JP2009507441A - オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のリソースを割り当てる方法、システム、及びコンピュータ・プログラム（オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム） - Google Patents

オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のリソースを割り当てる方法、システム、及びコンピュータ・プログラム（オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム） Download PDF

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Abstract

【課題】 オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のリソース配備及び割り当てを行い、当該エコシステム内の諸種の脅威に対処する方法、システム、及びプログラムを提供する。
【解決手段】 具体的には、本発明によれば、前記オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムは、それぞれ１組のセンサ・ピア及び少なくとも１つのスーパー・ピアを有する１組の（例えば１つ又は複数の）センサ・ネットワークと、１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイと、１組のエンタープライズ・ゲートウェイと、を含む。各マイクロ・グリッド・ゲートウェイは、典型的にはセンサ・ネットワーク、又はエンタープライズ・ゲートウェイ、又は別のマイクロ・グリッド・ゲートウェイ、あるいはそれらの全てから要求を受信するように適合されている。更に、各マイクロ・グリッド・ゲートウェイは、前記要求を受信する要求ブローカと、前記要求のキューイングを行う要求キュー・マネージャと、前記要求をスケジューリングするスケジューラと、前記１組のセンサ・ネットワークを監視するリソース・マネージャと、を含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は一般にオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムに関するものである。特に、本発明は、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のリソース配備及び割り当てを行い、当該エコシステム内の諸種の脅威に対処する方法、システム、及びプログラムに関するものである。
従来のコンピュータ・ベース記憶システムにおいて、データは典型的に、保護レイヤ、バックアップ・システム、及び暗号化アルゴリズムを伴う高度なシステムに記憶される。無線技術及びピア・ツー・ピア（Ｐ２Ｐ）配信システムの登場によって、ＩＴ産業ではインフラストラクチャ及び各種アプリケーションの分散化を強いられている。具体的には、静的な物理インフラストラクチャはリモート仮想環境に置き換えられてきており、その結果、従来のネットワーク、データ、及びアプリケーションはもはや時代遅れとなっている。この点で、従来のインフラストラクチャをサポートするハードウェアであっても、Ｐ２Ｐ環境要件の需要に応えそれを満足するように拡張することはできず、不釣合いなものとなっている。このように、高い拡張性と安全性をもたらす仮想インフラストラクチャを提供する新しいモデルの採用に努める従来のＩＴ概念が変化してきている。
後述の特許出願は全てそのようなインフラストラクチャの実現に向けた対策を講じている。例えば、米国特許出願第１０／８５６６８４号は、複数のピア／モート／ノードが相互接続される（例えばピア・ツー・ピア・ベース）無線センサ・ネットワークを提供することによってデータ損失を防止するものである。ネットワーク内のデータ・セットを記憶する上で、当該データ・セットは複数のデータ要素に分割され、その後各データ要素がノード間で記憶される。各データ要素の記憶は、典型的にはルーティング・テーブル等に従ってネットワーク内のルーティング経路を辿ることで行われる。ルーティング経路を辿りながら各データ要素がノード間で記憶されることになる。センサ・ベース検出システムの他の例は、米国特許第６１６９４７６ Ｂ１号及び米国特許第６２９３８６１ Ｂ１号に記載されている。
米国特許出願第１０／９４６７１４号では、複数のピア・ツー・ピア・ノードを備えるセンサ・ネットワークが提供される。ネットワーク内の各ノードとしてはとりわけ、環境要因検出センサが挙げられる。あるノード内で潜在的な障害が検出された場合には、当該ノードはそれ自体の隣接ノードを照会してそれらの隣接ノードが潜在的な故障ノード内に現在記憶されているデータ要素（単数又は複数）を記憶する能力を有するかどうかを判定する。この照会に基づいて、潜在的な故障ノード内のデータ要素（単数又は複数）が１つ又は複数の隣接ノードにコピーされる。その後、当該コピー操作の詳細をネットワーク内の他のノードにブロードキャストすることができ、センサ・ネットワーク全体に記憶されている各データ要素のロケーションを特定するルーティング・テーブルを更新することができる。
米国特許出願第１０／９７２６１０号では、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムが提供される。そのようなオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムは、（１）データ要素を記憶する１組の（例えば１つ又は複数の）センサ・ネットワークと、（２）センサ・ネットワークと通信する１組のセンサ・コレクタ情報ゲートウェイと、（３）マイクロ・グリッド・ゲートウェイと通信する１組のエンタープライズ・ゲートウェイ及びストレージ・ハブ（以下、「エンタープライズ・ゲートウェイ」と呼ぶ）と、を含む。
米国特許出願第１０／８５６６８４号 米国特許第６１６９４７６ Ｂ１号 米国特許第６２９３８６１ Ｂ１号 米国特許出願第１０／９４６７１４号 米国特許出願第１０／９７２６１０号
上記の各種技術の進歩に伴い、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムの更なる進化も必要とされる。具体的には、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内の（例えばリソースの）配備及び割り当てを行い、当該エコシステム内の諸種の脅威に対処する方法、システム、及びプログラムが必要とされている。
本発明は一般に、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のリソース配備及び割り当てを行い、当該エコシステム内の諸種の脅威に対処する方法、システム、及びプログラムを提供する。具体的には、本発明によれば、前記オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムは、それぞれ１組のセンサ・ピア及び少なくとも１つのスーパー・ピアを有する１組の（例えば１つ又は複数の）センサ・ネットワークと、１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイと、１組のエンタープライズ・ゲートウェイと、を含む。各マイクロ・グリッド・ゲートウェイは、典型的にはセンサ・ネットワーク、又はエンタープライズ・ゲートウェイ、又は別のマイクロ・グリッド・ゲートウェイ、あるいはそれらの全てから要求を受信するように適合されている。更に、各マイクロ・グリッド・ゲートウェイは、前記要求を受信する要求ブローカと、前記要求のキューイングを行う要求キュー・マネージャと、前記要求をスケジューリングするスケジューラと、前記１組のセンサ・ネットワークを監視するリソース・マネージャと、を含む。
本発明の第１の態様は、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムであって、それぞれ１組のセンサ・ピア及び少なくとも１つのスーパー・ピアを含む１組のセンサ・ネットワークと、前記１組のセンサ・ネットワークと通信する１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイと、前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイと通信する１組のエンタープライズ・ゲートウェイと、を備え、前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイが、前記１組のセンサ・ネットワーク及び前記１組のエンタープライズ・ゲートウェイからの要求の受信及び経路指定を行うように適合されている、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムを提供する。
本発明の第２の態様は、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のリソースを割り当てるコンピュータ実装方法であって、１組のセンサ・ピア及び少なくとも１つのスーパー・ピアを含む第１のセンサ・ネットワークから第１のマイクロ・グリッド・ゲートウェイ上のリソース要求を受信するステップと、前記第２のセンサ・ネットワーク内の使用可能なリソースを判定するために前記要求に基づいて第２のセンサ・ネットワークをポーリングするステップと、前記ポーリングに対する応答に基づいて前記第２のセンサ・ネットワークから前記第１のセンサ・ネットワークにリソースを割り当てるステップと、を含む方法を提供する。
本発明の第３の態様は、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内の諸種の脅威に対処するコンピュータ実装方法であって、前記オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムにおいて、１組のセンサ・ピア及び少なくとも１つのスーパー・ピアを含むセンサ・ネットワーク内の脅威を検出するステップと、前記脅威に対応する要求を、前記センサ・ネットワークと通信する前記オートノミック・センサ・ネットワーク内のエンタープライズ・ゲートウェイに通信するステップと、前記要求に基づいて前記脅威に対処するために、少なくとも１つの他のセンサ・ネットワークに関する使用可能なリソースを判定するステップと、を含む方法を提供する。
本発明の第４の態様は、コンピュータに読み込み可能な媒体上に記憶され、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のリソース割り当て及び配備を行うプログラムであって、前記コンピュータに読み込み可能な媒体が、前記オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のセンサ・ネットワーク及びエンタープライズ・ゲートウェイから要求を受信するステップと、前記要求のキューイングを行うステップと、前記センサ・ネットワークと前記エンタープライズ・ゲートウェイとの間の通信要求をスケジューリングするステップと、前記センサ・ネットワークを監視するステップと、前記監視に基づいてリソースを割り当てるステップと、をコンピュータ・システムに実行させるプログラム・コードを含む、プログラムを提供する。
本発明の第５の態様は、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のリソース割り当て及び配備を行うアプリケーションを配備する方法であって、前記オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のセンサ・ネットワーク及びエンタープライズ・ゲートウェイから要求を受信し、前記要求のキューイングを行い、前記センサ・ネットワークと前記エンタープライズ・ゲートウェイとの間の通信要求をスケジューリングし、前記センサ・ネットワークを監視し、前記漢詩に基づいてリソースを割り当てるように動作可能なコンピュータ・インフラストラクチャを提供するステップを含む方法を提供する。
本発明の第６の態様は、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムの割り当て及び配備を行う伝搬信号の形で実施されるコンピュータ・ソフトウェアであって、前記オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のセンサ・ネットワーク及びエンタープライズ・ゲートウェイから要求を受信する機能と、前記要求のキューイングを行う機能と、前記センサ・ネットワークと前記エンタープライズ・ゲートウェイとの間の通信要求をスケジューリングする機能と、前記センサ・ネットワークを監視する機能と、前記監視に基づいてリソースを割り当てる機能と、をコンピュータ・システムに実行させる命令を含むコンピュータ・ソフトウェアを提供する。
１つの側面から見れば、本発明は、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムであって、それぞれ１組のセンサ・ピア及び少なくとも１つのスーパー・ピアを含む１組のセンサ・ネットワークと、前記１組のセンサ・ネットワークと通信する１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイと、前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイと通信する１組のエンタープライズ・ゲートウェイと、を備え、前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイが、前記１組のセンサ・ネットワーク及び前記１組のエンタープライズ・ゲートウェイからの要求の受信及び経路指定を行うように適合されている、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムを提供する。
本発明は好ましくは、前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイがそれぞれ、前記要求を受信する要求ブローカと、前記要求のキューイングを行う要求キュー・マネージャと、前記要求をスケジューリングするスケジューラと、前記１組のセンサ・ネットワークを監視するリソース・マネージャと、を備える、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムを提供する。
本発明は好ましくは、前記リソース・マネージャが前記１組のセンサ・ネットワークのリソース状態と、属性ライフサイクルと、イベントと、を監視する、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムを提供する。
本発明は好ましくは、前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイが、前記１組のセンサ・ネットワークから要求を受信し、前記要求を前記１組のエンタープライズ・ゲートウェイに転送する、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムを提供する。
本発明は好ましくは、前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイが、前記１組のエンタープライズ・ゲートウェイから要求を受信し、前記要求を前記１組のセンサ・ネットワークに転送する、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムを提供する。
本発明は好ましくは、前記１組のエンタープライズ・ゲートウェイが、前記１組のセンサ・ネットワークと直接通信する、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムを提供する。
本発明は好ましくは、前記１組のエンタープライズ・ゲートウェイがそれぞれ、前記１組のセンサ・ネットワークに対してとるべきアクションを判定するコンポーネント・クラスタを備える、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムを提供する。
本発明は好ましくは、前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイが、使用可能なリソースの有無について前記１組のセンサ・ネットワークをポーリングする、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムを提供する。
本発明は好ましくは、前記１組のセンサ・ネットワークが、複数のセンサ・ピアを備え、前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイが、複数のマイクロ・グリッド・ゲートウェイを備え、前記１組のエンタープライズ・ゲートウェイが、複数のエンタープライズ・ゲートウェイを備える、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムを提供する。
本発明は好ましくは、前記１組のセンサ・ピアと少なくとも１つのスーパー・ピアとが互いにブロードキャストを行い、前記少なくとも１つのスーパー・ピアが、前記ブロードキャストに基づいてピア情報テーブルを作成する、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムを提供する。
本発明は好ましくは、前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイが、互いにブロードキャストを行い、前記ブロードキャストに基づいてゲートウェイ情報テーブルを作成する、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムを提供する。
別の側面から見れば、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のリソースを割り当てるコンピュータ実装方法であって、１組のセンサ・ピア及び少なくとも１つのスーパー・ピアを含む第１のセンサ・ネットワークから第１のマイクロ・グリッド・ゲートウェイ上のリソース要求を受信するステップと、前記第２のセンサ・ネットワーク内の使用可能なリソースを判定するために前記要求に基づいて第２のセンサ・ネットワークをポーリングするステップと、前記ポーリングに対する応答に基づいて前記第２のセンサ・ネットワークから前記第１のセンサ・ネットワークにリソースを割り当てるステップと、を含む方法が提供される。
本発明は好ましくは、前記ポーリングするステップに先立って前記要求を前記第１のマイクロ・グリッド・ゲートウェイからエンタープライズ・ゲートウェイに通信するステップを更に含み、前記ポーリングが、前記エンタープライズ・ゲートウェイから行われ、前記応答が、前記エンタープライズ・ゲートウェイ上で受信され、前記第１のマイクロ・グリッド・ゲートウェイに通信される、方法を提供する。
本発明は好ましくは、前記ポーリングするステップに先立って前記要求を前記第１のマイクロ・グリッド・ゲートウェイから第２のマイクロ・グリッド・ゲートウェイに通信するステップを更に含み、前記ポーリングが、前記第２のマイクロ・グリッド・ゲートウェイから行われ、前記応答が、前記第２のマイクロ・グリッド・ゲートウェイ上で受信され、前記第１のマイクロ・グリッド・ゲートウェイに通信される、方法を提供する。
本発明は好ましくは、前記割り当てに基づいてセンサ・ネットワーク・ステータスを含むエンタープライズ・テーブルを更新するステップを更に含むコンピュータ実装方法を提供する。
別の側面から見れば、本発明は、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内の脅威に対処するコンピュータ実装方法であって、前記オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムにおいて、１組のセンサ・ピア及び少なくとも１つのスーパー・ピアを含むセンサ・ネットワーク内の脅威を検出するステップと、前記脅威に対応する要求を、前記センサ・ネットワークと通信する前記オートノミック・センサ・ネットワーク内のエンタープライズ・ゲートウェイに通信するステップと、前記要求に基づいて前記脅威に対処するために、少なくとも１つの他のセンサ・ネットワークに関する使用可能なリソースを判定するステップと、を含む方法を提供する。
本発明は好ましくは、前記センサ・ネットワークからの前記要求をマイクロ・グリッド・ゲートウェイ上で受信するステップを更に含み、前記通信するステップが、前記要求を前記マイクロ・グリッド・ゲートウェイから前記エンタープライズ・ゲートウェイに通信するステップを含む、コンピュータ実装方法を提供する。
本発明は好ましくは、前記判定するステップが、前記使用可能なリソースの有無について前記少なくとも１つの他のセンサ・ネットワークをポーリングするステップを含む、コンピュータ実装方法であって、前記少なくとも１つの他のセンサ・ネットワークのそれぞれからの応答を前記エンタープライズ・ゲートウェイ上で受信するステップと、前記応答に基づいて前記脅威に対処するために、前記センサ・ネットワークからリソースを割り当てるステップと、を更に含む方法を提供する。
別の側面から見れば、本発明は、コンピュータに読み込み可能な媒体上に記憶され、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のリソース割り当て及び配備を行うプログラムであって、前記コンピュータに読み込み可能な媒体が、前記オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のセンサ・ネットワーク及びエンタープライズ・ゲートウェイから要求を受信するステップと、前記要求のキューイングを行うステップと、前記センサ・ネットワークと前記エンタープライズ・ゲートウェイとの間の通信要求をスケジューリングするステップと、前記センサ・ネットワークを監視するステップと、前記監視に基づいてリソースを割り当てるステップと、をコンピュータ・システムに実行させるプログラム・コードを含む、プログラムを提供する。
本発明は好ましくは、前記監視するステップが、前記センサ・ネットワークのリソース状態、属性ライフサイクル、及びイベントを監視するステップを含む、プログラムを提供する。
別の側面から見れば、本発明は、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のリソース割り当て及び配備を行うアプリケーションを配備する方法であって、前記オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のセンサ・ネットワーク及びエンタープライズ・ゲートウェイから要求を受信し、前記要求のキューイングを行い、前記センサ・ネットワークと前記エンタープライズ・ゲートウェイとの間の通信要求をスケジューリングし、前記センサ・ネットワークを監視し、前記監視に基づいてリソースを割り当てるように動作可能なコンピュータ・インフラストラクチャを提供するステップを含む方法を提供する。
本発明は好ましくは、前記コンピュータ・インフラストラクチャが、前記センサ・ネットワークのリソース状態と、属性ライフサイクルと、イベントと、を監視するように動作可能な方法を提供する。
したがって、本発明は、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内の（例えばリソースの）配備及び割り当てを行い、当該エコシステム内の諸種の脅威に対処する方法、システム、及びプログラムを提供する。
本発明の上記及び他の特徴は、本発明の様々な態様に関する以下の詳細な説明を添付図面と併せて読めばより容易に理解されるだろう。
Ｉ．概要説明
上述のとおり、本発明は、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムの配備及び割り当てを行い、当該エコシステム内の諸種の脅威に対処する方法、システム、及びプログラムを提供する。具体的には、本発明によれば、前記オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムは、それぞれ１組のセンサ・ピア及び少なくとも１つのスーパー・ピアを有する１組の（例えば１つ又は複数の）センサ・ネットワークと、１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイと、１組のエンタープライズ・ゲートウェイと、を含む。各マイクロ・グリッド・ゲートウェイは、典型的にはセンサ・ネットワーク、又はエンタープライズ・ゲートウェイ、又は別のマイクロ・グリッド・ゲートウェイ、あるいはそれらの全てから要求を受信するように適合されている。更に、各マイクロ・グリッド・ゲートウェイは、前記要求を受信する要求ブローカと、前記要求のキューイングを行う要求キュー・マネージャと、前記要求をスケジューリングするスケジューラと、前記１組のセンサ・ネットワークを監視するリソース・マネージャと、を含む。
ここで図１を参照すると、本発明に係るオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム（エコシステム）１０が示されている。図示のとおり、エコシステム１０は、センサ／ピア・ネットワーク（１つ又は複数）／マイクロ・グリッド１２Ａ及び１２Ｂ（以下、これらを「マイクロ・グリッド・ノード２０」と総称する）と、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４と、エンタープライズ「グリッド」ゲートウェイ１６と、を含む。図示の２つのセンサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂと、１つのマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４と、１つのエンタープライズ・ゲートウェイ１６とは、単なる例示に過ぎないことを理解していただきたい。しかしながら、エコシステム１０はそれらをいくつでも有することができる。センサ・ネットワーク１２Ａとセンサ・ネットワーク１２Ｂの間の通信、及びマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４とエンタープライズ・ゲートウェイ１６との間の通信は、有線接続又は無線接続あるいはその両方を介して行うことができる。この点で、通信は、典型的にはインターネット、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、仮想私設ネットワーク（ＶＰＮ）等のネットワークを介して行われる。トークン・リング、イーサネット（Ｒ）、ＷｉＦｉ（Ｒ）、他の従来の通信規格等、従来のネットワーク接続が利用されてもよい。また、従来のＩＰベース・プロトコルによって接続が実現されてもよい。この例では、インターネット・サービス・プロバイダを利用して接続を確立することができる。
一般に、エンタープライズ・ゲートウェイ１６は、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４と相互作用するコンポーネント・クラスタであり、エンタープライズ・グリッド・リソースとの間で要求されるトランザクション負荷の均衡を図るのに役立つものである。エンタープライズ・ゲートウェイ１６は、トランザクションの経路変更を適切に行い、様々なタイプの計算トランザクションを実行し、トランザクション要求の円滑な優先順位付けを行う能力を有する。エンタープライズ・ゲートウェイ１６のアーキテクチャは、典型的にはアドホック型の拡張可能な仮想化アーキテクチャである。同様に、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４もまた、エンタープライズ・ゲートウェイ１６ならびにセンサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂと相互作用するコンポーネント・クラスタである。マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４は、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂ又はエンタープライズ・ゲートウェイ１６からの計算トランザクション要求を処理し、タスクを実行するためのリソースを適切に割り当てるものである。以下で詳述するように、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４は一般に、要求ブローカ２２、要求キュー・マネージャ２４、スケジューラ２６、及びリソース・マネージャ２８を含む。エンタープライズ・ゲートウェイ１６の場合と同様に、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４のアーキテクチャもアドホック型の拡張可能な仮想化アーキテクチャである。センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂは、計算能力を有する様々なコンポーネントとすることができる。センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂは、先に概要を示したような監視セキュリティ機能を提供するスマート・センサとして働くことができる。センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂ内のノード／ピア１８Ａ及び１８Ｂは、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４ならびにエンタープライズ・ゲートウェイ１６とのジョブ・トランザクションを開始することができる。センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂのアーキテクチャもアドホック型の拡張可能な仮想化アーキテクチャである。
更に図１を参照すると、一般に、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂはそれぞれ、１組のセンサ・ピア（例えばＳＰ１〜ＳＰ４）及び１組のスーパー・ピア（ＳＰ／Ｒ１及びＳＰ／Ｒ２）から構成される１組のピア１８Ａ及び１８Ｂを含む。以下で詳述するように、エコシステム１０の配備及び割り当てを行う際は、データ構造を複数のコンポーネントに分解してセンサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂにおけるセンサ・ピアＳＰ１〜ＳＰ４内に記憶することができる。センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂは、フル・メッシュ・トポロジ又はパーシャル・メッシュ・トポロジを含むアドホック・ネットワーク又はメッシュ・ネットワークの形で実施することができる。フル・メッシュ・トポロジでは、各ピア１８Ａ及び１８Ｂが相互に通信する。パーシャル・メッシュ・トポロジでは、必ずしも各ノードが相互に通信するわけではない。本発明は典型的には無線環境で実施されるが、通信の一部又は全部が有線技術を使用して実施され得ることが理解されるだろう。
一般に、（図２に関して後述するように）ピア１８Ａ及び１８Ｂは、情報（例えば状態情報又はステータス情報）を相互にブロードキャストするように構成されている。更に、以下で詳述するように、ピア１８Ａ及び１８Ｂは、（例えばＪＯＩＮ要求及びＧＡＴＨＥＲ要求を介して）互いに結合（ｂｏｎｄ）してセンサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂを形成するように構成されている。スーパー・ピアＳＰ／Ｒ１及びＳＰ／Ｒ２は、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂを管理するように構成されており、また、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４との通信、又はマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４への情報中継、あるいはその両方を行うように構成されている。そのような通信／中継は、プッシュ技法又はプル（例えば照会）技法を使用して行うことができる。
本発明によれば、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４は、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂ、又はエンタープライズ・ゲートウェイ１６、又は他のマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４、あるいはそれらの全てから要求を受信するマイクロ・グリッド要求ブローカ２２と、それらの要求のキューイングを行う要求キュー・ブローカ２４と、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂとエンタープライズ・ゲートウェイ１６との間の通信要求をスケジューリングするスケジューラ２６と、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂを監視し、当該監視に基づいてリソースを割り当てる（マイクロ・グリッド）リソース・マネージャ２８と、を含む。リソース・マネージャ２８は、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂを監視する際にセンサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂのリソース状態と、属性ライフサイクルと、イベントと、を監視するように動作することができる。リソース・マネージャ２８は、イベント通知を提供し、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂの属性を照会し、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂのリソースを発見するように動作することもできる。
マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４のアクションと役割を示すだけでなく、図１は、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂに由来するリソースがそれぞれの使用可能性を（例えばパブリッシュ・モード又はサブスクライブ・モードで、あるいはその両方のモードで）どのようにリソース・マネージャ２８にブロードキャストするのかも示している。この点で、リソース・マネージャ２８は、以下でより詳細に説明する状態要求ポーリング（ｓｔａｔｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｐｏｌｌｉｎｇ）をトリガすることもできる。図１は更に、様々なタイプのジョブ依頼及び要求も示している。具体的には、上述したように、各要求は、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂ又はエンタープライズ・ゲートウェイ１６からマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４に依頼することができる。そのような要求の処理は、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂ内、又はエンタープライズ・ゲートウェイ１６内、あるいはその両方に所在する適切なリソースに割り当てられる複数のジョブ・トランザクションに分割することができる。
図２を参照すると、本発明に係るリソース状態情報のブロードキャスト処理が示されている。具体的には、ＳＰ／Ｒ１、ＳＰ／Ｒ２、及びＳＰ／Ｒ３は、周辺のピアから情報を収集し、そのような情報とマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４との関係付けを行う。このような情報通信は、当該グリッドに由来する監視ステータスを対象とするＳＰ／Ｒ１、ＳＰ／Ｒ２、又はＳＰ／Ｒ３からの周期的な照会（例えばプル処理）又はブロードキャスト処理（例えばプッシュ処理）を介して行うことができる。いずれにせよ、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４は、そのような情報を解析のためにエンタープライズ・ゲートウェイ１６に通信することになる。アクションをとる必要がある場合には、（例えばＳＭＳ又はＳＩＰを介した）メッセージをピアＳＰ１〜ＳＰ４、ならびにＳＰ／Ｒ１、ＳＰ／Ｒ２、及びＳＰ／Ｒ３に送信して更なるアクションを実行することができる。
次に図３を参照すると、より詳細なエコシステム１０のスタック／レイヤ図が示されている。図示のとおり、各ピアは以下のレイヤ／システム／サービスを含む。即ち、（１）認識、発見、及びブロードキャスト・サービス２３、（２）要求及びイベント・サービス２５、（３）アプリケーション及びデータ・サービス２７、（４）セキュリティ、スタック、クレデンシャル、及び暗号鍵レイヤ２９、（５）管理サービス３０、（６）ネットワーク・トランスポート・レイヤ３２、（７）電力管理レイヤ３４、（８）センサ・レイヤ３６、及び（９）スーパー・ピア／中継サービス３８を含む。
一般に、認識、発見、及びブロードキャスト・サービス２３は、ピア同士の情報通信又は情報交換を可能にし、各ピアが互いに結合してネットワークを形成することを可能にする。この処理は、本願で相互参照する上記の各特許出願で論じられているように、ＪＯＩＮ要求及びＧＡＴＨＥＲ要求の交換を含むことができる。要求及びイベント・サービス２５は、センサ・ネットワーク内のイベント検出及びイベント管理を行うものである。アプリケーション及びデータ・サービス２７は、各ピア内のデータ要素の記憶を行うものである。この点で、アプリケーション及びデータ・サービス２７は、本願で相互参照する上記の各特許出願に記載されているように、データ要素の記憶及び再配置／コピーを行う。セキュリティ、スタック、クレデンシャル、及び暗号鍵レイヤ２９は、各ピアにとって必要なセキュリティを提供するものである。具体的には、データ要素が各ピアに記憶されるためセキュリティが提供される。管理サービス３０は、各ピアの構成及び管理を行うものである。ネットワーク・トランスポート・レイヤ３２は、パッシブ・レイヤ及びアクティブ・レイヤを含む。パッシブ・レイヤは、あるピアから別のピアへのデータの通過又は「ホッピング」を行うのに使用される。アクティブ・レイヤは、ピア自体によって収集又は生成されたデータを通信するのに利用される。電力管理レイヤ３４は、ソーラー・セルのようなエネルギー源を備えることができる。
センサ・レイヤ３６は、環境変化（例えば振動、風、化学物質、及び温度）を感知するためのものであり、物理的変化、化学的変化、又は生物的変化を含めた複数の環境刺激を測定する任意のタイプの１つ又は複数のセンサを備えることができる。この点で、センサ・レイヤ３６は、感知データの収集、処理、及び記憶を行うことができる。
更に図３を参照すると、各ピア１８Ａ及び１８Ｂは、スーパー・ピア／中継サービス３８を含む。本発明によれば、各ピア１８Ａ及び１８Ｂは、センサ・ネットワーク内のスーパー・ピアになることが可能である。スーパー・ピアの一般的な役割は、他のピアから情報を収集し、そのようなピア情報のテーブルを維持し、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４との間の中継／通信を行うことである。スーパー・ピアが故障した場合には、センサ・ネットワーク内の別のピアをスーパー・ピア・ステータスに「昇格（ｐｒｏｍｏｔｅ）」させることができる。
各ピア１８Ａ及び１８Ｂは、本明細書に示されていない他のシステム／レイヤ／サービスを含むこともできることを理解していただきたい。そのようなシステム／レイヤ／サービスは、本願で相互参照する上記の各特許出願に図示され記載されている。例えば、各ピア１８Ａ及び１８Ｂは、センサ・ネットワーク内に記憶されているデータ要素のロケーションを示すローカル又はグローバル・ルーティング・テーブルと、（例えばピアの潜在的な故障が認められる場合に）データ要素が各ピア間でコピー／再配置されるときに、ローカル・ルーティング・テーブル又はグローバル・ルーティング・テーブルあるいはその両方を更新する更新システムと、を含むこともできる。
更に図３を参照すると、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４は、（１）ビジネス・プロセス・ルール４０、（２）センサ・ネットワーク管理インターフェース４２、（３）メッセージ・キュー４４、（４）セキュリティ・スタック４６、及び（５）ネットワーク・トランスポート・レイヤ４８を含む。ビジネス・プロセス・ルール４０は、（例えばあるピアをスーパー・ピアとして選択する際の）マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４の意思決定及び一般機能をガイドするのに使用される。センサ・ネットワーク管理インターフェース４２は、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４とセンサ・ネットワークとの間のインターフェース又は通信チャネルである。メッセージ・キュー４４は、センサ・ネットワーク及びエンタープライズ・ゲートウェイ１６から受信されるメッセージ及び通信、又はセンサ・ネットワーク及びエンタープライズ・ゲートウェイ１６に通信されるメッセージ及び通信、あるいはその両方を格納するためのキューである。セキュリティ・スタック４６は、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４用のセキュリティを提供し、ネットワーク・トランスポート・レイヤ４８は、データ要素の通過／ホッピングを可能にする。
各エンタープライズ・ゲートウェイ１６は、（１）セキュリティ・レイヤ５０、（２）メッセージ・ハブ５２、（３）データ・ストア５４、（４）管理サービス５６、（５）エンタープライズ・グリッド・サービス５８、及び（６）ビジネス・プロセス・ルール６０を含む。セキュリティ・レイヤ５０は、エンタープライズ・ゲートウェイ１６用のセキュリティを提供するものである。メッセージ・ハブ５２は、エンタープライズ・ゲートウェイ１６上で受信される全ての通信を処理する。図３に示されるように、単一のエンタープライズ・ゲートウェイ１６が複数のマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４と通信することもできる。メッセージ・ハブ５２は、そのような全ての通信を追跡するのに役立つものである。データ・ストア５４は、データ要素の記憶を行うものである。管理サービス５６は、エンタープライズ・ゲートウェイ１６の管理を行うものである。エンタープライズ・グリッド・サービス５８は、エコシステム１０全体の管理を行うものである。ビジネス・プロセス・ルール６０は、（例えばセンサ・ネットワーク内のイベントに応じて推奨されるアクション方針を示す際の）エンタープライズ・ゲートウェイ１６の意思決定及び一般機能をガイドするのに使用される。
上述のように、エコシステム１０はマルチ・ネットワーク環境とすることができる。このマルチ・ネットワーク環境の一例が図４に示されている。本発明によれば、エコシステム１０は、任意の数のセンサ・ネットワーク１２Ａ〜１２Ｄ、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ａ〜１４Ｄ、及びエンタープライズ・ゲートウェイ１６Ａ〜１６Ｄを含むことができる。これによって、１つ又は複数のコンポーネントが故障した場合にも最適な冗長性／復元性がもたされる。更に図４を参照すると、通信は任意のコンポーネント間で行うことができる。
ＩＩ．配備及び割り当て
上記のエコシステム１０の説明に関連して、以下では、図５を参照しながらエコシステム１０内のリソース配備及び割り当て処理について説明する。センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂを形成するために、まず、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂ内の各センサ・ピア及びスーパー・ピアは、（例えば図３のブロードキャスト・サービス２３を介して）ピア情報を互いにブロードキャストする。そのような情報としては、それぞれの役割情報、使用可能性情報、ロケーション情報、及び機能情報が挙げられる。そのような通信「結合（ｂｏｎｄｉｎｇ）」が行われることによってセンサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂが形成される。
このようにセンサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂを形成する際は、本願で相互参照する上記の各特許出願に記載されているＪＯＩＮ及びＧＡＴＨＥＲに関する教示に従うことができる。例えば、ピアの電源投入が最初に行われたときに、当該ピアの通信を、主に「ネットワークに参加したい」旨を表明するＪＯＩＮブロードキャスト・メッセージに制限することができる。それ故、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂが最初に活性化されたときに、各ピアはＪＯＩＮブロードキャストを行うことしかできず、エンドポイントの参加があるまで応答を受信することはない。エンドポイントは、ＪＯＩＮブロードキャストに応答する能力によって初期化される。即ち、エンドポイントは、それ自体のＧＡＴＨＥＲ応答によって検出可能な全てのＪＯＩＮブロードキャストに応答することになる。それ故、エンドポイントは、隣接ピアからのＪＯＩＮブロードキャストを認識し、ＧＡＴＨＥＲ応答を返すことになる。ピアは、ＧＡＴＨＥＲを認識すると同時にいくつかのセンサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂのメンバとなり、ＪＯＩＮブロードキャストを停止することができる。それ故、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂは当初、エンドポイントと、当該エンドポイントの隣接ピアとから構成される。隣接ピアは、例えば互いに通信可能な１組のノードとして定義することができる。
ピアは、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂ内のそれ自体の位置を確立すると同時に、それ自体の隣接ピアを収集するＧＡＴＨＥＲブロードキャストに切り換えることができる。かくして、ＪＯＩＮブロードキャストを行っている各ピアをそれぞれ収集中の別の近隣ピア（又はエンドポイント）の隣接ピアとしてピックアップしながら、上記のサイクルが繰り返される。また、ピアは、ネットワーク内の隣接ピアとなったときは常にＪＯＩＮからＧＡＴＨＥＲへの切り換えを行うことになる。全てのピアが瞬時に別のピアの隣接ピアとなる。ピアは、隣接ピアとなった時点から直ちにデータを収集し、当該データを別の隣接ピアに送信することができるようになる。隣接ピアは、当該データがエンドポイントに引き返すようになるまでそれ自体の隣接ピアに引き渡す。以下で説明するように各ピアがネットワーク内で多数の隣接ピアを有することを可能にすることによって、ネットワークの冗長性が確立されることになる。
全体のセンサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂが短期間で確立される。ある時点でＪＯＩＮ要求をそれ以上受信しなくなったときに、ピアはセンサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂが形成されることを判定することができる。各ピアは依然としてＧＡＴＨＥＲを送出することになるが、参加する新しいピアは例えば故障ピアと置き換えられるノードだけであるため、その送出頻度はずっと低くなる。センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂを形成する際は、（例えばマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ａ〜１４Ｄによって）ピアのうちからスーパー・ピアが指定される。
いずれにせよ、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂが形成されると、スーパー・ピアは「ピア」情報テーブルを作成して管理することになる。当該テーブルの詳細は以下のとおりである。
センサ ＭＡＣ ＩＤ ／ 役割 ／ リソース ／ ロケーション
ＳＰ１ ／ センサ・ピア‐スーパー・ピア ／ １００％ ／ Ｎ
ＳＰ２ ／ センサ・ピア‐スーパー・ピア ／ １００％ ／ Ｗ
ＳＰ４ ／ センサ・ピア‐スーパー・ピア ／ １００％ ／ Ｓ
ＳＰ／Ｒ１ ／ センサ・ピア‐スーパー・ピア ／ １００％ ／ ＮＥ
ＳＰ／Ｒ３ ／ センサ・ピア‐スーパー・ピア ／ １００％ ／ Ｅ
このように、上記テーブルは、各ピアの識別子（例えばＭＡＣ ＩＤ）、役割、リソースの使用可能性、及びセンサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂ内の相対的なロケーションを含む。この処理が行われているときに、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４は、ピア情報と同様のゲートウェイ情報を互いにブロードキャストして結合する。マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ａ〜１４Ｄは、以下に示すテーブル「ゲートウェイ」情報も作成する。
マイクロ・グリッド・ゲートウェイ／役割／リソース／ロケーション
ゲートウェイＡ／ゲートウェイ／１００％／Ｎ
ゲートウェイＢ／ゲートウェイ／１００％／Ｅ
ゲートウェイＤ／ゲートウェイ／１００％／Ｓ
このように、上記テーブルは、各マイクロ・グリッド・ゲートウェイに関する識別子、役割、リソースの使用可能性、及びエコシステム内の相対的なロケーションを含む。
上記の最初の２つのステップが完了すると、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂ内のスーパー・ピアは、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ａ〜１４Ｄと通信する。この通信中にピア情報及びゲートウェイ情報（例えばテーブル）が交換されることになる。この通信中に、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ａ〜１４Ｄは、スーパー・ピアに照会（又はスーパー・ピアをプッシュ）してピア情報を取得することができる。いずれにせよ、当該処理が完了したときに、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ａ〜１４Ｄは、ピア情報及びマイクロ・グリッド情報をエンタープライズ・ゲートウェイ１６Ａ〜１６Ｄに通信し、エンタープライズ・ゲートウェイ１６Ａ〜１６Ｄは、同じ情報を含むエンタープライズ情報テーブルを作成して維持することになる。この時点で、エコシステム１０の配備及び割り当てが完了する。したがって、（本願で相互参照する上記の各特許出願で指摘されるように）エコシステム１０を使用すればデータ要素を安全に記憶することができるようになる。
ＩＩＩ．例示的なシナリオ
ここで図６乃至図１４を使用して、本発明に従って要求の処理が行われる２つの例示的なシナリオについて説明する。具体的には、図６乃至図１０は、エコシステム１０が関与する第１の例示的なシナリオに対応する。まず図６を参照すると、第１のステップでは、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ａ〜１４Ｄが解析計算を要求し、使用可能なリソースの計算要求を、それ自体のグリッド要求ブローカを介してエンタープライズ・ゲートウェイ１６Ａ〜１６Ｄに送出する。第２のステップで、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ａ〜１４Ｄは、それぞれのセンサ・ネットワーク１２Ａ〜１２Ｄをポーリングして使用可能なリソースを取得する。図６の第３のステップで、センサ・ネットワーク１２Ａ〜１２ＤのＳＰ／Ｒ１及びＳＰ／Ｒ２は、それぞれのピアをポーリングして使用可能なリソースを解析する。この処理の続きが図７に示されており、次のステップで、センサ・ネットワーク１２Ａ及び１２ＢのＳＰ／Ｒ１及びＳＰ／Ｒ２は、それら自体を含めた全てのセンサ・ピアが使用可能なリソースとなるマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ａ及び１４Ｂと、計算能力やメモリ・リソース等の具体的な詳細事項とを関係付ける。次に、この例示的なシナリオにおいて、センサ・ネットワーク１２ＣのＳＰ／Ｒ１及びＳＰ／Ｒ２は、ＳＰ１及びＳＰ３がアクティブ状態になく、ＳＰ２及びＳＰ４が使用可能なリソースとなるマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ｃと、計算能力やメモリ・リソース等の具体的な詳細事項とを関係付ける。この処理が行われているときに、センサ・ネットワーク１２ＤのＳＰ／Ｒ１及びＳＰ／Ｒ２は、ＳＰ２がアクティブ状態になく、それら自体と、ＳＰ１、ＳＰ３、及びＳＰ４とが使用可能なリソースとなるマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ｄと、計算能力やメモリ・リソース等の具体的な詳細事項とを関係付ける。その後、以下のリソースを示すエンタープライズ・テーブルが作成される。
グリッドＡ：全てアクティブ
グリッドＢ：全てアクティブ
グリッドＣ：ＳＰ１及びＳＰ３が非アクティブ
グリッドＤ：ＳＰ２が非アクティブ
次に図８を参照すると、上記の例示的な処理の続きが示されている。次のステップにおいて、センサ・ネットワーク１２ＡのＳＰ／Ｒ１及びＳＰ／Ｒ２は、ＳＰ１及びＳＰ２の障害を検出し、それらと置き換える追加的な計算リソースの要求を送出する。その結果、センサ・ネットワーク１２Ｂ〜１２Ｄに関するマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ｂ〜１４Ｄは、使用可能なリソースに関してそれぞれのＳＰ／Ｒ１及びＳＰ／Ｒ２をポーリングして追加的な計算機能を実行する。本例では、センサ・ネットワーク１２Ｂ及び１２Ｄのリソースが使用可能であり、センサ・ネットワーク１２Ｃのリソースが使用可能でないものと仮定する。
次に図９を参照すると、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ｂ及び１４Ｄは、それぞれのセンサ・ネットワーク１２Ｂ及び１２Ｄの使用可能性をブロードキャストする。センサ１２ＡのＳＰ／Ｒ１及びＳＰ／Ｒ２は、当該情報を受信し、そのようなリソースの利用を確認し、その旨を内部的にアクティブ状態のピアにブロードキャストする。その後、エンタープライズ・ゲートウェイ１６Ａは、以下の再割り当てに基づく相対的なステータスが反映されるようにエンタープライズ情報テーブルを更新する。
グリッドＡ：ＳＰ２及びＳＰ１が非アクティブ
グリッドＢのＳＰ４を代替的に利用する
グリッドＤのＳＰ１を代替的に利用する
上記テーブルが更新されると、センサ・ネットワーク１２Ａのローカルに所在するアクティブ状態のセンサ・ピアは、従属的な計算要件の有無についてセンサ・ネットワーク１２Ｂ及び１２Ｄ内のセンサ・ピアと通信する。
この例示的なシナリオは図１０で終了する。図１０において、各センサ・ネットワーク１２Ａ〜１２Ｄは、それぞれの解析計算を完了させ、対応する情報をエンタープライズ・ゲートウェイ１６Ａ〜１６Ｄに返送して、最後の計算の相関付け及び統合を完了させる。
図６乃至図１０に示されるシナリオから分かるように、センサ・ネットワーク１２Ａ〜１２Ｄと、エンタープライズ・ゲートウェイ１６Ａ〜１６Ｄとの間の通信は、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ａ〜１４Ｄを介して行われている。更に、図示のとおり、本発明によれば、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ａ〜１４Ｄ間で通信を行うことも可能である。
図１１乃至図１４は本発明に係る第２のシナリオを示しており、ここでは、センサ・ネットワークに対する脅威が検出され、センサ・ネットワーク１２Ａ〜１２Ｄとエンタープライズ・ゲートウェイ１６Ａ〜１６Ｄとの間で通信が直接行われることになる。まず図１１を参照すると、センサ・ネットワーク１２Ａ〜１２Ｄ内の各センサ・ピアは、外来の化学的作用物質（ｆｏｒｅｉｇｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｇｅｎｔ）を検出し、解析要求をそれぞれのマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ａ及び１４Ｂに送信する。マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ａ及び１４Ｂに所在するリソースが当該情報を処理することができず解析することができない場合には、更なる解析を行うために、解析要求がエンタープライズ・ゲートウェイ１６Ａ及び１６Ｂに転送される。本例では、実際にマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４Ａ及び１４Ｂが解析要求を処理することができないものと仮定する。そのような場合には、エンタープライズ・ゲートウェイ１６Ａ及び１６Ｂがセンサ・ネットワーク１２Ａ及び１２Ｂからの元の要求を受信し、収集データの解析に必要とされる解析処理を命じることになる。
次に図１２を参照すると、ここではエンタープライズ・ゲートウェイ１６Ａ及び１６Ｂによって実行された解析処理の結果、センサ・ネットワーク１２Ａ内に危険環境が存在するものと結論付けられた場合には、センサ・ピアに対して、対抗生体材料（ｃｏｕｎｔｅｒ ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌ）を配備して当該危険環境を中和させるよう求める即時要求が送信される。これとは逆に、エンタープライズ・ゲートウェイ１６Ｂによって実行された解析処理の結果、外来の化学的作用物質に関わらずセンサ・ネットワーク１２Ｂ内に安全環境が存在するものと結論付けられた場合には、センサ・ピアに対して、監視を継続して解析用のデータを返送するよう求める要求が送信される。
図１３を見ると、センサ・ネットワーク１２Ａ内のセンサ・ピアが外来の生化学的作用物質（ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｇｅｎｔ）を含有しているが、データを解析処理のためにエンタープライズ・ゲートウェイ１６Ａに送信し続けていることが分かるだろう。これによって、エンタープライズ・ゲートウェイ１６Ａは、取得された実時間データの解析を継続して外来の化学的作用物質が中和されたことを確かめる。この処理が行われているときに、センサ・ネットワーク１２Ｂ内の該当するセンサ・ピアはデータを解析処理のためにエンタープライズ・ゲートウェイ１６Ｂに送信し続けて、取得される実時間データの継続的な解析を要求するものと仮定する。これは、受動的な外来の化学的作用物質がセンサ・ネットワーク１２Ｂにとって脅威とならないことを保証するためである。
最後に、図１４では、収集されたデータに基づくエンタープライズ・ゲートウェイ１６Ａ及び１６Ｂの解析処理の結果、外来の化学的作用物質が中和されたものと結論付けられる。しかしながら、エンタープライズ・ゲートウェイ１６Ａ及び１６Ｂは、環境監視を行うためにデータの要求を継続する。そのような監視の結果、外来の化学的作用物質の脅威がまだ存在すると結論付けられた場合には、次のレベルの中和のための作用物質を配備することが必要となる。更に図１４を参照すると、エンタープライズ・ゲートウェイ１６Ｂの解析処理の結果、センサ・ネットワーク１２Ｂ内に依然として安全環境が存在するものと結論付けられる。それにも関わらず、エンタープライズ・ゲートウェイはセンサ・ピアに対して、監視を継続して解析用のデータをエンタープライズ・ゲートウェイ１６Ｂに返送するよう求める要求を送信する。
ＩＶ．コンピュータ実装形態
ここで図１５を参照すると、エコシステム１０のより詳細なコンピュータ実装形態が示されている。先に指摘したように、本発明は典型的にはネットワーク環境（例えばインターネット、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ））内で実装される。ネットワークを介した通信は、様々なタイプの通信リンクの任意の組合せを介して行うことができる。通信リンクとしては、例えば有線伝送方法又は無線伝送方法あるいはその両方の任意の組合せを利用することが可能なアドレス可能接続を挙げることができる。インターネットを介して通信が行われる場合には、従来のＴＣＰ／ＩＰのソケット・ベース・プロトコルによって接続を実現することができ、インターネット・サービス・プロバイダを利用してインターネット接続を確立することができる。マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４等、エコシステム１０のコンポーネントのうちの１つ又は複数は、顧客に対して基本機能の提供を行うサービス・プロバイダによって配備し、管理し、サービス等を行うことができることを理解していただきたい。
図示のとおり、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４は、処理ユニット１００、メモリ１０２、バス１０４、及び入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１０６を含む。更に、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４は、外部Ｉ／Ｏデバイス／リソース１０８及び記憶システム１１０と通信するように図示されている。一般に、処理ユニット１００は、メモリ１０２又は記憶システム１１０あるいはその両方に記憶されているマイクロ・グリッド・ゲートウェイ・プログラム１１２のようなコンピュータ・プログラム・コードを実行する。処理ユニット１００は、コンピュータ・プログラム・コードを実行しながらメモリ１０２、又は記憶システム１１０、又はＩ／Ｏインターフェース１０６あるいはそれらの全てとの間でデータ読み出しを行い、又はデータ書込みを行い、あるいはその両方を行うことができる。バス１０４は、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４内の各コンポーネント間の通信リンクを提供する。外部デバイス１０８は、ユーザがマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４と相互作用することを可能にする任意のデバイス（例えばキーボード、ポインティング・デバイス、ディスプレイ等）、又はマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４が１つ又は複数の他のコンピューティング・デバイスと通信することを可能にする任意のデバイス（例えばネットワーク・カード、モデム等）、あるいはその両方を含むことができる。
マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４は、ハードウェア又はソフトウェアあるいはその両方の多様な組合せを含み得る、諸種の可能なコンピュータ・システムの単なる例示に過ぎない。この点で、他の実施形態において、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４は、特定の機能を実行するハードウェア又はコンピュータ・プログラム・コードあるいはその両方を含む任意の専用コンピューティング製品、及び、専用ハードウェア／ソフトウェアと汎用ハードウェア／ソフトウェアとの組合せを含む任意のコンピューティング製品等を備えることができる。いずれにせよ、上記のプログラム・コード及びハードウェアは、それぞれ標準的なプログラミング及び工学技法を使用して作成することができる。更に、処理ユニット１００は、単一の処理ユニットを備えることができ、あるいは１つ又は複数のロケーション、例えばクライアント及びサーバ上の１つ又は複数の処理ユニットに分散させることもできる。同様に、メモリ１０２又は記憶システム１１０あるいはその両方は、１つ又は複数の物理的ロケーションに所在する様々なタイプのデータ・ストレージ又は伝送媒体あるいはその両方の任意の組合せを備えることができる。更に、Ｉ／Ｏインターフェース１０６は、１つ又は複数の外部デバイス１０８と情報を交換する任意のシステムを備えることができる。また、図１５に示されていない１つ又は複数の追加的なコンポーネント（例えばシステム・ソフトウェア、数値計算コプロセッシング・ユニット等）をマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４に含めることができることを理解していただきたい。ただし、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４がハンドヘルド・デバイス等を含む場合には、図示のとおり、１つ又は複数の外部デバイス１０８（例えばディスプレイ）又は記憶システム（単数又は複数）１１０あるいはその両方をマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４の外部ではなくマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４の内部に収容することもできることを理解していただきたい。センサ・ネットワーク１２及びエンタープライズ・ゲートウェイ１６は、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４の場合と同様に、コンピュータ化されたコンポーネントを含む可能性が高いことも理解していただきたい。
記憶システム１１０は、本発明に従って情報テーブルや各種要求等の情報を記憶することが可能なものであれば、どのようなタイプのシステム（例えばデータベース）であってもよい。この点で、記憶システム１１０は、磁気ディスク・ドライブや光ディスク・ドライブ等、１つ又は複数の記憶デバイスを含むことができる。別の実施形態において、記憶システム１１０は、例えばローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、ストレージ・エリア・ネットワーク（ＳＡＮ）（図示せず）等を介して分散されるデータを含む。図示されてはいないが、キャッシュ・メモリ、通信システム、システム・ソフトウェア等の追加的なコンポーネントをマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４に組み込むこともできる。
マイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４のメモリ１０２内には、本発明の諸機能を実現するソフトウェア・プログラムに相当し、センサ・ネットワーク１２、又はエンタープライズ・ゲートウェイ１６、又は他のマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４あるいはそれらの全てから要求を受信するマイクロ・グリッド要求ブローカ２２を含む、マイクロ・グリッド・ゲートウェイ・プログラム１１２と、それらの要求のキューイングを行う要求キュー・ブローカ２４と、センサ・ネットワーク１２とエンタープライズ・ゲートウェイ１６との間の通信要求をスケジューリングするスケジューラ２６と、センサ・ネットワーク１２を監視し、当該監視に基づいてリソースを割り当てる（マイクロ・グリッド）リソース・マネージャ２８と、が示されている。リソース・マネージャ２８は、センサ・ネットワーク１２を監視する際にセンサ・ネットワーク１２のリソース状態と、属性ライフサイクルと、イベントと、を監視するように動作することができる。リソース・マネージャ２８は、イベント通知を提供し、センサ・ネットワーク１２の属性を照会し、センサ・ネットワーク１２のリソースを発見するように動作することもできる。
本発明は、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のリソース配備及び割り当てを行い、当該エコシステム内の諸種の脅威に対処する方法、システム、及びプログラムとして図示され本明細書に記載されているが、他の様々な代替実施形態を提供することが理解されるだろう。例えば、一実施形態において、本発明は、コンピュータ・インフラストラクチャが本発明の諸機能を実行することが可能となるコンピュータ・プログラム・コードを含むコンピュータに読み込み可能な媒体／コンピュータ使用可能な媒体を提供する。この点で、当該コンピュータに読み込み可能な媒体／コンピュータ使用可能な媒体は、本発明の様々な処理ステップのそれぞれを実施するプログラム・コードを含む。コンピュータに読み込み可能な媒体又はコンピュータ使用可能な媒体という用語は、１つ又は複数の任意のタイプのプログラム・コードの物理的な実施形態を含むことができることが理解されるだろう。特に、コンピュータに読み込み可能な媒体／コンピュータ使用可能な媒体としては、１つ又は複数の携帯型ストレージ製品（例えばコンパクト・ディスク、磁気ディスク、テープ等）上で実施され、メモリ１０２（図１５）又は記憶システム１１０（図１５）（例えば固定ディスク、読取り専用メモリ、ランダム・アクセス・メモリ、キャッシュ・メモリ等）あるいはその両方等、コンピューティング・デバイスの１つ又は複数のデータ記憶部分上で実施されるプログラム・コード、又は（例えばプログラム・コードの有線／無線による電子配信中に）ネットワークを介して移動するデータ信号（例えば伝搬信号）、あるいはその両方を挙げることができる。
別の実施形態において、本発明は、本発明の各処理ステップを購読料又は広告料あるいはその両方に基づいて実施するビジネス方法を提供する。即ち、ソリューション・インテグレータのようなサービス・プロバイダは、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムの配備及び割り当てを行い、当該エコシステム内の諸種の脅威に対処する解決策を提供することができるようになる。この場合、サービス・プロバイダは、１つ又は複数の顧客を対象に発明の各処理ステップを実行するコンピュータ・インフラストラクチャの作成、維持、サポート等を行うことができる。その見返りとして、サービス・プロバイダは、購読契約又は料金契約あるいはその両方に基づいて顧客（単数又は複数）から支払いを受けることができ、又は１人又は複数の第３者に対するコンテンツ広告の売上から利益を得ることができ、あるいはその両方を享受することができる。
他の実施形態では、本発明は、オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムの配備及び割り当てを行い、当該エコシステム内の諸種の脅威に対処するコンピュータ実装方法を提供する。この場合では、コンピュータ・インフラストラクチャを提供することができ、本発明の各処理ステップを実行する１つ又は複数のシステムを取得（例えば作成、購入、使用、修正等）して当該コンピュータ・インフラストラクチャに配備することができる。この点で、システムの配備は、（１）コンピュータに読み込み可能な媒体からプログラム・コードをマイクロ・グリッド・ゲートウェイ１４（図１５）のようなコンピューティング・デバイスにインストールすること、（２）１つ又は複数のコンピューティング・デバイスを上記のコンピュータ・インフラストラクチャに追加すること、及び（３）上記コンピュータ・インフラストラクチャ内の１つ又は複数の既存システムの組み込み又は修正あるいはその両方を行って、上記コンピュータ・インフラストラクチャが本発明の各処理ステップを実行できるようにすることのうちの１つ又は複数を含むことができる。
本明細書で使用する「プログラム・コード」及び「コンピュータ・プログラム・コード」という用語は、情報処理能力を有するコンピューティング・デバイスに特定の機能を直接実行させ、あるいは次のうちのいずれか一方又は両方が行われた後に、即ち（ａ）別の言語、コード、又は表記法への変換、又は（ｂ）異なる素材の形での再現、あるいはその両方が行われた後に特定の機能を実行させるように意図された、任意の言語、コード、又は表記法による１組の命令に関する任意の表現を意味するものである。この点で、プログラム・コードは、特定のコンピューティング・デバイス又はＩ／Ｏデバイスあるいはその両方に関するアプリケーション／ソフトウェア・プログラム、コンポーネント・ソフトウェア／関数ライブラリ、オペレーティング・システム、基本入出力システム／ドライバ等のうちの１つ又は複数として実施することができる。
本発明の様々な態様に関する上記の記載は、例示及び説明の目的で提示されている。上記の記載は網羅的なものではなく、また、本発明を本明細書に開示される厳密な形態に限定することは本出願人の意図するところではなく、他の多くの修正形態及び変形形態が可能であることが理解されるだろう。当業者に理解され得るような修正形態及び変形形態は、添付の特許請求範囲で定義される本発明の範囲に含まれることが本出願人の意図するところである。
本発明に係るオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムを示す図である。 図１のオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムのいくつかの基本機能を示す図である。 図１のオートノミック・センサ・ネットワークの詳細なレイヤ図である。 マルチ・ネットワーク環境に配備された図１のオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムを示す図である。 図１のオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムの（資源の）配備及び割り当てと、その結果得られたデータ・テーブルとを示す図である。 例示的なオートノミック・グリッド・コンピューティング・シナリオを示す第１の図である。 図６の例示的なグリッド・コンピューティング・シナリオを示す第２の図である。 図６の例示的なグリッド・コンピューティング・シナリオを示す第３の図である。 図６の例示的なグリッド・コンピューティング・シナリオを示す第４の図である。 図６の例示的なグリッド・コンピューティング・シナリオを示す第５の図である。 本発明に係る例示的な脅威対処シナリオを示す第１の図である。 図１１の例示的な脅威対処シナリオを示す第２の図である。 図１１の例示的な脅威対処シナリオを示す第３の図である。 図１１の例示的な脅威対処シナリオを示す第４の図である。 本発明に係るマイクロ・グリッド・ゲートウェイのより具体的なコンピュータ実装形態を示す図である。

Claims (16)

  1. オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステムであって、
    それぞれ１組のセンサ・ピア及び少なくとも１つのスーパー・ピアを含む１組のセンサ・ネットワークと、
    前記１組のセンサ・ネットワークと通信する１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイと、
    前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイと通信する１組のエンタープライズ・ゲートウェイと、を備え、前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイは、前記１組のセンサ・ネットワーク及び前記１組のエンタープライズ・ゲートウェイからの要求の受信及び経路指定を行うように適合されている、
    オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム。
  2. 前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイはそれぞれ、
    前記要求を受信する要求ブローカと、
    前記要求のキューイングを行う要求キュー・マネージャと、
    前記要求をスケジューリングするスケジューラと、
    前記１組のセンサ・ネットワークを監視するリソース・マネージャと、
    を備える、請求項１に記載のオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム。
  3. 前記リソース・マネージャは、前記１組のセンサ・ネットワークのリソース状態と、属性ライフサイクルと、イベントと、を監視する、請求項２に記載のオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム。
  4. 前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイは、前記１組のセンサ・ネットワークから要求を受信し、前記要求を前記１組のエンタープライズ・ゲートウェイに転送する、請求項１に記載のオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム。
  5. 前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイは、前記１組のエンタープライズ・ゲートウェイから要求を受信し、前記要求を前記１組のセンサ・ネットワークに転送する、請求項１に記載のオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム。
  6. 前記１組のエンタープライズ・ゲートウェイは、前記１組のセンサ・ネットワークと直接通信する、請求項１に記載のオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム。
  7. 前記１組のエンタープライズ・ゲートウェイはそれぞれ、前記１組のセンサ・ネットワークに対してとるべきアクションを判定するコンポーネント・クラスタを備える、請求項１に記載のオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム。
  8. 前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイは、使用可能なリソースの有無について前記１組のセンサ・ネットワークをポーリングする、請求項１に記載のオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム。
  9. 前記１組のセンサ・ネットワークは、複数のセンサ・ピアを備え、前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイは、複数のマイクロ・グリッド・ゲートウェイを備え、前記１組のエンタープライズ・ゲートウェイは、複数のエンタープライズ・ゲートウェイを備える、請求項１に記載のオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム。
  10. 前記１組のセンサ・ピアと少なくとも１つのスーパー・ピアとが互いにブロードキャストを行い、前記少なくとも１つのスーパー・ピアは、前記ブロードキャストに基づいてピア情報テーブルを作成する、請求項１に記載のオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム。
  11. 前記１組のマイクロ・グリッド・ゲートウェイは、互いにブロードキャストを行い、前記ブロードキャストに基づいてゲートウェイ情報テーブルを作成する、請求項１に記載のオートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム。
  12. オートノミック・センサ・ネットワーク・エコシステム内のリソースを割り当てる方法であって、
    １組のセンサ・ピア及び少なくとも１つのスーパー・ピアを含む第１のセンサ・ネットワークから第１のマイクロ・グリッド・ゲートウェイ上のリソース要求を受信するステップと、
    第２のセンサ・ネットワーク内の使用可能なリソースを判定するために前記要求に基づいて前記第２のセンサ・ネットワークをポーリングするステップと、
    前記ポーリングに対する応答に基づいて前記第２のセンサ・ネットワークから前記第１のセンサ・ネットワークにリソースを割り当てるステップと、
    を含む方法。
  13. 前記ポーリングするステップに先立って前記要求を前記第１のマイクロ・グリッド・ゲートウェイからエンタープライズ・ゲートウェイに通信するステップを更に含み、前記ポーリングは、前記エンタープライズ・ゲートウェイから行われ、前記応答は、前記エンタープライズ・ゲートウェイ上で受信され、前記第１のマイクロ・グリッド・ゲートウェイに通信される、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記ポーリングするステップに先立って前記要求を前記第１のマイクロ・グリッド・ゲートウェイから第２のマイクロ・グリッド・ゲートウェイに通信するステップを更に含み、前記ポーリングは、前記第２のマイクロ・グリッド・ゲートウェイから行われ、前記応答は、前記第２のマイクロ・グリッド・ゲートウェイ上で受信され、前記第１のマイクロ・グリッド・ゲートウェイに通信される、請求項１２に記載の方法。
  15. 前記割り当てに基づいてセンサ・ネットワーク・ステータスを含むエンタープライズ・テーブルを更新するステップを更に含む請求項１２に記載の方法。
  16. デジタル・コンピュータの内部メモリにロード可能なコンピュータ・プログラムであって、それ自体がコンピュータ上で実行されたときに請求項１２乃至１５に記載の発明を実行するように処理されるソフトウェア・コード部分を含むコンピュータ・プログラム。
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