JP7494256B2 - 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 (17)
- 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、前記ネットワークは複数のリンクにより接続された複数のノードを含み、前記方法は、
a)前記ネットワーク内の第2ノードにより、前記ネットワーク内の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別のノードにより前記第2ノードへ定期的に送信されるメッセージの中断である、ステップと、
b)前記ネットワーク内の第1ノードにより、前記第2ノードにより提供される前記ネットワークのトポロジの変化を組み込んだ受信トポロジデータセットを受信するステップであって、前記受信トポロジデータセットは時間指示に関連付けられ、前記第1ノードは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、
c)前記受信トポロジデータセットに関連付けられた時間指示が前記第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受信トポロジデータセットにより更新される、ステップと、
を含む方法。 - 前記第1ノードの前記トポロジデータセットは、1つ以上の条件が満たされる場合にのみ更新され、条件は、新しいリンクが前記第1ノードの所与の隣接指標又は所与の近隣指標の範囲内である場合に、前記第1ノードの前記トポロジデータセットが前記新しいリンクを追加するためだけに更新されることである、請求項1に記載の方法。
- 前記方法は、更に、前記第1ノードが前記ネットワークへ、前記第1ノードの更新されたトポロジデータセットを送信することを提供する、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記方法は、更に、ステップc)の後に、前記受信トポロジデータセットが前記第1ノードの前記トポロジデータセットに対する更新を生じるとき、前記第1ノードが前記ネットワークへ、前記第1ノードの前記更新されたトポロジデータセットを送信することを提供する、請求項1~3のいずれかに記載の方法。
- 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部にあり、前記第1ノードの所与の近隣指標の範囲内にある、請求項1~4のいずれかに記載の方法。
- 前記第1ノードは、隣接ノード及び近隣ノードにのみ前記第1ノードの前記更新されたトポロジデータセットを送信する、請求項5に記載の方法。
- 前記受信トポロジデータセットに関連付けられた前記時間指示は、前記第2ノードにより生成される、請求項1~6のいずれかに記載の方法。
- 前記受信トポロジデータセットに関連付けられた前記時間指示は、前記第2ノードの時間ベクトルクロックにより提供される、請求項1~7のいずれかに記載の方法。
- 前記受信トポロジデータセットに関連付けられた時間指示は、前記第2ノードによる、前記ネットワーク内の前記変化の検出の時間の指示であるか、又は、
前記受信トポロジデータセットに関連付けられた時間指示は、前記第2ノードによる前記第1ノードへの前記受信トポロジデータセットの送信の時間の指示である、請求項1~8のいずれかに記載の方法。 - 前記第1ノードの前記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の中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化すること;
b)前記第1ノードの前記トポロジデータセットの中にリストされていないノード間の1つ以上のリンクを追加すること、
c)前記第1ノードの前記トポロジデータセットの中にリストされているノード間の1つ以上のリンクを除去すること、
のうちの1つ以上により更新される、請求項1~9のいずれかに記載の方法。 - 前記イベントの前記検出は、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ノードが前記トポロジデータセットの前記変化を前記ネットワーク内の少なくとも前記第1ノードに送信することをもたらす、請求項1~10のいずれかに記載の方法。
- 前記方法は、
複数のトポロジデータセットを、それら各々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中の最新のものかを確立する、ステップを更に含む請求項1~11のいずれかに記載の方法。 - 前記複数のトポロジデータセットの中の最新のものは、前記第1ノードの前記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12に記載の方法。
- 前記方法は、最新の時間指示に関連付けられないトポロジデータセットが使用されない又は破棄されることを更にもたらす、請求項12又は請求項13に記載の方法。
- 前記第1ノードの前記更新されたトポロジデータセットは、前記第1ノードの前のトポロジデータセットを置き換える、請求項1~14のいずれかに記載の方法。
- 請求項1~15のいずれか一項に記載の方法を実行するよう構成される、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うちのノードの中のハードウェア構成であって、前記ハードウェア構成は、
a)前記ネットワークのトポロジの変化を検出する検出器であって、前記検出器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により定期的に送信されるメッセージの中断である、検出器と、
b)前記ネットワーク内で通信された更新トポロジデータセットをソートする更新ソータであって、各トポロジデータセットは各々の時間指示に関連付けられる、更新ソータと、
c)トポロジデータセットの処理のためのトポロジデータセットプロセッサであって、前記トポロジデータセットプロセッサは、別のノードの受信したトポロジデータセットからのデータに従い前記ノードの前記トポロジデータセットを更新するよう構成される、トポロジデータセットプロセッサと、
d)前記ネットワークの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機と、
を含むハードウェア構成。
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