KR20070064326A - 네트워크의 노드 사이의 데이터 복사 방법 및 시스템 - Google Patents

네트워크의 노드 사이의 데이터 복사 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20070064326A
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Abstract

본 발명 하에, 복수의 피어 투 피어(peer to peer) 노드를 포함하는 네트워크가 제공된다. 네트워크의 각각의 노드는 무엇보다도 환경 요인을 검출하기 위한 센서를 포함한다. 잠재적 고장이 노드 내에서 검출되는 경우, 노드는 자신의 이웃 노드가 잠재적 고장 노드 내에 현재 저장된 임의의 데이터 컴포넌트(들)을 저장할 능력을 갖는지 여부를 판정하기 위해, 자신의 이웃 노드에 문의할 것이다. 문의에 기초하여, 잠재적 고장 노드의 데이터 컴포넌트(들)는 하나 이상의 이웃 노드에 복사된다. 이후, 복사 세부 사항이 네트워크의 다른 노드에 브로드캐스트될 수 있고, 무선 센서 네트워크를 통해 저장된 데이터 컴포넌트의 위치를 식별하는 임의의 라우팅 테이블이 업데이트될 수 있다.

Description

네트워크의 노드 사이의 데이터 복사 방법 및 시스템 {METHOD AND SYSTEMS FOR COPYING DATA COMPONENTS BETWEEN NODES OF A NETWORK}
본 발명은 일반적으로 무선 센서 네트워크의 노드 사이의 데이터 복사 방법 및 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 잠재적 고장이 검출되는 경우 노드 사이의 데이터 컴포넌트 복사에 관한 것이다.
전형적인 컴퓨터 기반 저장 시스템에 있어서, 데이터는 통상적으로 보호 계층, 백업(backup) 시스템, 및 암호화 알고리즘을 갖춘 정교한 시스템에 저장된다. 그러나, 오늘날 화재, 생물 화학적 사고 또는 공격 등과 같이 수많은 환경에 기반한 공중 안전성 위험들이 존재한다. 이러한 위험에 대해 정확한 실시간 정보를 얻는 것이 위험을 견제하고 피해를 최소화하는 데에 결정적일 수 있다. 기존의 저장 시스템에서는, 기술적 고장, 바이러스, 또는 예기치 않은 재해의 결과로서 여전히 데이터가 손실될 수 있다. 현재 초점은 데이터 및 그것의 백업을 포함한 정적 구조를 구축하는 데 있다. 그러나, 이것은 글로벌 분산 네트워크 환경에서는 도움이 되지 않는다. 게다가, 종래의 재해 복구 시스템은 외부 공격(예컨대, 해커) 및 자연 재해로부터 데이터를 보호하지 못한다.
상기 통합된 특허 출원은 복수의 노드/노드가 상호접속된[예컨대, 피어 투 피어(peer to peer) 기반] 무선 센서 네트워크를 제공함으로써, 데이터 손실을 피하기 위한 단계를 행한다. 무선 센서 네트워크 내에 데이터 세트를 저장하기 위해, 데이터 세트는 데이터 컴포넌트로 분산되어, 네트워크의 노드 중에 저장된다. 데이터 컴포넌트의 저장은 통상적으로 라우팅 테이블 등에 따라 네트워크를 통한 라우팅 경로를 따름으로써 행해진다. 경로를 따라가면, 데이터 컴포넌트는 노드 중에 저장된다. 또한, 네트워크의 각각의 노드에는 데이터 컴포넌트를 전송 또는 저장할 노드의 능력에 악영향을 미칠 수 있는 환경 요인을 감지하기 위한 센서가 제공된다. 센서 기반 검출 시스템의 다른 예가 미국 특허 제6,169,476 B1호, 및 미국 특허 제6,293,861 B1호에 설명되고, 둘 다 참조용으로써 포함된다.
그러나, 기존의 시스템은 데이터 컴포넌트가 노드에 저장된 후 노드의 잠재적 고장을 다루는 방법을 제공하지 못한다. 구체적으로, 기존의 시스템은 네트워크에서 잠재적 고장 노드로부터 다른 노드로의 데이터 컴포넌트를 복제/복사하는 방법을 제공하지 못한다. 전술한 바로 미루어 보아, 무선 센서 네트워크에서 노드 중의 데이터 컴포넌트를 복사하기 위한 방법 및 시스템에 대한 필요성이 존재한다. 구체적으로, 잠재적 고장 노드로부터 데이터 컴포넌트를 수용할 수 있는 이웃 노드에 데이터 컴포넌트를 효과적으로 복사할 수 있는 시스템에 대한 필요성이 존재한다.
일반적으로, 본 발명은 무선 센서 네트워크의 노드 사이의 데이터를 복사하는 방법 및 시스템을 제공한다. 구체적으로, 본 발명 하에, 복수의 피어 투 피어 노드를 포함한 무선 센서 네트워크가 제공된다. 네트워크의 각각의 노드는 무엇보다도 환경 요인을 검출하기 위한 센서를 포함한다. 노드 내에서 잠재적 고장이 검출되는 경우, 노드는 자신의 이웃 노드가 잠재적 고장 노드 내에 현재 저장된 임의의 데이터 컴포넌트(들)을 저장할 능력을 갖고 있는지 여부를 판정하기 위해, 자신의 이웃 노드에 문의할 것이다. 문의에 기초하여, 잠재적 고장 노드의 데이터 컴포넌트(들)는 하나 이상의 이웃 노드에 복사된다. 이후, 복사의 세부 사항이 네트워크의 다른 노드에 브로드캐스트(broadcast)될 수 있고, 무선 센서 네트워크를 통해 저장된 데이터 컴포넌트의 위치를 식별하는 임의의 라우팅 테이블이 업데이트될 수 있다.
본 발명의 제1 양상은 피어 투 피어 노드의 센서 네트워크에서 노드 사이의 데이터 컴포넌트를 복사하는 방법으로서, 일 노드 내의 잠재적 고장을 감지하는 단계; 상기 일 노드의 이웃 노드들에 문의하여 상기 일 노드 내에 현재 저장된 데이터 컴포넌트를 저장할 이웃 노드들의 능력을 판정하는 단계; 문의에 기초하여 데이터 컴포넌트를 적어도 하나의 이웃 노드에 복사하는 단계; 및 복사한 것에 관한 세부 사항을 적어도 하나의 이웃 노드로부터 상기 적어도 하나의 이웃 노드에 인접한 노드에 브로드캐스트하는 단계를 포함하는 데이터 컴포넌트 복사 방법을 제공한다.
본 발명의 제2 양상은 무선 센서 네트워크로서, 센서, 이웃 노드들에 문의하기 위한 문의 시스템, 및 문의에 기초하여 이웃 노드들에 데이터 컴포넌트를 복사하기 위한 통신 시스템을 각각 포함하는 복수의 노드; 노드들 중에 저장된 데이터 컴포넌트의 위치를 식별하는 글로벌 라우팅 테이블; 및 데이터 컴포넌트가 이웃 노드들에 복사되는 경우 글로벌 라우팅 테이블을 업데이트하기 위한 업데이트 시스템을 포함하는 무선 센서 네트워크를 제공한다.
본 발명의 제3 양상은 센서 네트워크용 노드로서, 노드 내의 잠재적 고장을 검출하기 위한 센서; 센서가 잠재적 고장을 검출하는 경우 이웃 노드들에 문의하기 위한 문의 시스템; 문의에 기초하여 노드 내에 현재 저장된 데이터 컴포넌트를 적어도 하나의 이웃 노드에 복사하기 위한 통신 시스템; 및 데이터 컴포넌트가 복사되는 경우 라우팅 테이블을 업데이트하기 위한 업데이트 시스템을 포함하는 센서 네트워크용 노드를 제공한다.
본 발명의 제4 양상은 피어 투 피어 노드의 센서 네트워크에서 노드 사이의 데이터 컴포넌트를 복사하기 위해 판독가능한 매체에 저장된 프로그램 제품으로서, 특정 노드 내의 센서가 잠재적 고장을 검출하는 경우 이웃 노드들에 문의하기 위한 프로그램 코드; 문의에 기초하여 특정 노드 내에 현재 저장된 데이터 컴포넌트를 적어도 하나의 이웃 노드에 복사하기 위한 프로그램 코드; 및 데이터 컴포넌트가 복사되는 경우 라우팅 테이블을 업데이트하기 위한 프로그램 코드를 포함하는 프로그램 제품을 제공한다.
본 발명의 제5 양상은 피어 투 피어 노드의 무선 센서 네트워크에서 노드 사이의 데이터 컴포넌트를 복사하기 위한 애플리케이션 배치 시스템으로서, 특정 노드 내의 센서가 잠재적 고장을 검출하는 경우 이웃 노드들에 문의하는 단계; 문의에 기초하여 특정 노드 내에 현재 저장된 데이터 컴포넌트를 적어도 하나의 이웃 노드에 복사하는 단계; 및 데이터 컴포넌트가 복사되는 경우 라우팅 테이블을 업데이트 하는 단계를 수행하도록 동작 가능한 컴퓨터 기반구조를 포함하는 애플리케이션 배치 시스템을 제공한다.
본 발명의 제6 양상은 피어 투 피어 노드의 무선 네트워크에서 노드 사이의 데이터 컴포넌트를 복사하기 위해 전파 신호에 구현된 컴퓨터 소프트웨어로서, 컴퓨터 시스템으로 하여금 특정 노드 내의 센서가 잠재적 고장을 검출하는 경우 이웃 노드들에 문의하는 단계; 문의에 기초하여 특정 노드 내에 현재 저장된 데이터 컴포넌트를 적어도 하나의 이웃 노드에 복사하는 단계; 및 데이터 컴포넌트가 복사되는 경우 라우팅 테이블을 업데이트하는 단계의 기능을 수행하게 하는 명령을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어를 제공한다.
따라서, 본 발명은 무선 센서 네트워크의 노드 사이의 데이터를 복사하는 방법 및 시스템을 제공한다.
본 발명의 이들 및 다른 특징이 첨부 도면과 함께 다음의 본 발명의 다양한 양상의 상세한 설명으로부터 보다 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 무선 센서 네트워크를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 복수의 노드를 도시한다.
도 3은 데이터 컴포넌트로 분할된 데이터 세트를 도시한다.
도 4는 데이터 컴포넌트가 복수의 노드에 걸쳐서 저장된 후의 도 1의 무선 센서 네트워크를 도시한다.
도 5는 노드가 잠재적 고장을 검출한 후의 도 4의 무선 센서 네트워크를 도 시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 잠재적 고장 노드가 자신의 이웃 노드에 문의한 후의 도 5의 무선 센서 네트워크를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 잠재적 고장 노드가 자신의 이웃 노드에 문의한 후의 도 5의 무선 센서 네트워크를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 문의에 기초하여 잠재적 고장 노드로부터의 데이터 컴포넌트가 이웃 노드에 전송된 후의 도 5의 무선 센서 네트워크를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 문의에 기초하여 잠재적 고장 노드로부터의 데이터 컴포넌트가 이웃 노드에 전송된 후의 도 5의 무선 센서 네트워크를 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 자신의 이웃 노드에 문의하는 잠재적 고장 노드의 보다 상세한 도면을 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 양상에 따라 단일 이웃 노드에 자신의 데이터 컴포넌트를 전송하는 잠재적 고장 노드의 보다 상세한 도면을 도시한다.
도 12는 본 발명의 다른 양상에 따라 다수의 다른 노드에 자신의 데이터 컴포넌트를 전송하는 잠재적 고장 노드의 보다 상세한 도면을 도시한다.
도면은 반드시 실제 비율인 것은 아니다. 도면은 단지 개략적인 표시일 뿐, 본 발명의 특정 파라미터를 표현하는 것으로 의도되지 않는다. 도면은 단지 본 발명의 전형적인 실시예를 도시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위를 한정하는 것으 로 간주되어서는 안된다. 도면에 있어서, 동일한 부호는 동일한 요소를 나타낸다.
상기 언급한 바와 같이, 본 발명은 네트워크의 노드 사이의 데이터 복사 방법 및 시스템을 제공한다. 구체적으로, 본 발명 하에, 복수의 피어 투 피어(peer to peer) 노드를 포함하는 네트워크가 제공된다. 네트워크의 각각의 노드는 무엇보다도 환경 요인을 검출하기 위한 센서를 포함한다. 잠재적 고장이 노드 내에서 검출되는 경우, 노드는 자신의 이웃 노드가 잠재적 고장 노드 내에 현재 저장된 임의의 데이터 컴포넌트(들)을 저장할 능력을 갖고 있는지 여부를 판정하기 위해, 자신의 이웃 노드에 문의할 것이다. 문의에 기초하여, 잠재적 고장 노드의 데이터 컴포넌트(들)는 하나 이상의 이웃 노드에 복사된다. 이후, 복사 세부 사항이 네트워크의 다른 노드에 브로드캐스트될 수 있고, 무선 센서 네트워크를 통해 저장된 데이터 컴포넌트의 위치를 식별하는 임의의 라우팅 테이블이 업데이트될 수 있다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 본 발명에 따른 예시적인 무선 센서 네트워크(10)를 도시하고, 노드 네트워크(12), 하나 이상의 전송 라우터(16, 18, 20), 및 하나 이상의 모니터링 스테이션(22)을 포함한다. 노드 네트워크(12)는 (1) 환경 변화를 감지하고, 데이터 컴포넌트를 통신 및 저장하기 위한 복수의 노드(13); 및 (2) 메시(mesh) 또는 애드혹(ad hoc) 네트워크를 통해 복수의 노드(130) 사이에서 데이터를 라우팅하기 위한 통신 기반구조(infrastructure)를 제공하는 가상 네트워크(14)를 포함한다. 아래의 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 각각의 노드는 이웃하는 노드에 무선으로 통신할 수 있는 독립형 유닛(self-contained unit)이다. 또한, 가상 네트워크(14)는 업데이트 시스템(17)으로써, 또는 개별 노드(13)에 의해 주기적으로 업데이트될 수 있는 글로벌 라우팅 테이블(15)을 포함한다(아래에 더 설명됨).
전송 라우터(16, 18, 20)는 노드 네트워크(12)와 모니터링 스테이션(22) 사이의 데이터를 중계할 수 있는 임의 유형의 라우터를 포함할 수 있다. 예로서, 고전력 셀 타워, 무선 송신기, 마이크로파 송신기 등을 포함한다. 모니터링 스테이션(22)은 노드 네트워크(12)로부터 감지된 데이터가 분석, 저장, 디스플레이 등 될 수 있는 임의 유형의 시설을 포함할 수 있다.
노드 네트워크(12)는 애드혹 네트워크 또는 완전 메시(full mesh)나 부분 메시(partial mesh) 토폴로지를 포함하는 메시 네트워크에서 구현될 수 있다. 완전 메시 토폴로지에서는, 각각의 노드가 서로 통신한다. 부분 메시 토폴로지에서는, 각각의 노드가 반드시 다른 노드와 통신하는 것은 아니다. 본 발명은 무선 환경에서 구현되는 것으로서 설명되나, 통신 일부 또는 전부가 유선 기술을 사용하여 구현될 수도 있음을 인지하여야 한다.
이제 도 2를 참조하면, 복수의 노드(24, 40, 42, 44)가 도시되고, 노드(24)는 상세하게 도시되어 있다. 이 예시적인 예에서는, 노드(24)는 마이크로컨트롤러(26); 예컨대, 진동, 바람, 화학 및 온도에서의 환경 변화를 감지하기 위한 센서 계층(28); 수동층(37) 및 능동층(39)을 갖는 네트워크 전송 및 로직 계층(30); 및 에너지 공급원, 이 경우에는 태양 셀(33)을 포함한다.
마이크로컨트롤러(26)의 기능은 노드(24)에 의해 수행될 전반적인 작업의 제 어(예컨대, 센서 판독의 스케쥴링, 및 통신), 다양한 컴포넌트에 대한 전력 제어, 감지된 데이터의 처리, 노드(24)의 상태 판정, 글로벌 라우팅 테이블(15)의 유지 및 업데이트(도 1) 등을 포함할 수 있다. 센서 계층(28)은 물리적, 화학적, 또는 생물학적 변화를 포함한 일부 환경 자극을 측정하는 임의 유형의 센서 또는 센서들을 포함할 수 있다. 센서 계층(28)은 감지된 데이터를 수집하고, 처리하고, 저장할 수 있다. 네트워크 전송 계층(30)은 노드(24)가 이웃 노드(40, 42, 44) 및/또는 전송 라우터(46)와 통신할 수 있도록 하는 임의 유형의 무선 통신 시스템을 포함할 수 있다.
언급한 바와 같이, 각각의 노드는 수동층(37) 및 능동층(39)을 포함한다. 수동층(37)은 일 노드로부터 다른 노드에 데이터를 전달하거나 “호핑(hopping)”하는 데 사용된다. 능동층(39)은 노드 자체에 의해 모이거나 발생된 데이터를 통신하는 데 이용된다. 따라서, 이 예시적인 실시예에서는, 노드 24로부터 생성된 데이터는 직접 전송 라우터(46)로 잠재적으로 전달되거나, 노드 44를 통해 전송 라우터(46)로 호핑되거나, 또는 전송 라우터(46)로 전달되기 전에 노드 40, 42 및 44를 통해 호핑될 수 있다. 노드 42가 이용 불가능한 경우에는, 데이터는 예를 들어 노드 40으로부터 노드 44로 (점선을 통해) 재라우팅될 수 있다.
상기의 상호 참조된 특허 출원에 설명된 바와 같이, 각각의 노드는 노드로 하여금 이웃에 의해 네트워크로 “조인(joined)”될 수 있게 하고, 노드로 하여금 자신의 이웃을 네트워크로 모으게 하기 위한 조인 및 개더(gather) 시스템(31)을 포함한다. 통신 라우팅 정보 뿐 아니라 이웃 노드에 저장되어 있는 데이터 컴포넌 트를 포함한 이웃 노드의 기능적 능력은 로컬 라우팅 테이블(38)에 유지된다. 예를 들어, 노드 24 내의 로컬 라우팅 테이블(38)은 이웃 노드(40, 42 및 44) 내에 저장되어 있는 데이터 컴포넌트를 식별할 수 있다. 아래에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 센서 계층(28)이 노드 24 내의 잠재적 고장을 검출한 경우, 문의 시스템(32)은 노드 24가 이웃 노드(40, 42 및 44)에 문의할 수 있게 한다. 문의에 기초하여, 그 다음 통신 시스템(34)은 [예컨대, 수동층(37) 또는 능동층(39)을 통해] 하나 이상의 이웃 노드(40, 42 및 44)로 노드 24 내에 저장된 임의의 데이터 컴포넌트를 복사/복제할 수 있다. 이후, 데이터 컴포넌트를 수용한 노드(들)(40, 42 및 44) 내의 통신 시스템(34)은 그들의 이웃 노드(미도시)에 복사 세부 사항을 브로드캐스트(broadcast)할 것이다. 또한, 복사 이후, 필요에 따라 (예컨대, 복사된 데이터 컴포넌트의 새로운 위치를 반영하기 위해) 적합한 노드 내의 업데이트 시스템(36)이 로컬 라우팅 테이블(38) 및 글로벌 라우팅 테이블(15)(도 1)을 업데이트 할 것이다.
본 발명 하에서의 노드는 프로세싱 유닛, 메모리, 버스, 입력/출력(I/O) 인터페이스, 외부 디바이스/리소스 및 저장 유닛과 같이 도시되지 않은 기타 컴퓨터 컴포넌트를 포함할 수 있음은 물론이다. 프로세싱 유닛은 단일 프로세싱 유닛을 포함할 수 있고, 또는 하나 이상의 위치에, 예컨대 클라이언트 및 서버 상에, 하나 이상의 처리 유닛을 통해 분산될 수 있다. 메모리는 자기 미디어, 광학 미디어, RAM(random access memory), ROM(read-only memory), 데이터 캐시(cache), 데이터 객체 등을 포함하는 임의의 공지된 유형의 데이터 저장 및/또는 전송 미디어를 포 함할 수 있다. 또한, 프로세싱 유닛과 마찬가지로, 메모리는 하나 이상의 데이터 저장 유형을 포함한 단일 물리적 위치에 상주할 수 있고, 또는 다양한 형태로 복수의 물리적 시스템을 통해 분산될 수 있다.
I/O 인터페이스는 정보를 외부 소스와 교환하기 위한 임의의 시스템을 포함할 수 있다. 외부 디바이스/리소스는 스피커, CRT, LED 스크린, 핸드 헬드 디바이스, 키보드, 마우스, 음성 인식 시스템, 음향 출력 시스템, 프린터, 모니터/디스플레이, 팩시밀리, 페이저 등을 포함한 임의의 공지된 유형의 외부 디바이스를 포함할 수 있다. 버스는 노드에서 각각의 컴포넌트 사이의 통신 링크를 제공할 수 있고, 마찬가지로 전기적, 광학적, 무선 등을 포함한 임의의 공지된 유형의 전송 링크를 포함할 수 있다.
이용된다면, 저장 유닛은 데이터 컴포넌트를 위한 저장을 제공할 수 있는 임의의 시스템(예컨대, 데이터베이스)일 수 있다. 이와 같이, 저장 유닛은 자기 디스크 드라이브 또는 광학 디스크 드라이브와 같은 하나 이상의 저장 디바이스를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 저장 유닛은 예를 들어, LAN(local area network), WAN(wide area network) 또는 SAN(storage area network)(미도시)를 통해 분산된 데이터를 포함할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 노드 네트워크(12) 내의 노드(13)는 자신의 다양한 첨부된 센서로부터 모인 정보를 중계할 수 있음을 보증하기 위해, 그들은 이웃 노드를 통한 통신 경로에 크게 의존하여야 한다. 이들 경로는 업데이트 시스템(17)에 의해[또는 개별 노드의 업데이트 시스템(36)에 의해] 주기적으로 업데이트되는 글 로벌 라우팅 테이블(15)에 기초하여 결정된다. 일 실시예에서는, 글로벌 라우팅 테이블(15)은 각각의 노드(13)와 함께 저장된 로컬 라우팅 테이블(38)에서 구현된다. 상기의 상호 참조된 특허 출원에서 상세하게 설명된 바와 같이, 로컬 라우팅 테이블(38)은 데이터를 메인 모니터링 스테이션에 다시 중계시키기 위해 각각의 노드에 대해 가능한 라우팅 경로를 등급짓는 “프리액티브 하트비트(pre-active heartbeat)” 알고리즘을 사용하여 생성될 수 있다.
또한 언급한 바와 같이, “프리액티브 하트비트”알고리즘을 이용하여 노드 네트워크(12)의 각각의 노드에 대해 로컬 라우팅 테이블(38)을 업데이트할 수 있다. 이를 이루기 위해, 알고리즘은 노드로 하여금 자신의 이웃 노드를 네트워크(12)로 모을 수 있게 한 다음, 모든 노드가 모일 때까지, 그 이웃 노드가 그들의 이웃 노드 등을 모으게 한다. 프로세스는 종점(Endpoint)에서 시작하고, 노드 네트워크(12)를 통해 외부로 확장한다. 후에, 센서 데이터가 노드(13)로부터 수집될 때, 수집된 데이터는 다시 종점으로 보내진다. 종점은 단순히, 예를 들어 전송 라우터와 통신할 수 있는 특정 유형의 노드를 포함할 수 있다. 각각의 노드는 하나 이상의 이웃과 통신할 수 있다. 이 프로세스는 노드 네트워크(12) 작동과 관련하여 설명되었으나, 이 방법은 예컨대, 셀 폰, 무선 라우터, PDA 등의 임의 유형의 통신 디바이스를 이용하는 임의 유형의 네트워크 작동에 적용될 수 있음을 인지하여야 한다.
최초에 노드의 전원이 켜지면, 노드의 통신은 본질적으로 “네트워크에 조인하고 싶다”라고 말하는 JOIN 브로드캐스트 메시지에 한정된다. 따라서, 최초에 노 드 네트워크가 온(on) 되는 경우, 각각의 노드는 단지 JOIN을 브로드캐스트할 수 있고, 종점이 연결될 때까지 응답을 수신하지 않을 것이다. 종점은 JOIN 브로드캐스트에 대한 응답 능력으로써 초기화된다. 즉, 종점은 검출 가능한 모든 JOIN 브로드캐스트에 GATHER 응답으로써 대답할 것이다. 따라서, 종점은 이웃 노드로부터의 JOIN 브로드캐스트를 인식하고, GATHER로써 응답한다. 노드가 GATHER를 인식하자마자, 노드는 네트워크의 멤버가 되고, JOIN의 브로드캐스트를 중지한다. 따라서, 초기에, 노드 네트워크는 종점과, 종점의 이웃 노드로 구성된다. 이웃 노드는 예를 들어, 서로 통신할 수 있는 일 세트의 노드로서 정의될 수 있다.
노드는 네트워크에서의 자신의 존재를 확립하자마자, GATHER 브로드캐스트로 전환하여 자신의 이웃을 모은다. 이와 같이, JOIN을 브로드캐스트하는 각각의 노드가 다른 인근 개더링 노드(또는 종점)의 이웃으로서 채집되는 식으로 사이클이 반복한다. 이 경우에도, 노드는 네트워크 내에서 이웃이 될 때마다 JOIN에서 GATHER로 전환한다. 매우 빠르게, 모든 노드가 다른 노드의 이웃이 될 것이다. 노드는 이웃이 되자마자, 데이터를 수집하고, 그것을 이웃으로 송신할 수 있다. 그 이웃은 그 데이터가 종점에 종착할 때까지, 그 데이터를 자신의 이웃 등에게 전달할 것이다. 아래에 기재한 방식으로 각각의 노드가 네트워크 내의 많은 이웃을 갖게 함으로써, 네트워크 리던던시(redundancy)가 확립된다.
짧은 기간 후에, 전체 메시 네트워크가 확립된다. 일부 점에서, 노드가 JOIN 요청을 더 이상 수신하지 않을 때, 노드는 네트워크가 형성되었다고 판정할 수 있다. 그러나, 빈도는 매우 낮지만, 조인할 새로운 노드만이 예를 들어 고장난 노드 를 대체하는 노드이기 때문에, 각각의 노드는 여전히 GATHER를 송신할 것이다.
어떠한 경우든, 노드 네트워크(12)가 확립되었을 때, 노드 네트워크(12)는 안전한 이중화 방식으로 데이터 컴포넌트를 효과적으로 저장하는 데 사용될 수 있다. 구체적으로, 이제 도 3을 참조하면, 데이터 세트/구조(50)가 도시되어 있다. 본 발명 하에서, 데이터 세트(50)는 이산 데이터 컴포넌트(52)로 세그먼트화, 즉 분할된다. 이후, 데이터 컴포넌트(52)는 상기 설명된 노드 네트워크(12)의 노드(13) 내에 저장된다. 구체적으로, 도 4를 참조하면, 본 발명의 노드 네트워크[이하 네트워크(12)]가 보다 상세하게 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 네트워크(12)는 피어 투 피어 노드 A-Y를 포함한다. 데이터 컴포넌트(52)(도 3)는 임의의 공지된 알고리즘을 사용하여 노드 A-Y 중에 저장될 것이다. 예를 들어, 상기의 상호참조된 특허 출원에서는 데이터 컴포넌트(52)가 노드 A-Y 내에 저장될 수 있도록 네트워크(12)를 통해 따라갈 수 있는 다양한 통신 경로에 대해 설명하고 있였다. 이들 가능한 루트 중의 하나가 도 4에 도시되어 있다. 이와 같이, 데이터 컴포넌트(52)가 노드 A-Y 중에 저장되었다고 가정하자. 이 설명에 대한 참조는 격자형(grid) 기반구조임이므로, (모두가 아니라면) 여러 개의 노드 A-Y가 “퍼즐(puzzle)”의 조각을 갖는다.
현재는, 이들 노드 A-Y 중 하나가 이미 고장났거나, 곧 고장날 경우를 고려한 기능이 존재하지 않기 때문에, 최종 데이터/애플리케이션 퍼즐이 불완전해지거나, 궁극의 목표에 일치되지 않게 된다. 본 발명은 데이터가 손실되지 않도록 [예컨대, 래그(lag) 시간 동안] 고장이 실제로 발생하기 전에 잠재적 고장 노드로부터 의 데이터 컴포넌트를 하나 이상의 다른 노드에 복사/복제하는 능력을 제공함으로써, 이러한 단점에 대처한다.
예를 들어, 도 5를 참조하면, 노드 A가 내부의 잠재적 고장을 검출한 경우의 네트워크(12)가 도시되어 있다. 노드 내의 잠재적 고장은 통상적으로 그 노드의 내부 센서[예컨대, 도 2의 센서 계층(28)]를 통해 검출된다. 이러한 고장은 환경 요인과 같은 임의의 원인으로 인한 것일 수 있고, 본 발명의 한정 부분으로 하고자하는 의도는 없다. 잠재적 고장이 검출되는 경우, 고장을 검출한 노드(예컨대, 노드 A)는 자신의 내부 문의 시스템(32)(도 2)을 이용하여, 노드 A의 이웃(예컨대, 인접) 노드가 노드 A에 현재 저장된 데이터 컴포넌트(들)를 저장할 수 있는 능력을 갖고 있는지를 판정하기 위해, 상기 이웃 노드에 문의할 것이다. 이 경우, 노드 A는 노드 F 및 B에 문의할 것이다. 전형적인 실시예에서는, 이웃 노드 F 및 B의 능력은 그들의 이용가능한 리소스, 그들의 메모리 용량, 그들의 전반적인 상태 등과 같은 요인에 기초하여 판정된다. 전형적인 실시예에서, 이웃 노드는 수평적 및 수직적 이웃을 포함함은 물론이다. 그러나, 이웃 노드는 대각선의 이웃을 의미할 수도 있음은 물론이다.
이제 도 6을 참조하면, 일 세트의 예시적인 결과가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 노드 F는 65%의 이용가능한 리소스, 75%의 이용가능한 메모리 용량, 및 전반적 “양호” 상태를 가지며, 노드 B는 85%의 이용가능한 리소스, 75%의 이용가능한 메모리 용량, 및 전반적 “양호” 상태를 가진다. 노드 A의 데이터 컴포넌트(들)가 대량의 리소스를 필요로 한다고 가정하면, 그 다음 자신의 두 이웃 노드로 부터의 문의 결과에 기초하여, 노드 B가 데이터 컴포넌트(들)를 수용하기에 가장 적합한 것으로 보인다. 이러한 경우, 노드 A 내의 통신 시스템(34)(도 2)은 노드 B에 데이터 컴포넌트(들)를 복사/복제할 것이다. 노드 A의 모든 데이터 컴포넌트(들)가 단일 수용 노드에 복사될 필요가 없음은 물론이다. 예를 들어, 노드 A의 데이터 컴포넌트(들)는 노드 B와 F에 분할/분산될 수 있다.
노드 B도 노드 F도 모두 노드 A의 요구를 충족시키지 못하는 상황에서는, 노드 B 및 F는 그들의 이웃(인접) 노드에 문의할 수 있다. 이 경우, 노드 B는 노드 C 및 G에 문의할 것이고, 노드 F는 노드 K 및 G에 문의할 것이다. 이러한 문의 프로세스는 임의 수의 사이클/레벨로 발생할 수 있다. 이것은, 노드 B 및 F의 이웃의 이웃이 요구를 충족시킬 수 없는 경우에는, 그 이웃이 그들의 이웃에 문의할 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, 노드 C는 노드 D 및 H에 문의할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 이는 N 레벨로 발생할 수도 있고, 특정 제한(예컨대, 3)이 확립될 수도 있다.
이제 도 7을 참조하면, 노드 F도 노드 B도 모두 노드 A로부터의 데이터 컴포넌트(들)를 수용할 능력을 갖고 있지 못한 경우, 제2 세트의 문의 결과가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 노드 F는 40%의 이용가능한 리소스, 25%의 이용가능한 메모리 용량, 및 전반적 “불량” 상태를 가지며, 노드 B는 35%의 이용가능한 리소스, 40%의 이용가능한 메모리 용량, 및 전반적 “불량” 상태를 갖는다. 상기 나타낸 바와 같이, 이러한 경우, 노드 B 및 F는 노드 A의 데이터 컴포넌트(들)를 저장할 이웃 노드의 능력을 판정하기 위해, 그들 각각의 이웃 노드(예컨대, 노드 K, G 및 C)에 문의할 수 있다. 그 결과에 기초하여, 노드 A는 자신의 데이터 컴포넌트(들)를 문의받은 노드의 능력에 비례하여 어떻게 나눌 것인지 결정할 것이다. 도시된 바와 같이, 도 8에서는, 노드 A는 자신의 데이터 컴포넌트(들)를 세 개의 부분으로 분할하여, 두 개의 부분은 노드 F에 복사되고, 한 개의 부분은 노드 B에 복사된다. 그러나, 상기 나타낸 바와 같이, 데이터 컴포넌트(들)의 분할은 노드 B 및 F의 이웃에게로 확산될 수도 있다. 도 9를 참조하면, 데이터 컴포넌트(들)가 노드 A의 이웃 뿐 아니라, 노드 B 및 F의 이웃에게도 분산된 경우가 도시되어 있다. 구체적으로, 노드 A의 데이터 컴포넌트(들)는 여섯 개의 부분으로 분할되어, 두 개의 부분은 노드 F에 복사되고, 두 개의 부분은 노드 G에 복사되고, 한 개의 부분은 노드 B에 복사되고, 한 개의 부분은 노드 C에 복사된다.
데이터 컴포넌트(들)가 다수의 노드에서의 복사를 위해 분할되어야 하는지 여부와 그 방법을 결정하는 데 있어서 임의의 방법이 이용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 노드 A 내의 문의 시스템이 먼저 자신의 데이터 컴포넌트(들)를 저장하기 위해 필요한 능력을 계산할 수 있다. 그 다음, 문의 시스템은 문의 결과를 수신할 수 있다. 단일 노드가 노드 A의 모든 데이터 컴포넌트(들)를 저장할 능력을 갖지 못하는 경우, 통신 시스템은 다수의 노드에 그들의 능력에 따라 비례적으로 데이터 컴포넌트(들)를 분할/복사할 수 있다. 예를 들어, 노드 B가 데이터 컴포넌트(들)의 1/3을 저장할 능력을 갖는 경우, 노드 A는 노드 B에 자신의 데이터 컴포넌트(들)의 1/3까지 복사할 수 있다.
어떠한 경우든, 일단 데이터 컴포넌트(들)가 복사되었다면, 그 복사에 관한 세부 사항은 데이터 컴포넌트(들)를 수용한 노드의 이웃에 뿐 아니라, 어떠한 데이터 컴포넌트(들)도 수용하지 않은 잠재적 고장 노드의 임의의 다른 이웃에도 브로드캐스트될 것이다. 예를 들어, 노드 B가 노드 A로부터의 모든 데이터 컴포넌트(들)를 수용하였다면, 노드 A는 노드 F에 이 사실을 브로드캐스트할 것이다. 마찬가지로, 노드 B는 노드 G 및 C에도 이 사실을 브로드캐스트할 것이다. 다른 방법으로, 데이터 컴포넌트(들)가 노드 F 및 B에 분산되었다면, 노드 B는 노드 C 및 G에 세부 사항[예컨대, 자신이 수용한 데이터 컴포넌트(들)]을 브로드캐스트할 것이고, 노드 F는 노드 K 및 G에 세부 사항[예컨대, 자신이 수용한 데이터 컴포넌트(들)]을 브로드캐스트할 것이다. 일반적으로, 브로드캐스트하는 것은 (예컨대, 세션 개시 프로토콜을 사용하여) 노드내의 통신 시스템[즉, 도 2의 통신 시스템(34)]을 통해 이루어진다.
브로드캐스트하는 것이 완료된 후, 노드 내의 업데이트 시스템[예컨대, 도 2의 업데이트 시스템(36)]들은 그들 각각의 로컬 라우팅 테이블을 업데이트하는 데 사용될 수 있다. 상기 나타낸 바와 같이, 노드의 로컬 라우팅 테이블은 통상적으로 그 노드에 의해 현재 저장된 데이터 컴포넌트(들) 뿐 아니라 그 노드의 이웃에 의해 저장된 데이터 컴포넌트도 식별한다. 예를 들어, 노드 A 내의 로컬 라우팅 테이블은 노드 A 내에 저장된 데이터 컴포넌트(들) 뿐 아니라 노드 F 및 B 내에 저장된 것들도 식별할 것이다. 이와 같이, 로컬 라우팅 테이블은 노드의 서브세트 또는 로컬 이웃 내에 저장된 데이터 컴포넌트(들)의 위치를 식별하는 것으로 여겨질 수 있다. 반대로, 글로벌 라우팅 테이블(15)(도 1)은 네트워크(12) 전체에 걸쳐서 저장 된 모든 데이터 컴포넌트의 위치를 식별한다. 전형적인 실시예에서는, 잠재적 고장인 노드(예컨대, 노드 A)가 자신의 내부 업데이트 시스템을 통해 글로벌 라우팅 테이블(15)을 업데이트하는 일을 담당할 수 있다.
이제 도 10을 참조하면, 노드 A가 잠재적 고장이며, 그 이웃에게 경보/문의하는 경우를 도시한 보다 상세한 구조도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 노드 A는 초기에 자신의 이웃 노드인 노드 F 및 B의 능력을 판정하기 위하여 이웃 노드 F 및 B에 문의할 것이다. 도 11은 노드 A의 모든 데이터 컴포넌트(들)가 노드 B에 복사된(즉, 문의에 기초하여, 노드 B가 필요한 능력을 가진 것으로 밝혀진) 경우를 도시한다. 상기 나타낸 바와 같이, 이러한 경우, 노드 A는 노드 F에 이 사실을 브로드캐스트할 것이고, 노드 B는 노드 G 및 C에 브로드캐스트할 것이다. 이후, 노드 F, G, C 및 B 내의 각각의 로컬 라우팅 테이블이 업데이트될 것이고, 노드 A는 필요한 수리를 위해 셧다운(shut-down) 될 수 있다. 도 12는 노드 A로부터의 데이터 컴포넌트(들)가 네 개의 부분으로 분할되어, 노드 B, F 및 G에 복사된 경우를 도시한다. 구체적으로, 도시된 바와 같이, 노드 B는 데이터의 한 개의 부분을 수용하고, 노드 F는 데이터의 두 개의 부분을 수용하고, 노드 G는 데이터의 한 개의 부분을 수용하였다. 이전과 같이, 그 후 이들 노드의 각각은 복사한 것에 관한 세부 사항(예컨대, 그들이 수용한 데이터 컴포넌트를 식별하는 것)을 그들의 각각의 이웃에 브로드캐스트할 것이고, 관련있는 모든 라우팅 테이블(글로벌 또는 로컬)은 그에 따라 업데이트될 것이다.
본 발명의 교시는 신청 또는 요금 단위의 영업 방식(business method)으로서 제공될 수 있음을 인지하여야 한다. 예를 들어, 여기에 설명된 기능을 고객에게 제공하는 서비스 프로바이더에 의해 네트워크(12) 또는 노드(13)가 생성, 유지, 지원 및/또는 전개될 수 있다.
또한, 본 발명은 하드웨어, 소프트웨어, 전파 신호, 또는 이들의 임의 조합으로 실현될 수 있음은 물론이다. 어떤 종류의 컴퓨터/서버 시스템(들)-또는 여기에 설명된 방법을 수행하도록 적응된 기타 장치-도 적합하다. 하드웨어와 소프트웨어의 전형적인 조합은 로딩해서 실행시키면 여기에 설명된 각각의 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 갖춘 범용 컴퓨터 시스템일 수 있다. 다른 방법으로, 본 발명의 하나 이상의 기능적 작업을 수행하기 위한 특수 하드웨어를 내장한 특정 용도의 컴퓨터가 이용될 수 있다. 본 발명은 또한, 여기에 설명된 방법의 수행을 가능하게 하는 각각의 특징 모두를 포함하며, 컴퓨터 시스템에서 로딩될 때 이들 방법을 수행할 수 있는, 컴퓨터 프로그램 제품 또는 전파 신호로 구현될 수 있다. 본 문맥에서의 컴퓨터 프로그램, 전파 신호, 소프트웨어 프로그램, 프로그램, 또는 소프트웨어는, 정보 처리 능력을 갖는 시스템이 특정 기능을 직접 또는, (a) 다른 언어, 코드 또는 기호로의 변환; 및/또는 (b) 다른 물질 형태에서의 재생 중의 어느 하나나 모두의 이후에, 수행할 수 있도록 의도되는 일 세트 명령의 임의의 언어, 코드 또는 기호에서의 임의의 표현을 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시예의 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시된다. 본 발명을 개시된 그 형태에 총망라하거나 한정하여서는 안되며, 많은 수정 및 변경이 가능하다. 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 바와 같이, 당 기술 분야에 서 숙련된 자에게 명백할 수 있는 이러한 수정 및 변경은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 간주된다.

Claims (10)

  1. 피어 투 피어(peer to peer) 노드의 센서 네트워크에서 노드 사이의 데이터 컴포넌트 복사 방법으로서,
    일 노드의 잠재적 노드 고장을 감지하는 단계;
    상기 일 노드의 이웃 노드들에 문의하여 상기 일 노드 내에 현재 저장된 데이터 컴포넌트를 저장할 상기 이웃 노드들의 능력을 판정하는 단계;
    상기 문의에 기초하여 상기 데이터 컴포넌트를 적어도 하나의 이웃 노드에 복사하는 단계; 및
    상기 복사한 것에 관한 세부 사항을 상기 적어도 하나의 이웃 노드로부터 상기 적어도 하나의 이웃 노드에 인접한 노드에 브로드캐스트하는 단계
    를 포함하는 노드 사이의 데이터 컴포넌트 복사 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복사에 기초하여 라우팅 테이블을 업데이트하는 단계를 더 포함하는 노드 사이의 데이터 컴포넌트 복사 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 센서 네트워크는 무선 센서 네트워크인 것인 노드 사이의 데이터 컴포넌트 복사 방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    데이터 세트를 제공하는 단계; 및
    상기 데이터 세트를 데이터 컴포넌트로 분할하는 단계
    를 더 포함하는 노드 사이의 데이터 컴포넌트 복사 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 감지하는 단계 이전에, 글로벌 라우팅 테이블을 사용하여 노드 중에 데이터 컴포넌트를 저장하는 단계를 더 포함하는 노드 사이의 데이터 컴포넌트 복사 방법.
  6. 무선 센서 네트워크로서,
    센서, 이웃 노드들에 문의하기 위한 문의 시스템, 및 상기 문의에 기초하여 상기 이웃 노드들에 데이터 컴포넌트를 복사하기 위한 통신 시스템을 각각 포함하는 복수의 노드;
    노드들 중에 저장된 데이터 컴포넌트의 위치를 식별하는 글로벌 라우팅 테이블; 및
    데이터 컴포넌트가 이웃 노드들에 복사되는 경우 상기 글로벌 라우팅 테이블을 업데이트하기 위한 업데이트 시스템
    을 포함하는 무선 센서 네트워크.
  7. 센서 네트워크용 노드로서,
    노드 내의 잠재적 고장을 검출하기 위한 센서;
    상기 센서가 상기 잠재적 고장을 검출하는 경우 이웃 노드들에 문의하기 위한 문의 시스템;
    상기 문의에 기초하여 상기 노드 내에 현재 저장된 데이터 컴포넌트를 적어도 하나의 이웃 노드에 복사하기 위한 통신 시스템; 및
    상기 데이터 컴포넌트가 복사되는 경우 라우팅 테이블을 업데이트하기 위한 업데이트 시스템
    을 포함하는 센서 네트워크용 노드.
  8. 피어 투 피어(peer to peer) 노드의 센서 네트워크에서 노드 사이의 데이터 컴포넌트를 복사하기 위해 판독가능한 매체에 저장된 프로그램 제품으로서,
    특정 노드 내의 센서가 잠재적 고장을 검출하는 경우 이웃 노드들에 문의하기 위한 프로그램 코드;
    상기 문의에 기초하여 상기 특정 노드 내에 현재 저장된 데이터 컴포넌트를 적어도 하나의 이웃 노드에 복사하기 위한 프로그램 코드; 및
    상기 데이터 컴포넌트가 복사되는 경우 라우팅 테이블을 업데이트하기 위한 프로그램 코드
    를 포함하는 프로그램 제품.
  9. 피어 투 피어(peer to peer) 노드의 무선 센서 네트워크에서 노드 사이의 데이터 컴포넌트를 복사하기 위한 애플리케이션 배치 시스템으로서,
    특정 노드 내의 센서가 잠재적 고장을 검출하는 경우 이웃 노드들에 문의하는 단계;
    상기 문의에 기초하여 상기 특정 노드 내에 현재 저장된 데이터 컴포넌트를 적어도 하나의 이웃 노드에 복사하는 단계; 및
    상기 데이터 컴포넌트가 복사되는 경우 라우팅 테이블을 업데이트하는 단계
    를 수행하도록 동작 가능한 컴퓨터 기반구조를 포함하는 애플리케이션 배치 시스템.
  10. 피어 투 피어(peer to peer) 노드의 무선 네트워크에서 노드 사이의 데이터 컴포넌트를 복사하 위해 전파 신호에 구현된 컴퓨터 소프트웨어로서, 컴퓨터 시스템으로 하여금
    특정 노드 내의 센서가 잠재적 고장을 검출하는 경우 이웃 노드들에 문의하는 단계;
    상기 문의에 기초하여 상기 특정 노드 내에 현재 저장된 데이터 컴포넌트를 적어도 하나의 이웃 노드에 복사하는 단계; 및
    상기 데이터 컴포넌트가 복사되는 경우 라우팅 테이블을 업데이트하는 단계
    의 기능을 수행하게 하는 명령을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어.
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