüberwachunganforderung in einem vorgegebenen Zeitabschnitts empfangen wurde. In dem positiven Fall wird in Schritt 510 eine Überwachungsantwort an den Gruppenmanager gesendet. Wenn keine Überwachungsanforderung für eine bestimmte Zeit empfangen wird, entscheidet das Terminal, dass es ein „fehlendes" Terminal ist.
In Schritt 520 erfasst das Terminal, ob eine Suchanforderung, die an das Terminal adressiert ist, empfangen wird. Wenn das Terminal eine Suchanforderung von dem Gruppenmanager in einer bestimmten Timeout-Periode empfängt, wird in Schritt 530 eine Suchantwort an den Gruppenmanager gesendet, um den Gruppenmanager zu informieren, dass der Suchprozess erfolgreich war.
Wenn das Terminal keine Suchanforderung in der vorgegebenen Timeout-Periode empfängt, entscheidet es, ein „verlorenes" Terminal zu sein. In diesem Fall kann das Terminal die Anwendung über seinen Status informieren. In Schritt 540 wird der Benutzer des Terminals über die getrennte Situation informiert.
In Schritt 550 wird der Benutzer gefragt, ob ein anderes Netzwerk für zusätzliche Versuche zum Kontaktieren des Gruppenmanagers verwendet werden soll. Wenn der Benutzer entscheidet, ein anderes Kommunikationsnetzwerk zu versuchen, versucht das Terminal, einen Kontakt zu dem Gruppenmanager über das zweite Netzwerk in Schritt 560 herzustellen.
In Schritt 570 wird bestimmt, ob der Versuch, den Gruppenmanager über das sekundäre Netzwerkwerk zu kontaktieren, erfolgreich ist. In dem positiven Fall wird ein Wiederanschlussprozess in Schritt 580 durchgeführt, um sich bei dem Gruppenmanager zu melden. In diesem Fall hat das verlorene Terminal den Zugang zur Dienstgruppe wiedergewonnen und kann wieder an dem Gruppendienst teilnehmen. Der Prozess fährt mit Schritt 500 fort.
17 zeigt schematisch den Gruppenwartungsprozess hinsichtlich von Änderungen der Gruppenmitgliedschaft. Zuerst empfängt der Gruppenmanager eine Teilnahme- oder Wiederanschluss-Anforderung von dem Terminal α. Dann benachrichtigt der Sitzungsmanager die Gruppenmitglieder über den Start der Gruppenwartung aufgrund einer Änderung der Gruppenmitgliedschaft.
In Schritt 600 wird entschieden, ob eine Teilnahme- oder Wiederanschluss-Anforderung empfangen wurde. Wenn eine „Teilnahme an Gruppe"-Anforderung von dem Gruppenmanager empfangen wurde, wird ein Teilnahmeprozess in Schritt 605 durchgeführt. Dieser Teilnahmeprozess ist ähnlich zu dem anfänglichen Registrierungsprozess, der in der 9B gezeigt wird und ermöglicht, dass neue Terminals sich bei der Gruppe registrieren. Details des Teilnahmeprozesses wurden hinsichtlich des anfänglichen Registrierungsprozesses erläutert, der in der 9B gezeigt wird.
Wenn in Schritt 600 eine Wiederanschlussanforderung erfasst wird, wird ein Wiederanschlussprozess durchgeführt. Der Wiederanschlussprozess ermöglicht einem Terminal eines Gruppenmitglieds, das vorübergehend von der Gruppe getrennt wurde (d.h. verlorenes Gruppenmitglied), sich wieder der Gruppe anzuschließen, nachdem die Verbindung wieder hergestellt wurde. Die Wiederanschlussanforderung kann eine Dienst-ID, eine Gruppen-ID, eine Diensteanbieter-ID, eine Benutzer-ID, ein Gruppenzertifikat und/oder zusätzliche optionale Information aufweisen.
In Schritt 610 wird ein empfangenes Gruppenzertifikat von dem Gruppenmanager validiert. Der Gruppenmanager verifiziert, ob das empfangene Gruppenzertifikat dem ausgestellten Gruppenzertifikat der Dienstgruppe entspricht, wodurch die die Authentisierung des Gruppenmitgliedes verifiziert wird.
In Schritt 620 registriert der Gruppenmanager das Terminal α, um wieder anwesend/aktiv zu sein. Der Gruppenmanager kann ein jeweiliges Flag für das Gruppenmitglied in der Gruppendefinition setzen, um anzuzeigen, dass das verlorene Gruppenmitglied wieder an der Gruppe teilnimmt und nun aktiv ist.
Dann informiert der Gruppenmanager die Gruppenmitglieder, einschließlich Sitzungsmanager, über die geänderte Gruppendefinition, durch Senden der aktualisierten Gruppeninformation. Diese Information wird von den Gruppenmitgliedern in Schritt 625 gespeichert. Schließlich informiert der Gruppenmanager die Gruppenmitglieder über das Ende der Gruppenwartung.
18 zeigt schematisch den Gruppenwartungsprozess, der beteiligt ist, wenn ein Gruppenmitglied beabsichtigt, die Dienstgruppe zu verlassen. Wenn ein Terminal die Dienstgruppe verlassen würde, ohne eine Verlassenanforderung zu senden, würde das Terminal als ein „fehlendes" Terminal von dem Gruppenmanager erfasst und ein Suchverfahren für das Terminal würde durchgeführt. Durch Anfordern eines explizites Verlassens der Gruppe kann sich ein Gruppenmitglied von der Gruppe abmelden und die Gruppe verlassen, ohne einen Suchprozess zu initiieren.
Bei Empfang einer „Gruppe verlassen"-Anforderung benachrichtigt der Gruppenmanager die Gruppenmitglieder über den Beginn einer Gruppenwartung durch Senden einer jeweiligen Multicast-Nachricht an alle Gruppenmitglieder.
In Schritt 630 wird erfasst, ob die Verlassenanforderung ein temporären Verlassen oder ein permanentes Verlassen betrifft. In dem Fall eines permanenten Verlassens wird die Information, die dem jeweiligen Terminal α entspricht, aus der Gruppendefinition in Schritt 640 entfernt. Als eine optionale Maßnahme kann eine Änderung der Gruppensicherheit erforderlich sein aufgrund des Verlassens des Terminals α. Dieser Prozess kann in Schritt 650 durchgeführt werden.
Dann sendet der Gruppenmanager die aktualisierte Gruppeninformation an die Gruppenmitglieder, welche die empfangene Gruppeninformation in Schritt 655 speichern. Dann informiert der Gruppenmanager die Gruppenmitglieder über das Ende der Gruppenwartung.
Wenn in Schritt 630 ein temporäres Verlassen des Terminals α erfasst wird, wird das Terminal in der Gruppendefinition als temporär abwesend von der Gruppe registriert. Ein temporäres Verlassen ist insbesondere nützlich für ein Gruppenmitglied, das für eine bestimmte Zeitdauer nicht am Gruppendienst teilnehmen kann, aber beabsichtigt, später wieder an der Gruppe teilzunehmen. Dies kann durchgeführt werden durch Senden einer Wiederanschlussanforderung an den Gruppenmanager, wenn das Terminal wieder bereit ist (siehe 17). Nachdem das Terminal als temporär abwesend von der Gruppe in Schritt 660 registriert wurde, sendet der Gruppenmanager eine aktualisierte Gruppeninformation an die Gruppenmitglieder und informiert diese über das Ende der Gruppenwartung.
19 zeigt schematisch einen Gruppenbeendigungsprozess. Wenn der Gruppenmanager entscheidet, die Gruppe zu beenden, z.B. da kein Sitzung in der Dienstgruppe aktiv ist, sendet der Gruppenmanager eine Beendigungsnachricht an alle Gruppenmitglieder. In Schritt 670 entfernt der Gruppenmanager die Gruppendefinition und beendet dann die Gruppensteuerung.
20 ist ein Flussdiagramm, das schematisch den Sitzungssteuerungsprozess darstellt. In Schritt 700 wird eine Sitzungseinladung an die Gruppenmitglieder der Dienstgruppe gesendet.
In Schritt 705 wird ein Gruppenmitglied, das auf die Sitzungseinladung geantwortet hat durch Senden einer Sitzungsteilnahmeanforderung, als Sitzungsmitglied registriert.
In Schritt 710 wird erfasst, ob eine Sitzungsregistrierungsperiode abgelaufen ist. Während dieser Sitzungsregistrierungsperiode können sich Gruppenmitglieder für die Sitzung registrieren. Es ist jedoch auch möglich, alle Gruppenmitglieder automatisch in einer Sitzung einzuschreiben. In diesem Fall ist eine Sitzungsregistrierung durch die einzelnen Gruppenmitglieder nicht erforderlich.
Wenn die Sitzungsregistrierungsperiode abgelaufen ist, wird der Sitzungsbestätigungsprozess in Schritt 715 durchgeführt. In dem Sitzungsbestätigungsprozess bestätigt der Sitzungsmanager, der normalerweise der Sender der Anwendungsdaten ist, die Anwesenheit aller registrierten Sitzungsmitglieder und verifiziert, dass die jeweiligen Anwendungen, die von den Sitzungsmitgliedern durchgeführt werden, aktiviert sind. Nach der Bestätigung der Sitzung, wird die Sitzung aktiviert und der Datenübertragungsprozess wird in Schritt 717 begonnen.
In Schritt 720 wird der Sitzungsüberwachungsprozess durchgeführt, um den Status der aktiven Sitzung zu überwachen. Der Sitzungsüberwachungsprozess weist das Senden von Sitzungsüberwachungstests (probes) an die Sitzungsmitglieder auf, um den Verbindungsstatus der Sitzung zu ermitteln. Sitzungsmitglieder antworten auf die empfangenen Sitzungsüberwachungstests durch Senden einer Sitzungsüberwachungsantwort an den Sitzungsmanager. Wenn keine Sitzungsüberwachungsantwort von einem Sitzungsmitglied empfangen wird, wird ein Problem mit der Verbindung zu dem Sitzungsmitglied oder mit dem Sitzungsmitglied selbst erfasst und eine Sitzungsunterbrechung wird entschieden.
In Schritt 730 wird erfasst, ob die Sitzungsüberwachung eine Sitzungsunterbrechung entschieden hat. In dem positiven Fall wird eine Suchanforderung für das jeweilige Sitzungsmitglied, das die Sitzungsunterbrechung verursacht, in Schritt 735 ausgegeben. Diese Suchanforderung wird an den Gruppenmanager gesendet, der verantwortlich für die Verfolgung der Gruppenmitglieder ist. Die Gruppensteuerung kann durch denselben Netzwerkknoten wie die Sitzungssteuerung durchgeführt werden; jedoch ist es auch möglich, dass die Gruppensteuerung durch einen anderen Netzwerkknoten durchgeführt wird, der die Dienstgruppe initiiert hat. In diesem Fall wird die Suchanforderung von dem Kommunikationsnetzwerk an den jeweiligen Netzwerkknoten übertragen, der die Gruppensteuerung durchführt.
In Schritt 740 wird erfasst, ob eine Gruppenänderungsnachricht von dem Sitzungsmanager empfangen wurde. Eine Gruppenänderungsnachricht wird von dem Gruppenmanager an alle Sitzungsmanager gesendet, nachdem der Gruppenmanager eine Änderung in der Gruppendefinition durchgeführt hat. In diesem Fall sollen die Sitzungsmanager über die Änderungen in der Gruppendefinition informiert werden. In Schritt 745 wird die Sitzung suspendiert. Dies stoppt die Übertragung von Anwendungsdaten an die Sitzungsmitglieder.
In Schritt 755 wird festgestellt, ob eine Benachrichtigung einer Wiederanschlussanforderung empfangen wurde. Wenn eine Wiederanschlussanforderung von dem Gruppenmanager empfangen wird, wird eine jeweilige Nachricht an die Sitzungsmanager gesendet, um anzuzeigen, dass ein fehlendes oder verlorenes Gruppenmitglied wieder erfolgreich kontaktiert wurde. In diesem Fall fährt die Sitzungssteuerung mit dem Schritt 717 fort durch Reaktivieren der Sitzung.
In Schritt 760 wird die Antwort an ein fehlendes oder verlorenes Sitzungsmitglied von dem Sitzungsmanager entschieden. Abhängig von der Sitzungskonfiguration ist es möglich, ein fehlendes oder verlorenes Sitzungsmitglied zu ignorieren und die Sitzungssteuerung fortzusetzen durch Reaktivierung der Sitzung (Schritt 717). Dies ist insbesondere nützlich, wenn der Sender der Anwendungsdaten (Sitzungsmanager) sich nicht für die Anwesenheit einzelner Sitzungsmitglieder interessiert. Dieses kann der Fall sein zum Beispiel für eine Audio-Streaming-Anwendung sein, die Audiodaten an Empfänger sendet (broadcast). Jedoch kann der Sitzungsmanager auch entscheiden, die Sitzung in Schritt 765 zu beenden.
21 zeigt schematisch den Sitzungseinladungsprozess, der von einem Terminal durchgeführt wird, das mit der Übertragung von Anwendungsdaten an andere Gruppenmitgliedern beginnen möchte. Dieses Terminal mit zu sendenden Daten wird der Sitzungsmanager einer neuen Sitzung und sendet eine Sitzungseinladung an die anderen Gruppenmitglieder. Eine Sitzungseinladung kann einen Sitzungsnamen, eine Sitzungsinhaltszusammenfassung, eine Sitzungsmanager-ID (SM_ID), eine Gruppen-ID und/oder zusätzliche optionale Information aufweisen.
Als eine optionale Maßnahme kann der Gruppenmanager, der auch ein Gruppenmitglied ist, die Sitzungseinladungen abhören und eine Sitzungsdatenbank 35 für die Dienstgruppe pflegen. Der Gruppenmanager registriert alle Sitzungen in der Gruppe in der Sitzungsdatenbank 35 durch Aufzeichnen des jeweiligen Sitzungsmanagers und des Sitzungsstatus.
In der 22 wird ein Sitzungsregistrierungsprozess schematisch dargestellt. Ein Terminal β, das die Sitzungseinladung empfangen hat und an der Sitzung teilnehmen möchte, sendet eine Sitzungsteilnahmeanforderung an den Sitzungsmanager. Die Sitzungsteilnahmeanforderung kann die Benutzer- oder Client-ID des Terminals und/oder die Gruppen-ID aufweisen Der Sitzungsmanager empfängt die Sitzungsteilnahmeanforderung von dem Terminal β und registriert das Terminal β in Schritt 700.
Nachdem sich zusätzliche Terminals registriert haben, definiert der Sitzungsmanager die Sitzung und kompiliert die Sitzungsinformation, die Sitzungsattribute und -information über die Sitzungsmitglieder aufweisen kann. Optionale Sitzungsattribute sind z.B. eine minimal erforderliche Bandbreite, eine Netzwerkverbindungsqualität (z.B. eine erforderliche Fehlerrate), ein minimaler Netzwerkdurchsatz, eine maximale Netzwerkverzögerung, eine Datenpriorität, eine Datenmenge, ein Belastungsgrundsatz, ein erforderliches Sicherheitsniveau, usw.
Als eine optionale Maßnahme sendet der Sitzungsmanager Sitzungsattribute, wie eine Sitzungs-ID, ein erforderliches Sicherheitsniveau und/oder eine Dienstqualität (QoS) an die registrierten Terminals. Das Terminal β speichert die empfangenen Sitzungsattribute in Schritt 710 und sendet eine Akzeptanznachricht an den Sitzungsmanager. Durch Senden der Akzeptanznachricht bestätigt das Terminal, dass es die empfangenen Sitzungsattribute akzeptiert und die jeweiligen Sitzungsanforderungen erfüllen kann.
Als eine optionale Maßnahme kann der Gruppenmanager die Sitzungseinladungs- und Registrierungs-Nachrichten abhören, die zwischen dem Sitzungsmanager und den Sitzungsmitglieder übertragen werden. Durch Ab hören dieser Nachrichten kann der Gruppenmanager die Sitzungsdatenbank 35 kompilieren und aktualisieren, z.B. durch Schreiben von Information, die Sitzungsmitglieder betrifft, in die Datensätze der einzelnen Sitzungen.
23 zeigt schematisch einen Sitzungsbestätigungsprozess. Ein Sitzungsmanager (SM), der auch der Sender der Anwendungsdaten ist, sendet eine Sitzungszugehörigkeitsanforderung an die Sitzungsmitglieder. Die Sitzungszugehörigkeitsanforderung kann die Sitzungs-ID, die Sitzungsmanager-ID, die Gruppen-ID, eine Sicherheitsinformation und/oder zusätzliche optionale Information aufweisen. Die Sitzungsmitglieder, die eine Sitzungszugehörigkeitsanforderung empfangen, bereiten sich vor, Anwendungsdaten zu empfangen, zum Beispiel durch Aktivieren ihrer jeweiligen Anwendung, um die übertragenen Daten zu empfangen (Schritt 720).
Wenn ein Sitzungsmitglied bereit ist, Anwendungsdaten zu empfangen, sendet das Sitzungsmitglied eine „Sitzung bereit"-Antwort an den Sitzungsmanager. Um zu verhindern, dass alle Sitzungsmitglieder ihre „Sitzung bereit"-Antwort gleichzeitig senden, kann eine zufällige Verzögerungsperiode von den Sitzungsmitgliedern verwendet werden. Eine „Sitzung bereit"-Antwort kann die Sitzungs-ID, die Benutzer-ID, eine Sicherheitsinformation und/oder zusätzliche optionale Information aufweisen.
Nach dem Empfang der „Sitzung bereit"-Antworten von allen Sitzungsmitgliedern, kann der Sitzungsmanager optional die Authentisierung der Sitzungsmitglieder verifizieren durch Vergleichen der Information, die mit den „Sitzung bereit"-Antworten empfangen wurde, mit der jeweiligen Information in der Sitzungsdefinition. Wenn der Sitzungsmanager entscheidet, dass alle Sitzungsmitglieder bereit und authentisiert sind, beginnt der Sitzungsmanager die Sendungsanwendung. In Schritt 730 werden Anwendungsdaten von dem Sender an die Sitzungsmitglieder übertragen.
Als eine optionale Maßnahme kann der Gruppenmanager wiederum die Nachrichten abhören, die zwischen den Sitzungsmitgliedern ausgetauscht werden, um die Sitzungsdatenbank 35 zu aktualisieren.
24 zeigt schematisch einen ersten Sitzungsüberwachungsprozess zur Überwachung des Sitzungsattributstatus mit jedem Sitzungsmitglied. Der Sitzungsmanager übermittelt einen Sitzungsüberwachungstest (probe) an die Sitzungsmitglieder mit der Übertragung der Anwendungsdaten. Der Sitzungsüberwachungstest kann mit jedem Datenrahmen übermittelt werden, der über Multicast oder Unicast an die Sitzungsmitgliedern übertragen wird. Um den Overhead zu reduzieren, der aus der Übermittlung von Sitzungsüberwachungstests resultiert, ist es auch von Vorteil, Sitzungsüberwachungstests mit jedem zweiten Datenrahmen zu übermitteln. Der Abstand zwischen den Datenrahmen, welche die Sitzungsüberwachungstests tragen, kann bestimmt werden, um die Sitzungsmitglieder regelmäßig mit einer Sitzungstestperiode Tp zu prüfen. Der Sitzungsüberwachungstest kann ausgebildet sein als ein Test-Header, der an die Anwendungsdatenpakete angehängt ist. Ein Sitzungsüberwachungstest kann die Sitzungs-ID, die Sitzungsmanager-ID, ein Antwort-Timing und/oder andere optionale Information aufweisen.
Sitzungsmitglieder, die Sitzungsüberwachungstests empfangen, antworten durch Senden einer Sitzungsüberwachungsantwort an den Sitzungsmanager. Eine Sitzungsüberwachungsantwort kann die Sitzungs-ID, die Benutzer-ID, den Sitzungsstatus und/oder eine andere optionale Information aufweisen. Um eine Netzwerküberlastung zu vermeiden, die verursacht wird, da eine Vielzahl von Sitzungsmitgliedern gleichzeitig antwortet, können die Sitzungsmitglieder auf den Sitzungsüberwachungstest antworten durch Anwenden einer zufälligen Verzögerung. In diesem Fall wird das Senden von Sitzungsüberwachungsantworten durchgeführt basierend auf einer zufälligen Verzögerungszeit nach dem Empfang eines Sitzungsüberwachungstests. Die zufällige Verzögerungszeit kann durch die Antwort-Timing-Information des Sitzungsüberwachungstests gesteuert werden.
In dem Fall, das nach einer vorgegebene Anzahl keine Antwort auf aufeinander folgende Überwachungstests empfangen wurde, entscheidet der Sitzungsmanager eine Sitzungsunterbrechung, die durch das jeweilige Terminal verursacht wird, das nicht antwortet. Demgemäß überwacht der Sitzungsmanager den Sitzungsstatus mit den Sitzungsmitgliedern und erfasst Probleme, wie ein fehlendes oder inaktives Sitzungsmitglied. Da die Sitzungsüberwachung in Kombination mit der Datenübertragung durchgeführt wird, sind die zusätzlichen Berechnungskosten und die Netzwerkbelastung niedrig.
25 zeigt schematisch einen zweiten Sitzungsüberwachungsprozess, in dem der Sitzungsüberwachungstest unabhängig von der Datenübertragung übertragen wird. Getrennter) Sitzungsüberwachungstest(s) wird/werden regelmäßig an die Sitzungsmitglieder durch Unicast oder Multicast übertragen. Die Sitzungsmitglieder antworten auf den empfangenen Sitzungsüberwachungstest durch Senden von Sitzungsüberwachungsantworten an den Sitzungsmanager. Wieder können die Sitzungsüberwachungsantworten gesendet werden, nachdem eine zufällige Verzögerungszeit abgelaufen ist.
Wenn keine Sitzungsüberwachungsantwort von einem Sitzungsmitglied für eine vorgegebene Anzahl von aufeinander folgenden Sitzungsüberwachungstests empfangen wurde, entscheidet der Sitzungsmanager eine Sitzungsunterbrechung. Obwohl dieses Verfahren eine etwas höhere Netzwerklast erfordert, liefert es eine höhere Flexibilität bei der Überwachung der Sitzung. Zum Beispiel ist es möglich, unterschiedliche Sitzungsmitglieder zu überprüfen basierend auf individuellen Sitzungstestperioden Tp. Dies hat den Vorteil, dass Sitzungsmitglieder, die für die Sitzung wichtig sind, oder Sitzungsmitglieder, die bereits einige Probleme erfahren haben, häufiger überwacht werden können.
26 zeigt schematisch den Hauptsteuerungsablauf der durch den Sitzungsmanager durchgeführten Sitzungswartung. Abhängig von vorgegebenen Bedingungen kann der Sitzungsstatus geändert werden, und als eine optionale Maßnahme kann ein Sitzungssuspendierungsprozess und/oder ein Sitzungswiederaufnahmeprozess durchgeführt werden. Wenn eine Sitzungsunterbrechung durch den Sitzungsüberwachungsprozess erfasst wird, wird die jeweilige Sitzung unterbrochen oder suspendiert. Zusätzlich kann ein Sitzungsunterbrechungs-Wiederherstellungsprozess durchgeführt werden, wie in der 27 beschrieben wird.
Wenn der Sitzungsmanager eine Sitzungsteilnahmeanforderung empfängt, wird ein Sitzungsteilnahmeprozess wie in 28 gezeigt durchgeführt. Wenn der Sitzungsmanager eine „Verlasse Sitzung"-Anforderung empfängt, wird ein Sitzungsverlassenprozess wie in 29 gezeigt durchgeführt. Wenn der Sitzungsmanager eine Gruppenänderungsnachricht von dem Gruppenmanager empfängt, wird ein Gruppenänderungsprozess wie in 30 gezeigt durchgeführt. In dem Fall, dass sich der Sitzungsattributsstatus ändert, wird ein Sitzungsattributsaktualisierungsverfahren wie in 31 gezeigt durchgeführt.
Eine suspendierte Sitzung kann wieder aufgenommen werden, wenn eine Wiederanschlussanforderung empfangen wird, ein Sitzungsteilnahme/Verlassenprozess durchgeführt wird, eine „Ende einer Gruppenänderung"-Nachricht von dem Gruppenmanager empfangen wird und/oder ein Wiederaufnahme Prozess durchgeführt wird.
27 zeigt schematisch einen Sitzungsunterbrechungs-Wiederherstellungsprozess. Wenn ein Problem mit einem Sitzungsmitglied durch die Sitzungsüberwachung (Sitzungsunterbrechung) erfasst wird und/oder eine Nachricht über ein fehlendes Gruppen mitglied von dem Gruppenmanager empfangen wird, suspendiert der Sitzungsmanager, der normalerweise auch der Sender der Anwendungsdaten ist, das Senden von Anwendungsdaten in Schritt 800.
Dann sendet der Sitzungsmanager eine Sitzungssuspendierungsnachricht an den Gruppenmanager und die Sitzungsmitgliedern, um diesen Terminals die Suspendierung der Sitzung mitzuteilen. Eine Sitzungssuspendierungsnachricht kann die Sitzungs-ID, die Sitzungsmanager-ID, die letzte Sequenznummer und/oder andere optionale Information aufweisen.
Der Sitzungsmanager sendet eine Suchanforderung für das jeweilige Sitzungsmitglied, das die Sitzungsunterbrechung verursacht, an den Gruppenmanager. Eine Suchanforderung kann die Sitzungs-ID, die Sitzungsmanager-ID, die Benutzer-ID des fehlenden Sitzungsmitglieds und/oder zusätzliche optionale Information aufweisen.
In Schritt 810 führt der Gruppenmanager eine Suche nach dem fehlenden Gruppenmitglied durch, wie in den 13 bis 16 gezeigt wird. Dann informiert der Gruppenmanager den Sitzungsmanager über das Resultat der durchgeführten Suche. In Schritt 820 entscheidet der Sitzungsmanager gemäß dem empfangenen Suchresultat, wie mit der suspendierten Sitzung fortzufahren ist.
Wenn die Suche nach dem fehlenden Sitzungsmitglied erfolgreich war, sendet der Sitzungsmanager eine Sitzungswiederaufnahmenachricht an den Gruppenmanager und die Sitzungsmitglieder. Da in diesem Fall das Sitzungsmitglied Nr. x, das die Sitzungsunterbrechung verursacht hat, erfolgreich kontaktiert wurde, wird die Sitzungswiederaufnahmenachricht auch an dieses Terminal gesendet. Die Sitzungswiederaufnahmenachricht kann die Sitzungs-ID, die Sit zungsmanager-ID, eine Start-Sitzungsnummer und/oder zusätzliche optionale Information aufweisen.
In Schritt 830 wird die suspendierte Sitzung wieder aufgenommen. Der Sitzungsstatus wird zu aktiv geschaltet und die Datenübertragung von dem Sitzungsmanager an die Sitzungsmitglieder wird wieder aufgenommen.
Wenn in Schritt 820 eine erfolglose Suche erfasst wird, entscheidet der Sitzungsmanager in Schritt 840, wie mit der suspendierten Sitzung fortzufahren ist. Der Sitzungsmanager kann den Benutzer fragen, ob die Sitzung wieder aufgenommen oder beendet werden soll. Die Konsequenz einer erfolglosen Suche kann auch automatisch festgestellt werden basierend auf den Sitzungsattributen. Wenn der Sitzungsmanager entscheidet, ein verlorenes Sitzungsmitglied zu ignorieren und die Sitzung mit den restlichen Sitzungsmitgliedern wiederaufzunehmen, wird eine „Wiederaufnahme Sitzung"-Nachricht gesendet und die Datenübertragung wird in Schritt 850 wieder aufgenommen. Wenn der Sitzungsmanager entscheidet, dass die Sitzung nicht ohne das verlorene Sitzungsmitglied fortgesetzt werden kann, wird die Sitzung in Schritt 860 beendet.
28 zeigt schematisch einen Sitzungsteilnahmeprozess. Ein Gruppenmitglied sendet eine Sitzungsteilnahmeanforderung an den Sitzungsmanager und fordert, als ein Sitzungsmitglied registriert zu werden. Die Sitzungsteilnahmeanforderung kann die Dienst-ID, die Gruppen-ID, die Benutzer-ID, das Gruppenzertifikat und/oder andere optionale Information aufweisen.
In Schritt 900 suspendiert der Sitzungsmanager die Sitzung und stoppt die Übertragung von Anwendungsdaten. Dann informiert der Sitzungsmanager die Sitzungsmitglieder über die Sitzungssuspendierung.
In Schritt 910 registriert der Sitzungsmanager das Gruppenmitglied als ein Sitzungsmitglied und speichert die Benutzer-ID des Gruppenmitgliedes.
Der Sitzungsmanager sendet Sitzungsattribute an das Gruppenmitglied, das die empfangenen Sitzungsattribute in Schritt 920 speichert. Das Terminal eines Gruppenmitglieds kann den Benutzer des Gruppenmitgliedes bitten, die empfangenen Sitzungsattribute zu akzeptieren.
Wenn das Gruppenmitglied bereit ist, die Anwendungsdaten zu empfangen, sendet das Gruppenmitglied eine „Sitzungsbereit"-Nachricht an den Sitzungsmanager, der die suspendierte Sitzung wieder aufnimmt und die Sitzungsmitglieder informiert durch Senden einer Sitzungswiederaufnahmenachricht an die Sitzungsmitglieder. In Schritt 930 wird die Datenübertragung von dem Sitzungsmanager an die Sitzungsmitglieder wieder aufgenommen.
29 zeigt schematisch einen „Verlasse Sitzung"-Prozess. Das Sitzungsmitglied γ, das die Sitzung verlassen möchte, sendet eine „Verlasse Sitzung"-Anforderung an den Sitzungsmanager. Die „Verlasse Sitzung"-Anforderung kann die Dienst-ID, die Gruppen-ID, die Benutzer-ID, das Gruppenzertifikat und/oder andere optionale Information aufweisen. Als eine optionale Maßnahme kann der Sitzungsmanager eine Information über den Sitzungsstatus, wie Information über eine Gebühr, über das Konto, und Statistiken, an das Sitzungsmitglied γ senden.
In Schritt 940 suspendiert der Sitzungsmanager die Sitzung und stoppt das Senden von Anwendungsdaten. Der Sitzungsmanager sendet eine Sitzungssuspendierungsnachricht an die Sitzungsmitglieder.
In Schritt 950 entfernt der Sitzungsmanager das Sitzungsmitglied γ, das die Sitzung verlassen möchte, aus der Sitzungsdefinition. Der Sitzungsmanager entfernt die jeweiligen Sitzungsattribute des verlassenden Terminals aus der gespeicherten Sitzungsinformation.
Als eine optionale Maßnahme kann der Sitzungsmanager die Sicherheitsinformation aufgrund des Verlassens des Sitzungsmitglieds γ in Schritt 960 ändern. Der Sitzungsmanager kann die veränderte Sitzungsinformation an die verbleibenden Sitzungsmitglieder senden, welche die empfangenen Sitzungsattribute in Schritt 970 speichern.
Nachdem das Sitzungsmitglieds γ abgemeldet wurde, nimmt der Sitzungsmanager die Sitzung wieder auf und reaktiviert die Übertragung von Sitzungsdaten an die Sitzungsmitglieder in Schritt 980.
30 zeigt schematisch einen Gruppenänderungsprozess, der bei einer Änderung in der Gruppendefinition durchgeführt wird, z.B. ein Gruppenmitglied verlässt die Gruppe. Der Gruppenänderungsprozess wird durch eine „Beginn Gruppenänderung"-Nachricht initiiert, die von dem Gruppenmanager an den Sitzungsmanager gesendet wird. In Schritt 1000 unterbricht der Sitzungsmanager das Senden von Sitzungsdaten und suspendiert den Sitzung für die Dauer der Gruppenänderung.
In Schritt 1010 führt der Gruppenmanager die erforderlichen Schritte zum Ändern der Gruppendefinition durch. Nachdem neue Gruppenmitglieder zu der Dienstgruppe hinzugefügt wurden und/oder Grup penmitglieder gelöscht wurden, sendet der Gruppenmanager eine „Ende Gruppenänderung"-Nachricht an den Sitzungsmanager.
Bei Empfang der „Ende Gruppenänderung"-Nachricht nimmt der Sitzungsmanager die Sitzung wieder auf und sendet eine Sitzungswiederaufnahmenachricht an die Gruppenmitglieder und den Gruppenmanager. In Schritt 1020 wird die Datenübertragung wieder aufgenommen.
31 zeigt schematisch einen Sitzungsattribut-Aktualisierungsprozess, der beteiligt ist, wenn sich die Sitzungsattribute ändern. Sitzungsattribute, die während des Sitzungsbetriebs aktualisiert werden können, sind z.B. der Datendurchsatz, die Fehlerrate, Verzögerung, usw.
In Schritt 1100 überprüft der Sitzungsmanager den Status der Sitzungsattribute mit den Sitzungsmitgliedern. In Schritt 1110 erfasst der Sitzungsmanager, dass der Sitzungsstatus für ein Sitzungsmitglied nicht korrekt ist. Dieser kann zum Beispiel der Fall sein, wenn ein Sitzungsattribut eine vorgegebene Attributsschwelle übersteigt. In Schritt 1120 unterbricht der Sitzungsmanager das Senden von Anwendungsdaten und suspendiert die Sitzung.
Abhängig von dem erfassten Problem kann der Sitzungsmanager Aktionen in Schritt 1130 ergreifen, um das Problem zu lösen und die Sitzung fortzusetzen. Der Sitzungsmanager kann z.B. Sitzungsattribute oder die Sitzungsgrundlage ändern.
Dann bittet der Sitzungsmanager das Sitzungsmitglied, welches das Problem verursacht, um einen Sitzungsstatusbericht, um zu sehen, ob die Sitzungsprobleme gelöst wurden.
In Schritt 1140 entscheidet der Sitzungsmanager, ob der Sitzungsstatus in einem normalen Zustand ist. Wenn der Sitzungsmanager das Problem erfolgreich gelöst hat, wird die Sitzung wieder aufgenommen und die Datenübertragung wird in Schritt 1150 reaktiviert.
Als eine optionale Maßnahme kann die Sitzung in Schritt 1160 beendet werden, wenn der Sitzungsstatus, der in Schritt 1140 betrachtet wird, nicht zurück in einem normalen Sitzungsstatus ist. Es ist auch möglich, zusätzliche Aktionen durchzuführen, um das Sitzungsproblem zu lösen und/oder den Benutzer des Client-Managerterminals zu fragen, wie mit der suspendierten Sitzung und dem Sitzungsmitglied fortzufahren ist, welches das Problem verursacht. Wenn zum Beispiel entschieden wird, die Sitzung zu beenden, sendet der Sitzungsmanager eine Sitzungsbeendigungsnachricht an die Sitzungsmitglieder und an den Gruppenmanager, wie schematisch in 32 gezeigt wird.
Bei Empfang der Sitzungsbeendigungsnachricht können die Sitzungsmitglieder eine geeignete Aktion durchführen, z.B. Beenden der Anwendung auf der empfangenden Seite der Sitzung. Der Gruppenmanager kann die empfangene Sitzungsbeendigungsnachricht benutzen, um die Sitzungsdatenbank 35 zu aktualisieren. Wenn zum Beispiel alle Sitzungen in der Dienstgruppe beendet werden, kann der Gruppenmanager auch entscheiden, die gesamte Dienstgruppe zu beenden.
33 zeigt ein Blockdiagramm der Hardwarestruktur eines Netzwerkknotens 10, die ausgebildet ist, Gruppendienste gemäß der vorliegenden Erfindung zu betreiben.
Der Netzwerkknoten 10 hat eine CPU 11, eine Funkfrequenzschnittstelle 12, eine E/A-Schnittstelle 13 und einen Speicher 14. In dem Speicher 14 werden ein Programm zur Durchführung der Sitzungssteuerung 15 und der Gruppensteuerung 16 einschließlich der Diensterfassung 18 gemäß der vorliegenden Erfindung gespeichert. Zusätzlich werden ein Programm und Daten zur Durchführung einer Kommunikationsteuerung 17 in dem Speicher 14 gespeichert. Der Netzwerkknoten 10 weist auch eine Datenbank 19 für die Speicherung von Dienstgruppendaten und/oder der Sitzungsdatenbank 35 auf.
Eine Vorrichtung zum Betreiben von Gruppendiensten in einem Kommunikationsnetzwerk gemäß der vorliegenden Erfindung weist Gruppensteuerungsmittel und Sitzungssteuerungsmittel auf. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Gruppensteuerungsmittel ausgebildet als CPU 11, die das Gruppensteuerungsprogramm 16 durchführt, das in dem Speicher 14 gespeichert ist. Die Sitzungssteuerungsmittel können als CPU 11 ausgebildet sein, die das Sitzungssteuerungsprogramm 15 durchführt, das in dem Speicher 14 gespeichert ist.
34 zeigt die Software-Struktur eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Eine Sitzungssteuerung, Gruppensteuerung und Diensterfassung werden in Schichten zwischen der Kommunikationssteuerung und der Anwendung angeordnet.
35 zeigt die Beziehung zwischen der Software-Struktur eines Manager-Terminals 25 und eines Client-Terminals 26. Ein Managerterminal 25 führt eine Gruppensteuerung und/oder Sitzungssteuerung durch und sendet Anwendungsdaten an das Client-Terminal 26. Ein Client-Terminal 26 kann ein Nur-Empfangs-Terminal sein, das Anwendungsdaten von einem Managerterminal 25 empfängt. Jedoch kann ein Client-Terminal 26 auch die Rolle eines Gruppenmanagers übernehmen und ein Managerterminal 25 werden. Zusätzlich kann eine Anwendung auf dem Client-Terminal 26 Anwendungsdaten haben, die an andere Terminals zu übertragen sind. In diesem Fall wird das Client-Terminal 26 ein Sender für die Anwendungsdaten, beginnt eine neue Sitzung und wird zum Sitzungsmanager, d.h. wird ein Managerterminal 25.
Es ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist und viele Modifikationen können an den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen gemacht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Claims

Verfahren zum Betreiben von Gruppendiensten in einem mobilen Ad-hoc-Netzwerk (1), das eine Vielzahl von Netzwerkknoten (10, 20 – 22) aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Durchführen eines Gruppensteuerungsprozesses (120) durch einen Gruppenmanagerknoten (20) der Netzwerkknoten (10, 20 – 22), um die Mitgliedschaft von Netzwerkknoten (10, 20 – 22) in einer Dienstgruppe, die aus einem Teilsatz der Netzwerkknoten (10, 20 – 22) in dem Kommunikationsnetz (1) besteht, zu steuern; Durchführen eines Sitzungssteuerungsprozesses (130), um einen Verbindungsstatus einer Sitzung zum Vorsehen einer Kommunikationsverbindung zwischen Mitgliederknoten (21) der Dienstgruppe zu steuern, um so eine Kommunikation einer Anwendung zu ermöglichen, die auf den Mitgliederknoten (21) der Dienstgruppe arbeitet; Durchführen des Sitzungssteuerungsprozesses (130) durch einen Sitzungsmanagerknoten, der nicht der Gruppenmanagerknoten (20) ist, und getrennt von dem Gruppensteuerungsprozess (120), und Konfigurieren des Sitzungssteuerungsprozesses (130), um den Verbindungsstatus jeder einer Vielzahl von Sitzungen in der Dienstgruppe unabhängig zu steuern, wobei der Gruppensteuerungsprozess (120) ein Überwachen von Gruppenmitgliedern (21) aufweist durch Senden von Gruppenüberwachungsanforderungen an Gruppenmitglieder (21) und durch Überwachen der Antworten von den Gruppenmitgliedern (21).
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Gruppensteuerung (120) ein Definieren einer Dienstgruppe durch einen Gruppenmanager (20) basierend auf Gruppenattributen aufweist, insbesondere einem Gruppennamen, einem Gruppenidentifizierer, einem Gruppenmanageridentifizierer und/oder Gruppenmitgliederidentifizierer.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Gruppensteuerung (120) ein Erfassen einer existierenden Dienstgruppe mit erforderlichen Gruppenattributen aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Gruppensteuerung (120) ein Senden einer Gruppeneinladung an Knoten durch den Gruppenmanager (20) aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Gruppensteuerung (120) ein Erfassen einer von einem Gruppenmanager (20) empfangenen Gruppeneinladung und/oder ein Senden einer Gruppenregistrierungsanforderung an den Gruppenmanager (20) aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Gruppensteuerung (120) ein Registrieren eines Gruppenmitglieds basierend auf einer Gruppenregistrierungsanforderung aufweist, die von einem Knoten (10, 20 – 22) empfangen wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Gruppensteuerung (120) ein Erzeugen eines Gruppenzertifikats aufweist, wobei das Gruppenzertifikat in der Kommunikation zwischen dem Gruppenmanager (20) und den Gruppenmitgliedern (21) verwendet wird, um die Dienstgruppe zu identifizieren.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Gruppensteuerung (120) ein Erzeugen einer Gruppensteuerungsinformation durch den Gruppenmanager (20) und ein Senden der Gruppensteuerungsinformation an die Gruppenmitglieder (21) aufweist, wobei die Gruppensteuerungsinformation Gruppenattribute umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Gruppenmanager (20) Gruppenbestätigungsanforderungen an Gruppenmitglieder (21) sendet; wobei die Gruppenmitglieder (21) auf empfangene Gruppenbestätigungsanforderungen antworten durch Senden von Gruppenbestätigungsantworten an den Gruppenmanager (20); und wobei der Gruppenmanager (20) die Registrierung von Gruppenmitgliedern (21) abhängig von empfangenen Gruppenbestätigungsantworten aktiviert.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Überwachen von Gruppenmitgliedern (21) aufweist ein periodisches Senden mehrerer Gruppenüberwachungsanforderungen an einzelne Gruppenmitglieder (21) und ein Bewerten eines Gruppenmitglieds (21) als ein fehlendes Gruppenmitglied, wenn von dem Gruppenmitglied (21) für eine vorgegebene Anzahl von Gruppenüberwachungsanforderungen keine Antwort empfangen wurde.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Gruppenmanager (20) eine Gruppenüberwachungsanforderung durch ein Multicast-Verfahren an alle Gruppenmitglieder (21) sendet und die Gruppenmitglieder (21) Gruppenüberwachungsantworten auf die empfangenen Gruppenüberwachungsanforderungen an den Gruppenmanager (20) senden, wobei die Gruppenüberwachungsantworten basierend auf einer zufälligen Verzögerung nach dem Empfang der Gruppenüberwachungsanforderungen gesendet werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Überwachung von Gruppenmitgliedern (21) ein Suchen eines fehlenden Gruppenmitglieds (21) durch Senden einer Suchanforderung für das fehlende Gruppenmitglied (21) an erreichbare Knoten (10, 20 – 22) aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei eine Suchanforderung mit einem Lebenszeit-Parameter an alle erreichbaren Knoten (10, 20 – 22) als Broadcast gesendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei, wenn von einem fehlenden Gruppenmitglied (21) in einer vorgegebenen Zeitdauer keine Antwort empfangen wird, periodisch weitere Suchanforderungen gesendet werden, wobei die Lebenszeiten aufeinander folgender Suchanforderungen erhöht werden.
Verfahren gemäß Anspruch 12 bis 14, wobei die Suche nach einem fehlenden Gruppenmitglied (21) unter Verwendung mehrerer Kommunikationsnetzwerke (1) durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei ein fehlendes Gruppenmitglied (21) als ein verlorenes Gruppenmitglied (21) bewertet wird, wenn auf eine oder mehrere Suchanforderungen für das Gruppenmitglied (21) keine Antwort empfangen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die folgenden Schritte durchgeführt werden, wenn ein verlorenes Gruppenmitglied (21) festgestellt wird: Aktualisieren der Gruppensteuerungsinformation, und Benachrichtigen der verbleibenden Gruppenmitglieder (21) über die aktualisierte Gruppensteuerungsinformation.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, das aufweist: Senden von Wiederanschlussanforderungen an den Gruppenmanager (20), wenn ein Gruppenmitglied (21) eine Überwachungsanforderung oder eine Suchanforderung von dem Gruppenmanager (20) empfängt, nachdem es für eine vorgegebene Zeitdauer keine Anforderung empfangen hat.
Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei der Gruppenmanager (20) die folgenden Schritte durchführt: Empfangen einer Wiederanschlussanforderung von einem verlorenen Gruppenmitglied (21), Aktualisieren der Gruppensteuerungsinformation, und Benachrichtigen der Gruppenmitglieder (21) über die aktualisierte Gruppensteuerungsinformation.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei ein Gruppenmitglied (21) eine Gruppe-verlassen-Anforderung an den Gruppenmanager (20) sendet; der Gruppenmanager (20) die Gruppensteuerungsinformation aktualisiert und die Gruppenmitglieder (21) über die aktualisierte Gruppensteuerungsinformation benachrichtigt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei ein Sitzungsmitglied eine Sitzung-verlassen-Anforderung an den Sitzungsmanager sendet; der der Sitzungsmanager die Sitzungssteuerungsinformation aktualisiert und die Sitzungsmitglieder über die aktualisierte Sitzungssteuerungsinformation benachrichtigt.
Vorrichtung zum Betreiben von Gruppendiensten in einem mobilen Ad-hoc-Netzwerk (1), das eine Vielzahl von Netzwerkknoten (10, 20 – 22) aufweist, wobei die Vorrichtung aufweist: Gruppensteuerungsmittel (120), um die Mitgliedschaft von Netzwerkknoten (10, 20 – 22) in einer Dienstgruppe, die aus einem Teilsatz der Netzwerkknoten (10, 20 – 22) in dem Kommunikationsnetz (1) besteht, zu steuern, wobei das Gruppensteuerungsmittel (120) in einem Gruppenmanagerknoten (20) ausgebildet ist; und Sitzungssteuerungsmittel (130), um einen Verbindungsstatus einer Sitzung zum Vorsehen einer Kommunikationsverbindung zwischen Mitgliederknoten (21) der Dienstgruppe zu steuern, um so eine Kommunikation einer Anwendung zu ermöglichen, die auf den Mitgliederknoten (21) der Dienstgruppe arbeitet, wobei die Sitzungssteuerungsmittel (130) in einem Sitzungsmanagerknoten ausgebildet sind, der nicht der Gruppenmanagerknoten (20) ist, und getrennt von dem Gruppensteuerungsmitteln (120) arbeiten, und die Sitzungssteuerungsmittel (130) konfiguriert sind, um den Verbindungsstatus jeder einer Vielzahl von Sitzungen in der Dienstgruppe unabhängig zu steuern, wobei das Gruppenmittel (120) Gruppenmitglieder (21) überwacht durch Senden von Gruppenüberwachungsanforderungen an Gruppenmitglieder (21) und durch Überwachen der Antworten von den Gruppenmitgliedern (21).
Vorrichtung gemäß Anspruch 22, wobei das Gruppensteuerungsmittel (120) einen Gruppenmanager (20) aufweist, der ausgebildet ist, eine Dienstgruppe zu definieren, Gruppeneinladungen an Knoten zu senden und ein Gruppenmitglied basierend auf einer von einem Knoten (10, 20 – 22) empfangenen Gruppenregistrierungsanforderung zu registrieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 23, wobei der Gruppenmanager (20) Gruppenüberwachungsmittel aufweist, die ausgebildet sind, die Erreichbarkeit von Gruppenmitgliedern (21) zu überwachen durch Senden von Gruppenüberwachungsanforderungen an Gruppenmitglieder (21) und durch Überwachen der Antworten von den Gruppenmitgliedern (21).
Vorrichtung gemäß Anspruch 23 oder 24, wobei der Gruppenmanager (20) Gruppenmitgliedersuchmittel aufweist, die ausgebildet sind, Suchanforderungen für ein fehlendes Gruppenmitglied (21) an erreichbare Knoten (10, 20 – 22) zu senden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 22, wobei die Gruppensteuerungsmittel (120) Gruppeneinladungserfassungsmittel aufweisen zur Erfassung einer Gruppeneinladung, wobei die Gruppensteuerungsmittel (120) ausgebildet sind, eine Gruppenregistrierungsanforderung an den Gruppenmanager (20) zu senden, nachdem eine Gruppeneinladung empfangen wurde.
Vorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 22 bis 26, wobei die Gruppensteuerungsmittel (120) Gruppenüberwachungserfassungsmittel aufweisen zum Erfassen von Gruppenüberwachungsanforderungen und Suchanforderungen, wobei die die Gruppensteuerungsmittel (120) ausgebildet sind, eine Antwort an den Gruppenmanager (20) zu senden, nachdem eine Gruppenüberwachungsanforderung oder eine Suchanforderung empfangen wurde.
Vorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 22 bis 27, wobei das Kommunikationsnetzwerk (1) als ein mobiles Ad-hoc-Netzwerk ausgebildet ist, wobei ein Knoten (10, 20 – 22) ausge bildet ist, mit anderen Knoten (10, 20 – 22) auf eine direkte Weise oder auf eine indirekte Weise über dazwischenliegende Weiterleitungsknoten (22) zu kommunizieren.
Vorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 22 bis 28, das eine Netzwerkschnittestelle aufweist, insbesondere basierend auf Nahbereichsfunkzugangs-Technologie, um mit den Knoten (10, 20 – 22) in dem Kommunikationsnetzwerk (1) zu kommunizieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 29, wobei die Netzwerkschnittstelle ausgebildet ist, Daten an eine Vielzahl von Knoten (10, 20 – 22) als Broadcast zu senden und/oder Daten an eine bestimmte Gruppe von Knoten per Multicast zu senden, insbesondere unter Verwendung einer Internetprotokoll-Gruppenadresse.
Vorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 22 bis 30, die eine Vielzahl von Netzwerkschnittstellen aufweist, um unter Verwendung unterschiedlicher Kommunikationsnetzwerke (1) zu kommunizieren, wobei die Gruppenmitgliedersuchmittel ausgebildet sind, Suchanforderungen für ein fehlendes Gruppenmitglied (21) über unterschiedliche Netzwerkschnittstellen zu senden.
Vorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 22 bis 31, wobei die Sitzungssteuerungsmittel (130) einen Sitzungsmanager aufweisen, der ausgebildet ist, eine Sitzung für einen Dienst zu definieren, Sitzungseinladungen an Gruppenmitglieder (21) zu senden und ein Sitzungsmitglied basierend auf einer von einem Knoten (10, 20 – 22) empfangenen Sitzungsteilnahmeanforderung zu registrieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 32, wobei der Sitzungsmanager Sitzungsüberwachungsmittel aufweist, die ausgebildet sind, den Status einer Sitzung zu überwachen durch Senden von Sitzungsüberwachungstests an Sitzungsmitglieder und durch Überwachen der Antworten von den Sitzungsmitgliedern.
Vorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 22 bis 33, wobei die Sitzungssteuerungsmittel (130) ein Sitzungsüberwachungserfassungsmittel aufweisen zur Erfassung von Sitzungsüberwachungstests, und wobei die Sitzungssteuerungsmittel (130) ausgebildet sind, eine Sitzungsüberwachungsantwort an den Sitzungsmanager zu senden, nachdem ein Sitzungsüberwachungstest empfangen wurde.
Vorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 22 bis 34, wobei die Knoten (10, 20 – 22) in dem Kommunikationsnetzwerk (1) mobile Knoten sind, insbesondere mobile Telefone, PDAs (personal digital assistants), drahtlose LAN-Knoten, wie Notebooks, Zugangspunkte oder Workstations, die mittels drahtloser Kommunikationsverbindungen kommunizieren, oder Vorrichtungen mit einer Nahbereichsfunkzugriffsnetzwerkschnittstelle, insbesondere Sensor-Chips oder RFID-Chips.
Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher eines digitalen Computers geladen werden kann, das Softwarecodeabschnitte zur Durchführung der Schritte gemäß einem der Ansprüchen 1 bis 21 aufweist, wenn dieses Produkt auf dem Computer läuft.
Computerprogrammprodukt, das auf einem Computerbenutzbaren Medium gespeichert ist, das Computer-lesbare Programmmittel aufweist, um den Computer zu veranlassen, die Schritte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21, wenn dieses Produkt auf dem Computer läuft.