JP7127035B2 - ネットワークのトポロジのネットワークの認識を更新するコンピュータにより実装されるシステム及び方法 - Google Patents
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Description
(a)ネットワークのトポロジの変化を組み込んだトポロジデータセットが、前記ネットワーク内の第1ノードにより受信されるステップであって、前記トポロジデータセットは時間指示に関連付けられる、ステップと、
(b)前記第1ノードが、時間指示に関連付けられたトポロジデータセットを有するステップと、
を含み、前記第1ノードにより受信された前記トポロジデータセットの前記時間指示が前記第1ノードのトポロジデータセットの時間指示より新しい場合、前記第1ノードのトポロジデータセットは前記第1ノードにより受信された前記トポロジデータセットにより更新される、方法が提供される。
(a)前記第1ノードのトポロジデータセット内にリストされたノード間の1つ以上のリンクの動作状態を変更する、
(b)前記第1ノードのトポロジデータセット内にリストされないノード間の1つ以上のリンクを追加する、
(c)前記第1ノードのトポロジデータセット内にリストされたノード間の1つ以上のリンクを削除する、
のうちの1つ以上により更新される、ことを更に提供し得る。
・ノードiにおける初期ローカルイベントのタイムスタンプは、1であるi番目のエントリを除き、全て0である。
・Tij=xの場合、ノードiは、ノードjにおけるローカル時間がxまで進んでいることを知る。
・ベクトルTiは、論理グローバル時間のノードiのビューを構成する。
・ノードiはそれをイベントにタイムスタンプを付すために使用する。
・メッセージのタイムスタンプは、現在のスタンプ及び入ってくるベクトルタイムスタンプのうちの要素全体の最大である。
・メッセージを送信する前に、ノードiは自身のローカル論理時間Tij←Tij+1を更新する。
・ノードj∈adj(i)からのメッセージ(m,Tj)を受信すると、ノードiは、以下によりノードiの論理グローバル時間を更新する動作を実行する:∀k∈adj(i)、Tik←max(Tik,Tjk)。
・リンクは、短時間の間に、幾つかのトポロジ変化を経験することがある。他のネットワークノードは、どの変化が最近のものであったかを最終的に決定しなければならない。ノードは、リンクの状態に関する古い情報と新しい情報との間を区別可能でなければならない。
・トポロジアルゴリズムの実行中に、追加のトポロジ変化が生じることがある。トポロジアルゴリズムは、実行中に新しい情報を組み込む、又は新しいアルゴリズムバージョンを開始する、ことが可能でなければならない。異なるバージョンが使用される場合、各ノードは、どれが最新バージョンかを決定可能でなければならない。
・単一リンクの修復は、切断されたネットワークの2つの部分を再接続させることが可能である。各部分は、もう一方に関する古いトポロジ情報を有することがある。アルゴリズムは、2つの部分が最終的に合意し、正しいネットワークトポロジを採用することを保証しなければならない。
トポロジの変化を検出するステップと、
これらの変化を発生により順序付けるステップと、
該変化を反映する新しいトポロジを構成するステップと、を含む。
定義3(「近隣ノード(Neighbour Nodes)」の定義)。集合Vの中のノードi、i∈V、の近隣ノードN(i)は、所定距離又は水平半径H≧radjの範囲内にある、集合Vの中のノードj、j∈V、である。ここで、N(i)={j∈V:d(i,j)=H,adj(i)⊆N(i)}
図1で、隣接半径radj=1を選択した場合、ノード(ピア)1の隣接ノードは、赤で表される、つまりノード2、3、4、7、8である。水平半径H=2を選択した場合、近隣ノードは、青で表される、つまりノード5及び6である。
明らかに、トポロジ変化を説明可能であるために、このような変化を検出可能である必要がある。
1.ノードが、隣接リンクが故障したことを検出すると、障害状態がノードの主トポロジテーブルに入力される。
この更新されたトポロジテーブルは、ノード集合Vの中の他のノードと共有されることが望ましい。これが生じると、ノードは、自身のトポロジテーブルを、隣接ノードから受信したトポロジテーブルに従い更新する。したがって、第2トポロジ更新ルールが形成され、つまり以下の通りである:
2.ノードは、主トポロジテーブル全体を近隣から受信すると、自身の主トポロジテーブルを、主トポロジ更新アルゴリズム(後述する)を用いて更新する。
上述のように、更新されたトポロジテーブルメッセージは、検出されたトポロジ変化に応答して送信されるだけである。ネットワーク内で送信される全てのメッセージは遅延の影響を受けるので、ノードは、ある時点で自身が正しいトポロジを知っていることを確信できない。更新されたトポロジテーブルメッセージのうちの1つ以上は、その受信時間に関係なく、別の更新されたトポロジメッセージの中に記された状態と比べて古く又は期限切れであることがある。因果序数ブロードキャスト(Raynal,M.、Singhal,M.、「Capturing Causality in Distributed Systems、1996、IEEEに詳述される)は、2つのメッセージが因果関係があり、同じ宛先を有する場合、それらがそれらの送信順でアプリケーションへ配信されることを保証する。
1.メッセージを送信する前に、ノードiは自身のローカル論理時間を更新するTij←Tij+1。
2.メッセージ(m,Tj)をノードj∈adj(i)から受信すると、ノードiは、以下の一連の動作を実行する:
a.自身の論理グローバル時間を以下のように更新する:
∀k∈adj(i)、Tik←max(Tik,Tjk)
図3は、任意の障害又は損失メッセージを有しないブロードキャストアルゴリズムの実行を示す。私達は、ブロードキャストアルゴリズム(決定性又は確率的)を指定せず、私達は近隣ノードの定義を与えない。私達は、ノード1、2、3が全て隣接ノードであると仮定する。つまり、(2,3)∈adj(1)、(1,3)∈adj(2)、(1,2)∈adj(3)。ノード1は、第1メッセージ(m1,T1)を生成し、それをランダムに又は選択されたブロードキャストアルゴリズムに従い確定的に、ノード2及び3へ送信する。ノード3は、ノード1からのメッセージ(m1,T1)にトリガされ、新しい第2メッセージ(m2,T3)を生成し、それをノード1及び2へ送信する。ノード1は、ノード3からのメッセージ(m2,T3)にトリガされ、新しい第3メッセージ(m3,T1)を生成し、それをノード2及び3へ送信する。
変化を検出し、ノードにおいて該変化の正しい順序を保証すると、ノードが新しいトポログラフィを確立する方法が以下に議論される。
1.ノードの主トポロジテーブル内のリンク状態エントリが変化すると、新しいトポロジテーブルを含むメッセージが近隣ノードへ送信される。
2.ノードにおけるリンクプロトコルが、隣接リンクが動作中になったことを検出すると、ノードは、自身の主トポロジテーブル全体を該リンクを介して送信する。
ノード1及び2、つまりi∈(1,2)は、T3[t3]>Ti[t3]かどうかをチェックする。第1メッセージのときこれに該当するので、ノード1及び2、つまりノードiは、それらの論理クロックTi及びそれらのビューViを更新する。実際には、これは、リンクl23がノード1に予め知られていなかったので、V1へのl23の追加を意味する。一方で、リンクl45もノード1に知られていなかったが、該リンクは許容近隣ノード限界の外側であるので:l13+l34+l45>H、V1はリンクl45を含むよう更新されない。結果として生じる、ノード1及び2のT及びVへの更新は:
リンク(エッジ)l34は、今、死んでいる。ノード3は、ノード4からのテストメッセージの欠如により、この変化を検出する。結果として、ノード3は、l34の該動作状態を含むよう、ビューを更新する。更新されたビューは:
ノード1は、上述のチェックを実行し、自身の論理クロックT1及び自身のビューV1を更新する。これは、以下を与える:
メッセージm4を受信すると、ノード2は上述のチェックを実行し、次に、ノード2は相応してT2及びV2を更新する:
Claims (15)
- ネットワークトポロジのネットワークの認識を更新する、コンピュータにより実施される方法であって、当該方法は、
(a)前記ネットワーク内の第2ノードによりイベントを検出するステップであって、前記イベントは、前記ネットワーク内のノードから前記第2ノードへ周期的に送信されるメッセージの停止を含む、ステップと、
(b)前記第2ノードにより、前記検出されたイベントに起因して、ローカル論理クロックを使用することにより時間指示を生成するステップであって、前記時間指示は時間ベクトルクロックを含む、ステップと、
(c)前記第2ノードにより、前記検出されたイベントに起因して、前記ネットワークの前記トポロジの変化を組み込んだトポロジデータセットを提供するステップであって、前記トポロジデータセットは前記時間指示に関連付けられる、ステップと、
(d)前記ネットワーク内の第1ノードにより、前記ネットワークの前記トポロジの変化を組み込んだ前記トポロジデータセットを受信するステップと、
(e)前記第1ノードが、ローカル時間指示に関連付けられたトポロジデータセットを有するステップと、
を含み、前記第1ノードにより受信された前記トポロジデータセットに関連付けられた前記時間指示が前記第1ノードの前記トポロジデータセットに関連付けられた前記ローカル時間指示より新しい場合、前記第1ノードの前記トポロジデータセットは前記第1ノードにより受信された前記トポロジデータセットにより更新される、コンピュータにより実施される方法。 - 前記方法は、前記第1ノードが、前記ネットワークへ、更新した第1ノードトポロジデータセットを送信するステップ、を更に提供する請求項1に記載のコンピュータにより実施される方法。
- 前記方法は、ステップ(d)の後に、第2ノードトポロジデータセットが前記第1ノードトポロジデータセットへの更新をもたらすとき、前記第1ノードが、前記ネットワークへ、前記更新した第1ノードのトポロジデータセットを送信するステップ、を更に提供する請求項1又は2に記載のコンピュータにより実施される方法。
- 前記第1ノードは隣接ノードを有し、前記隣接ノードは、前記第1ノードの所与の隣接指標の範囲内にあるノードであり、前記第1ノードは近隣ノードを有し、前記近隣ノードは、前記第1ノードの前記所与の隣接指標の外側且つ前記第1ノードの所与の近隣指標の範囲内にあるノードである、請求項2又は3に記載のコンピュータにより実施される方法。
- 前記第1ノードは、前記更新された第1ノードトポロジデータセットを、隣接ノード及び近隣ノードのみへ送信する、請求項4に記載のコンピュータにより実施される方法。
- 前記第1ノードのトポロジデータセットは、以下:
(a)前記第1ノードのトポロジデータセット内にリストされたノード間の1つ以上のリンクの動作状態を変更する、
(b)前記第1ノードのトポロジデータセット内にリストされないノード間の1つ以上のリンクを追加する、
(c)前記第1ノードのトポロジデータセット内にリストされたノード間の1つ以上のリンクを削除する、
のうちの1つ以上により更新される、請求項1乃至7のいずれかに記載のコンピュータにより実施される方法。 - 前記第1ノードのトポロジデータが更新される条件は、前記ネットワーク内のノードから受信した前記トポロジデータセットが、前記第1ノードのトポロジデータセットに含まれない1つ以上のリンクを含むことであり、並びに更なる条件は、前記第1ノードのトポロジデータセットが、前記第1ノードの所与の指標の範囲内にある前記ネットワーク内の該ノードから受信した前記トポロジデータセット内のリンクに関してのみ更新されることである、請求項1乃至6のいずれかに記載のコンピュータにより実施される方法。
- 前記イベントの検出は、前記第2ノードの前記トポロジデータセットの変化を生じ、前記第2ノードの前記トポロジデータセットの前記変化は、前記第2ノードが前記ネットワーク内の少なくとも前記第1ノードへ前記トポロジデータセットの前記変化を送信することを提供する、請求項1乃至7のいずれかに記載のコンピュータにより実施される方法。
- 前記方法は、複数のトポロジデータセットをそれらそれぞれの時間指示に従い順序付けるステップであって、前記順序付けるステップは、前記複数のトポロジデータセットのうちのどれが前記複数のトポロジデータセットのうちで最近のものであるかを確立する、ステップ、を更に含む請求項1乃至8のいずれかに記載のコンピュータにより実施される方法。
- 前記複数のトポロジデータセットのうちの最近のものは、前記第1ノードのトポロジデータセットを更新するために使用される、請求項9に記載のコンピュータにより実施される方法。
- 前記方法は、最近の時間指示に関連付けられていない前記トポロジデータセットが使用されない又は廃棄されることを更に提供する、請求項9又は10に記載のコンピュータにより実施される方法。
- 前記更新された第1ノードのトポロジデータセットが、前の第1ノードのトポロジデータセットを置換する、請求項1乃至11のいずれかに記載のコンピュータにより実施される方法。
- 請求項1乃至12のいずれかの方法を実施するよう構成されたコンピュータにより実装されるシステム。
- 前記システムは、
(a)前記ネットワークの前記トポロジの変化の検出のための検出部であって、前記検出部は、1つ以上のノード及び/又は1つ以上のリンクに影響を与える変化を検出するよう構成される、検出部と、
(b)前記ネットワーク内で通信された更新されたトポロジデータセットを該トポロジデータセットの時間指示に従いソートする更新ソート部と、
(c)トポロジデータセットが前記ネットワーク内の他のノードからのトポロジデータセットにより更新されるように、トポロジデータセットを処理するトポロジデータセット処理部と、
(d)前記ネットワークの前記トポロジの変化の認識が前記ネットワーク内で共有されるようにする、更新されたトポロジデータセットのためのトポロジ更新通信部と、
を含む請求項13に記載のコンピュータにより実装されるシステム。 - ノードのネットワークのノード内のハードウェア構成であって、前記ノードのネットワークのトポロジの変化に関して前記ネットワークを更新し、前記ハードウェア構成は、
(a)前記ネットワークの前記トポロジの変化の検出のための検出部であって、前記検出部はイベントを検出するよう構成され、前記イベントは、前記ネットワーク内の別のノードから前記ノードへ周期的に送信されるメッセージの停止を含む、検出部と、
(b)前記ネットワーク内で通信された更新されたトポロジデータセットを該トポロジデータセットの時間指示に従いソートする更新ソート部と、
(c)トポロジデータセットが前記ネットワーク内の他のノードからのトポロジデータセットにより更新されるように、トポロジデータセットを処理するトポロジデータセット処理部と、
(d)前記ネットワークの前記トポロジの変化の認識が前記ネットワーク内で共有されるようにする、更新されたトポロジデータセットのためのトポロジ更新通信部と、
を含み、
前記ハードウェア構成は、前記検出されたイベントに起因して、ローカル論理クロックを使用することにより時間指示を生成し、前記時間指示が時間ベクトルクロックを含み、前記検出したイベントに起因して、前記ネットワークの前記トポロジの変化を組み込んだトポロジデータセットを提供し、前記トポロジデータセットが前記時間指示に関連付けられる、よう構成される、ハードウェア構成。
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