KR20090037843A - 노드 네트워크를 위한 내결함성 프레임워크 - Google Patents

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KR20090037843A
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자프 아게
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Abstract

몇몇 구현에서, 제1 메시지 핸들러는 제1 통신 프로토콜을 사용하는 제1 노드 네트워크와 연관된 제1 네트워크 관련 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 제2 메시지 핸들러는 제2 통신 프로토콜을 사용하는 제2 노드 네트워크와 연관된 제2 네트워크 관련 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 메시지 전송 시스템은 제1 네트워크 관련 데이터 및 제2 네트워크 관련 데이터를 수신하도록 구성되며, 제1 네트워크 관련 데이터 및 제2 네트워크 관련 데이터를 공통 프로토콜 내에서 라우팅하도록 구성될 수 있다. 오류 관리자는 공통 프로토콜 내의 네트워크 관련 데이터를 수신하도록 구성되고, 공통 프로토콜 내의 네트워크 관련 데이터에 기초하여, 제1 노드 네트워크 및 제2 노드 네트워크 중 하나 이상의 동작에 관련된 오류를 판정하도록 구성될 수 있다.
노드 네트워크, 네트워크 오류 진단(network fault diagnosis), 네트워크 오류 복구(network fault recovery), 플랫폼 추상화(platform abstraction)

Description

노드 네트워크를 위한 내결함성 프레임워크{FAULT TOLERANCE FRAMEWORK FOR NETWORKS OF NODES}
본 개시는 노드 네트워크들의 내결함성에 관한 것이다.
기업 또는 다른 조직을 위해 다양한 서비스를 제공하는 소프트웨어 시스템이 존재한다. 그러한 소프트웨어 시스템은, 비지니스 로직 실행도 발생하는 집중화된 백엔드 시스템(centralized backend system)에 수집한 데이터를 저장함과 동시에, 분산되고 수동적이며 에러가 발생하기 쉬운 가능성이 잇는 데이터 수집에 의존할 수 있다. 이러한 소프트웨어 시스템 및 다른 소트트웨어 시스템들은 스마트 아이템 (또한 스마트 장치라고도 불림) 기술의 사용에까지 확장될 수 있으며, 여기서는 논리적으로 제공 또는 임베디드된 기술의 추가 또는 포함에 의해 물리적 아이템 (예를 들어, 상품(goods), 툴(tools), 룸(rooms), 운동 수단(vehicles), 사람(persons) 또는 선반(shelves))이 증가 또는 강화된다.
예를 들어, 무선 주파수 식별(RFID) 시스템, 임베디드 시스템, 센서 (sensor mote) 및/또는 센서 네트워크는 앞서 기술한 방식으로 사용되어져 실 세계 데이터에 고속으로 어세스(access) 하는 비지니스 소프트웨어 애플리케이션을 제공 한다. 예를 들어, 스마트 아이템 기술들은 무선 센서 네트워크 및 임베디드 시스템과의 통신 및 이들의 제어를 지원할 뿐만 아니라 RFID의 탐색, 읽기, 또는 쓰기의 지원에 사용될 수 있다. 많은 예시에서, 스마트 아이템들은 로컬 프로세싱 파워, 메모리 및/또는 통신 용량을 갖는 장치를 포함하거나 이와 결합될 수 있으며, 장치에 관한 데이터 및 스마트 아이템 장치들의 현재 상태 또는 환경에 관한 정보 또는 이들의 특징을 제공할 수 있다. 따라서, 일부 그러한 장치들은 백엔드(backend) 또는 잠재적인 비지니스 애플리케이션의 서비스 컴포넌트의 실행에 사용될 수 있으며, 특히, 예를 들어 비지니스 데이터의 수집, 처리 또는 전송을 위한 모바일 에드학(ad-hoc) 네트워크를 형성함으로써 협력하는 방식을 통해 할 수 있다.
스마트 아이템들의 예시로서는 RFID 테그를 들 수 있는데, 이는 수동적 또는 능동적일 수 있으며, 상기 언급한 바와 같이 물리적 대상에 부착될 수 있으며 물품을 제공하는데 사용되거나 대상과 관련된 정보를 처리할 수 있다. 스마트 아이템들의 또다른 예시로는, 예를들어, 앞서 언급한 바와 같이 하나 또는 그 이상의 센서 네트워크를 형성하기 위해 통신할 수 있는 환경 측정 센서(environmental sensor)(예를 들어, 기온, 습도 또는 진동 센서) 와 같은 다양한 센서를 들 수 있다. 이러한 스마트 아이템 및 다른 종류의 스마트 아이템은 또한, 일반적으로 특정 목적의 프로세서 및/또는 프로그램을 포함하고 있는 어떤 시스템, 및/또는 시스템이 제어되는 장치에 캠슐화(encapsulated)되는 어떤 시스템을 지칭할 수 있다.
자동 실시간 대상 트랙킹(tracking) 및 로컬, 애플리케이션 로직 (예를 들 어, 비지니스 로직)의 온 사이트(on-site) 실행을 통해서, 스마트 아이템 기술은 정확하고 적시의 자료(timely data)를 제공할 수 있으며, 스트림라인 및 관련된 동작의 자동화를 도울 수 있다. 따라서, 비용 절감 및 추가적인 비지니스 이득 (예를 들어, 자산의 가시성 향상, 대응의 향상 및 비지니스 기회의 확장)을 달성할 수 있다.
실제로, 스마트 아이템 및 관련된 기술은, 요망되는 행위(들)을 손상시키고, 수정하고, 또는 방해하는 서로다른 많은 종류의 결점 또는 결함에 의해 영향을 받기 쉬울 수 있다. 그러한 결함들은, 예를 들어, 노드가 하드웨어 또는 소프트웨어에 문제가 발생한 때와 같이, 개개의 노드들 각자의 동작에 있어서의 오작동과 관련될 수 있다. 결함은 또한 화재 또는 홍수와 같이 노드에 영향을 줄 수 있는 외부적인 영향과 관련될 수 있다. 결함은 또한 예를 들어, 노드들 간의 메시지 라우딩 중에, 네트워크 계층에도 발생할 수 있다. 마지막 예시로서, 결함은, 백엔드 애플리케이션(들)이 올바르지 않은 방법으로 노드 네트워크(들)로부터 데이터를 요청하는 경우와 같이, 노드들의 네드워크(들)로부터 이득을 얻고자 시도하는 백엔드 애플리케이션들과 관련되어 발생할 수 있다.
이러한 결함은 많은 이유로 문제를 일으킬 수 있다. 예를 들어, 노드로부터 필요한 데이터를 얻는데 실패하면 또다른 노드 또는 백엔드 애플리케이션(들)의 오작동을 불러일으킬 수 있다. 결함이 주어진 노드의 로컬 동작을 방해하지는 않는다고 해도 백엔드 애플리케이션(들)에 올바르지 않은 데이터가 보고된다면 문제가 발생할 수 있다. 또한, 노드 네트워크들 및 연관된 데이터 수집/처리 장치들 중 어느 곳에서 잠재적인 결함이 발생할 수 있었는지를 판단하는 것은 어려울 수 있다. 따라서, 그러한 결함의 발견, 판단 및 수정에 실패하면 그와 달리 불필요한 비용, 불리한 일(liability), 또는 다른 어려움을 야기할 수 있다.
또한 그러한 결함과 관련하여, 상기 언급한 바와 같이, 노드들은, 예를 들면 센서 네트워크들과 같은 로컬 네트워크를 형성하기 위해 또다른 하나의 노드와 통신할 수 있음을 이해할 것이다. 주어진 센서 네트워크에서, 그러한 통신은 노드 네트워크들 각각에 의해서 이해될 수 있지만 다른 노드들 및/또는 네트워크들은 이해할 수 없을 수 있는, 적절한 통신 프로토콜을 이용하여 발생할 수 있다. 예를 들어, 센서 네트워크의 통신 프로토콜은 센서 네트워크에서 사용되는 특정 하드웨어 및/또는 소프트웨어 플랫폼에 대해 고유하거나, 노드들의 제조자에 대해 고유한 것일 수 있다. 따라서, 그러한 센서 네트워크와 관련된 결합 관련 데이터를, 적시에, 센서 네트워크들의 복수개에 적용가능한 형식으로, 장치 및/또는 센서 네트워크들의 통신 리소스들을 압도하거나 고갈시키지 않고 수집하는 것은 어려울 수 있다.
하나의 일반적인 관점에서, 제1 메시지 핸들러는, 제1 통신 프로토콜을 사용하는 제1 노드 네트워크들과 연관된 제1 네트워크 관련 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 제2 메시지 핸들러는, 제2 통신 프로토콜을 사용하는 제2 노드 네트워크들과 연관된 제2 네트워크 관련 데이터를 수신하도록 구성될 수 있따. 메시지 운반 시스템은 제1 네트워크 관련 데이터 및 제2 네트워크 관련 데이터를 수신하도록 구성될 수 있으며, 또한 제1 네트워크 관련 데이터 및 제2 네트워크 관련 데이터를 공통의 프로토콜로 라우팅하도록 구성될 수 있으며, 오류 관리자는 공통의 프로토콜로 네트워크 관련 데이터를 수신하도록 구성될 수 있으며, 하나 또는 그 이상의 제1 노드 네트워크들 및 제2 노드 네트워크들의 동작과 관련된 결함을 공통의 프로토콜로 네트워크 관련 데이터를 기반으로 판단하도록 구성될 수 있다.
또다른 일반적인 관점에 따르면, 시스템은 복수개의 노드 네트워크들과 통신하도록 구성되고, 적어도 하나의 백엔드 애플리케이션과 통신하도록 구성된 미들웨어 계층을 포함할 수 있다. 미들웨어 계층은, 복수개의 노드 네트워크들로부터, 제1 네트워크 관련 데이터 및 제2 네트워크 관련 데이터를 각각 제1 통신 프로토콜 및 제2 통신 프로토콜로 수신하도록 구성되고, 제1 네트워크 관련 데이터 및 제2 네트워크 관련 데이터를 공통의 프로토콜로 제공하도록 구성된 플랫폼 추상화 계층(platform abstraction layer) 및 제1 네트워크 관련 데이터 및 제2 네트워크 관련 데이터를 공통의프로토콜로 수신하도록 구성되고, 이들을 기반으로 복수개의 네트워크의 동작과 관련된 결함을 결정하도록 구성되 오류 관리 계층을 포함할 수 있다.
또다른 일반적인 관점에 따르면, 방법은, 복수개의 메시지 핸들러에서의 복수개의 노드 네트워크-복수개의 노드 네트워크들 각각은 해당하는 노드 네트워크들 및 해당하는 노드 네트워크들이 사용하는 해당하는 통신 프로토콜과 관련됨-과 연관된 네트워크 관련 데이터를 수신하고, 해당하는 통신 프로토콜로부터의 네트워크 관련 데이터를 공통의 통신 프로토콜로 변환하고, 복수개의 노드 네트워크들과 관련된 상태 정보를 설명하는 상태 모델(state model)에 네트워크 관련 데이터를 공통의 통신 프로토콜로 제공하고, 복수개의 노드 네트워크들의 동작과 관련된 결함을 상태 모델을 바탕으로 진단하고, 노드가 사용하는 해당하는 통신 프로토콜을 사용하는 노드 네트워크들의 노드에 서비스를 배치함으로써 결함을 회복시키는 단계를 포함한다.
하나 또는 그 이상의 실행에 대한 자세한 사항은 첨부하는 도면과 함께 이하에서 설명된다. 그밖의 다른 특징은 상세한 설명, 도면 및 청구항들로부터 명백할 것이다.
도 1은 노드 네트워크들에서 내결함성을 위한 시스템(100)의 블럭도이다. 도1의 예시에서는, 네트워크들 내에서 이미 전달된 것을 넘어선 추가적인 데이터의 요구 없이, 결함(들)의 인 네트워크(in-network) 발견/진단 없이, 결함을 없애거나 완화하기 위한 과도한 양의 노드들의 중복/ 복제를 요구하지 않고도, 그러한 노드 네트워크들에서의 결함은 발견, 진단, 분리, 수정될 수 있다. 또한, 노드 네트워크들과 연관될 수 있는 백엔드 애플리케이션(들), 장치, 미들웨어 또는 네트워크에 결함이 발생했는지 여부와 관계 없이 그러한 결함은 판단될 수 있고 가능하게 수정될 수 있다. 일부 예시절인 실행에서는, 시스템(100)은, 네트워크(들)의 노드들 내에서 판단된 결함(들)을 보상하거나 수정하는 방식으로 서비스들(예를 들어, 실행가능한 코드)을 배치하는 시스템(100)의 맵핑 기능을 사용하여 소프트웨어 관련 결함을 수정할 수 있다.
또한, 네트워크들의 노드들이 각각 다른 통신 프로토콜을 사용하는 경우에도 결함들은 판단되고 가능하게 수정될 수 있다. 예를 들어, 이해 설명하는 바와 같이, 시스템(100)은 호환 가능하지 않은 네트워크 플랫폼들의 예시들 뿐만 아니라 네트워크 플랫폼의 다른, 구별되는 예시들에 대해서도 내결함성을 제공하는데 이용될 수 있다. 즉, 예를 들어, 시스템(100)은 네트워크들의 노드들이 별개의, 다른, 그리고/또는 적절한 통신 프로토콜들을 사용하여 또다른 하나의 노드와 각자의 네트워크 내에서 통신하는 때에도, 복수개의 다른 네트워크에 대해 내결함성을 제공하도록 구성될 수 있다.
도 1의 예시에서, 네트워크는 센서 네트워크(102 및/또는 104)를 가리키거나 이를 포함할 수 있으며, 센서 네트워크(102, 104)는 다른 통신 프로토콜을 실행할 수 있다. 도 1의 예시에서, 센서 네트워크(102)는 다양한 스마트 아이템들 또는 스마트 장치들(106, 108, 110)을 포함할 수 있으며, 센서 네트워크(104)는 스마트 아이템 장치들(112, 114, 116)을 포함할 수 있다. 이러한 관계에 있어서는, "스마트 아이템들", " 스마트 장치들", "스마트 아이템 장치들" 및 이와 유사한 용어들이 다양한 용어들과 유사하게 또는 대체 가능하게 사용될 수 있음을 알아야 할 것이다. 예를 들어, "스마트 아이템", "스마트 장치"는, 여기서 언급한 바와 같이, 로컬 프로세싱, 저장장치, 통신 용량을 갖는 장치 또는 그러한 장치들의 결합 및 장치들이 부착된 대상 (예를 들어, 판매를 위한 상품을 포함한 팔레트(pallet))들을 가리킬 수 있다.
센서 네트워크(102, 104) (및 도 1에 도시되지 않은 기타/유사 네트워크)의 일부로서, 이러한 장치 및/또는 장치/객체 조합은 몇몇 상황에서 "노드" 또는 "네트워크 노드"로도 지칭될 수 있다. 본 명세서에서, 용어 "장치"는 센서 네트워크(102, 104) 내의 기술된 특징을 가지는 기술된 장치를 지칭하는데 사용될 수 있다. 그러나, 네트워크 노드의 내결함성과 관련하여 본 명세서에 기술된 개념은 사실상 임의의 그러한 설정에 관련될 수 있다. 본 개념 및 기법들은, 예를 들어, 본 명세서에 기술된 것과 유사한 상황, 즉, 무선 네트워크를 포함하고, 네트워크 내의 노드에 있어서 이용 가능한 에너지, 메모리, 컴퓨팅 전원(computational power) 및 대역폭에 대한 제약이 있는 네트워크에서 특별히 유용할 수 있다.
따라서, 장치(106 내지 116) 및 잠재적으로 센서 네트워크(102,104) 내의 다른 장치는 실제 세계 데이터를 하나 이상의 비즈니스 데이터 프로세싱 시스템, 애플리케이션 또는 프로세스에 시간에 맞추어 정확하게 제공한다. 예를 들어, 도 1의 최상부 근처에 도시한 바와 같이, 시스템(100)은 비즈니스 애플리케이션(들)(118)을 포함하거나, 그와 통신한다. 비즈니스 애플리케이션(들)(118)의 예는, 예를 들어, 재고 관리 시스템, 공급 체인 관리 시스템, 소매 저장 관리 시스템, 창고 관리 시스템, 제품 수명 주기 관리 시스템 및 실제 세계 객체에 대하여 비즈니스 프로세스를 실행하는데 사용될 수 있는 임의의 다른 시스템(들)을 포함할 수 있고, 이러한 실제 세계 객체는, 예를 들어, 판매할 제품, 팔레트 또는 기타 선적 요소, 환자 또는 제조 재료/장비 등을 포함할 수 있다. 따라서, 로컬 수준의 실제 세계 객체에 배치되고 실행된 비즈니스 프로세스의 그러한 부분들을 포함하는 비즈니스 프로세스는, 예를 들어, 재고 수준의 판정, 가격 수준의 설정, 시장 전략의 평가, 제조 또는 생산 기술의 평가, 절도의 삭감 또는 안전의 유지에 사용될 수 있다.
도 1에서, 장치(110)는 중앙 처리 장치(CPU)(120)와 메모리(122)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 따라서, 장치(104)는, 예를 들어, (장치(110)가 센서를 포함하거나 그와 연관된 경우에) 감지된 데이터를 처리하고 전송하는 것을 포함하여 다양한 수준의 컴퓨팅 기능이 가능한 것으로 이해되어야 할 것이다. 비록, 명확성과 간결성을 위해 도 1에 구체적으로 도시되지 않았지만, 모든 장치(106 내지 116)는, 동일하거나, 추가적이거나 대안적인, 예를 들어, 도시된 바와 같이, 예컨대, 무선 네트워크(들) 및/또는 피어 대 피어 네트워크(들)을 포함하는 센서 네트워크(102,104)를 형성하고 그에 참여하기 위한 통신 기능과 같은, 컴퓨팅 기능을 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 장치(106 내지 116)는 간결성을 위해 도 1에 구체적으로 도시되지 않은, 예를 들어, (예컨대, 라디오) 송수신기 및 로컬 전원 공급장치/배터리와 같은 다른 표준 요소 및 기능을 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 센서 네트워크(102, 104)는 관련 비즈니스 프로세스에 유용할 수 있는, 보다 구체적으로, 비즈니스 프로세스(예: 비즈니스 로직)의 일부를 실행하는데 사용될 수 있고, 로컬 실행에 가장 적합한 (또는 로컬 실행으로부터 가장 큰 이득을 얻을 수 있는) 데이터를 수집하고, 처리하고, 필터링하고, 집계하거나 전송할 수 있다. 구체적으로, 도 1의 예에서, 센서 네트워크(102, 104) 상에 배치된 비 즈니스 프로세스/비즈니스 로직은 장치(110) 상에 배치된 서비스(124)를 포함할 수 있다.
일반적으로, 서비스(124) 및 본 명세서에서 설명된 다른 서비스는, 일반적으로 정의된 기능을 지원하는 소프트웨어 컴포넌트를 지칭하고, 서비스가 호출될 수 있는 정의된 인터페이스를 제공할 수 있고, 추가적이거나 보다 복잡한 기능을 획득/제공하기 위하여 서로 결합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 서비스(124)는 예를 들어, 두 개 이상의 장치(106, 108 및 110) 간의 협력을 가능하게 하는 인에이블링(enabling) 서비스를 나타내거나, 또는 예를 들어, 장치(110)의 전력 소모를 관리하는 관리 서비스를 나타내거나, 예를 들어, (예컨대, 지역 기온 및 지역 온도가 정의된 값을 초과하였는지 및 정의된 값을 초과한 지역 기온에 대응하여 임의의 조치가 취해져야 하는지를 판정하는 것과 같은) 비즈니스 특화 로직을 실행하는 실제 비즈니스 서비스를 나타낸다.
보다 구체적으로, 서비스(124)는 서비스 리포지토리(126) 내에 저장되어 있는 서비스(또는 서비스 템플릿)의 대표적인 예시들을 나타낼 수 있다. 따라서 서비스 리포지토리(126)는 센서 네트워크(102) (및/또는 센서 네트워크(104)) 내에서 사용하기 위하여 배치될 수 있는 서비스를 등록, 저장 및 액세스 하기 편리한 위치를 제공할 수 있다.
서비스 리포지토리(126)는 서비스 실행 파일(128) 및 서비스 메타 데이터(130)을 저장하는데, 여기서 서비스 실행 파일(128)은, 예컨대, 연관된 비즈니스 로직의 실제 실행을 위한 장치(106, 108 및 110) (및/또는 장치(112 내지 116)) 상 에 인스턴스화(instantiated) 될 수 있는 소프트웨어 코드를 나타낼 수 있는 한편, 서비스 메타 데이터(130)는, 예를 들어, 서비스(들)이 센서 네트워크(102) (및/또는 센서 네트워크(104))의 하나 이상의 장치 상에서 수행될 수 있는지 여부 및 어떻게 수행되는 지와 관련된 다양한 서비스 요구 및/또는 설명을 나타내거나 포함할 수 있다.
예를 들어, 서비스 메타 데이터(130)은 서비스 성향 설명 또는 서비스의 기술적 제약을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기술적 제약은 요구되는 CPU 타입 또는 속도, 필요한 (여유) 메모리의 양, 요구되는 또는 선호되는 운영 체제 버전/이름/설명 또는 배터리의 형태 또는 상태 또는 다른 장치 전원 소스(들)을 포함할 수 있다. 서비스 메타 데이터(130)와 관련하여, 예컨대, 하드웨어 요구 사항과 같은, 정적 및 동적 요구 사항 간에 구별이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 총 메모리 또는 최대 처리 속도와 같은 정적 값과 함께 이용 가능 메모리/ 프로세싱/ 전원 및/또는 서비스(들)의 실행 시간에 장치상에서 당해 서비스와 함께 동시에 실행되는 것이 가능한 다수의 다른 서비스와 같은 동적 값이 포함될 수 있다.
시스템(100)은, 예를 들어, 도시된 바와 같이, 예컨대, 서비스(124)의 배치에 의해 완화되거나 치료될 수 있는 특정 오류의 판정에 응답하여, 그 장치상에 서비스(124)를 배치하기 위하여, 센서 네트워크(102)의 복수의 장치(106, 108 및 110) 중에서 적어도 장치(110)를 선택된 장치로서 선택하도록 동작하는 서비스 매퍼(132)를 포함한다.
그리고 나서, 서비스 실행 파일(128)과 같은 서비스 실행 파일은, 이 경우, 서비스 주입자(134)를 사용하는 장치(110) 상에 배치되어, 그리함으로써 예컨대, 서비스(124)와 같은 서비스 (또는 서비스 인스턴스)를 생성할 수 있다. 일단 적절한 서비스 매핑이 서비스 매퍼(132)에 의해 수행되었으면, 서비스 주입자(134)가 사용되어 장치(104)상의 매핑된 서비스(예: 서비스(116))를 설치하고 개시/활성화할 수 있다. 서비스 주입자(134)는, 보다 일반적으로, 예컨대, 필요시 서비스를 중지하거나 서비스 업데이트를 수행함으로써 서비스(들)의 수명 주기를 관리하는데 또한 사용될 수 있다.
서비스 리포지토리(126)로부터 하나 이상의 장치(106-116)로 서비스를 매핑할 지 여부 및 어떻게 매핑할 지를 결정하는 중에, 서비스 매퍼(132)는 오류 관리자(136)와 통신할 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 오류 관리자(136)는 시스템(100) 내의 실패 또는 다른 오류에 대한 높은 수준의 확장성 및 투명성(transparency)을 갖춘 구조화된 관리를 제공하도록 구성될 수 있다. 도 1 내에서 오류 관리자(136)는 계량 가능하고(scalable) 집중화된 내결함성을 제공하기 위하여, 네트워크(102,104)로부터 원격에 위치하는 것으로 도시되어 있지만, 나타난 바와 같이, 장치(110)와 같은 네트워크(102, 104)의 장치 상에 로컬 오류 관리자(137)가 배치될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
오류 관리자(136)는 시스템(100) 내의 오류를 검출하고 판정하도록 구성될 수 있는 오류 진단 관리자(138)를 포함할 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 이러한 오류는, 예를 들어, 네트워크(102, 104) (장치) 중의 하나에서 발생하거나, 네트워크(102, 104) 내에서 및/또는 네트워크(102, 104)로부터 비즈니스 애 플리케이션(들)(118)로 메시지를 라우팅하는 동안 발생하거나, 시스템(100) 내의 다른 곳에서 발생할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 보다 상세히 기술되는 바와 같이, 오류 진단 관리자(138)는 잠재적 실패가 발생한 시간, 네트워크(들)(102,104)로부터 수신한 센서 판독 또는 다른 잠재적 오류 관련 정보를 분석할 수 있다.
오류 복구 관리자(139)는 오류 진단 관리자(138)에 의해 검출된 오류의 완화, 치료, 복구를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 오류 진단 관리자(138)가 장치(110)에 오류가 발생했다고 진단하면, (예컨대, 화재 또는 다른 외부 요소로 인해 장치(110)가 파괴되었다면,) 오류 복구는 (예컨대, 서비스 매퍼(132) 및 관련 기능을 사용하여) 네트워크(102)의 다른 장치에 서비스(124) 또는 유사 서비스를 배치 또는 재배치하는 것을 속행할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 네트워크(102)의 이용 가능성 및 신뢰성이 전반적으로 향상될 수 있다.
오류 관리자(126)는, 예컨대, 지속적으로 (도 1 내에는 센서 네트워크(102, 104)로 도시되어 있지만, 잠재적으로 다른 개수의 또는 유형의 네트워크를 포함할 수 있는) 노드/장치의 소정 개수의 네트워크를 지속적으로 실행하고 모니터링하는 서버 컴포넌트로서 구현될 수 있는데, 여기서 장치는 상호간에 잠재적으로 무선으로 통신할 수 있다. 그렇게 할 때, 오류 관리자(136)는, 예를 들어, 비즈니스 애플리케이션(118)이 오류의 존재로 인해 왜곡되지 않은 정보에 따라 동작하는 것을 보장하기 위하여 비즈니스 애플리케이션(118)과 통신할 수 있거나, 그 안에 오류가 발생하였는지를 판정하기 위해 비즈니스 애플리케이션(118)과 통신할 수 있다.
도 1의 예에서, 오류 관리자(136)는 센서 네트워크(102, 104)로부터 메시지를 수신하고, 상태 모델(140)(예를 들어, 시스템(100) 및 관련 상태 정보 내의 이벤트/메시지의 표현)을 생성하고 유지한다. 이 상태 모델(140) 내의 저장된 이벤트/메시지들은 하드웨어와 관련된 정보 또는 네트워크(102, 104)의 장치와 연관된 다른 장치 특성을 저장하는 장치 관리자(141)와 연관된 정보에 의해 보충되거나, 보강될 수 있다. 상태 모델(140) 및/또는 장치 관리자(141)는, 예를 들어, 일정 본체론(ontology) 및/또는 스키마를 사용하는 데이터 구조(들)를 포함하거나 그와 통신할 수 있다. 예를 들어, 장치 관리자(141)는, 예컨대, XML(eXtensible Markup Language) 스키마를 따르는, XML기반 언어로 제공되는, 장치(106 내지 116)의 다양한 기술적 기능의 설명을 생성하거나 제공할 수 있다. 물론, 기타 형식, 언어, 구조 및/또는 프로토콜 또한 사용될 수 있다.
보다 일반적으로, 장치 관리자(141)에 의해 저장된 데이터는, 예를 들어, 네트워크(들)(102, 104) 내의 각각의 장치의 숫자 및/또는 식별자, 장치의 잔여 배터리 양, 최근 판독 센서 값, 통신 채널 상의 현재 에러율, 각각의 장치에 현재 설치된 서비스의 목록 또는 이전에 해당 장치에 저장된 데이터를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 장치 관리자(141) 및/또는 상태 모델(140)은 장치 설명, 소프트웨어 설명 또는 장치 상태 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치 설명은 장치 이름, 식별자 또는 유형을 포함할 수 있고, 공급자 이름 또는 공급자 웹 사이트를 포함하는 공급자 정보를 포함할 수 있다. 소프트웨어 설명은 버전 및/또는 공급자를 포함하는 운영 체제 설명을 포함할 수 있고, 실행 중이거나 장치 플랫폼 상에서 실행 되도록 허용된 서비스에 대한 설명을 포함할 수 있다. 하드웨어 설명은 CPU(120)의 속성(예: 이름 또는 속도)을 포함할 수 있고, 메모리(122)의 속성(예: 유형 및 메모리 총 량) 또는 장치(들)의 연결 성능(예: 연결 속도 또는 연결 유형) 에 관한 정보를 포함할 수 있다. 장치 상태는 장치 위치, 현재 CPU 사용량 또는 잔여 메모리를 포함하는 휘발성 정보를 더 포함할 수 있다. 만일 장치가 일정 길이의 시간 후에 오류 관리자(136)로의 통신 또는 보고를 실패하면, 장치의 장치 상태는 연결 해제(disconnecting) 상태로 변할 수 있다. 다른 장치 또는 서비스 정보는 장치 관리자(141) 및/또는 상태 모델(140)에 포함되거나 그들에 의해 액세스될 수 있고, 명백히 알 수 있듯이, 모든 이러한 정보는 장치 메타 데이터, 장치 특성 및/또는 장치 성능 등의 용어들로 지칭될 수 있거나, 그 용어들을 포함할 수 있다.
상태 모델(140)은, 이미 언급된 바와 같이, 이벤트(예를 들어, 장치(110)로부터의 센서 판독) 또는 다른 메시지(예를 들어, 자신의 이용 가능성 또는 다른 장치들(106, 108)의 이용 가능성에 관한 장치(110)로부터의 메시지)에 관한 정보를 저장할 수 있다. 상태 모델(140)은 또한, 예를 들어, 다양한 네트워크 파라미터들을 포함하는, 네트워크 메타 데이터를 나타내거나 포함할 수 있는데, 여기서 이러한 파라미터들은 동적이고 임의의 단일 장치에 관한 정보와 구별될 필요가 없다. 이와 같은 네트워크 메타 데이터의 이러한 한 예는 센서 네트워크(102) (또는 104) 상에서 이용 가능한 대역폭을 포함할 수 있다. 다른 예는 위치 정보, 네트워크(들)의 전반적인 이동도 특성 및 네트워크 연결의 신뢰성을 포함한다.
도 1의 예에서, 상태 모델(140)은 오류 관리자(136)의 컴포넌트로서 도시되 는 반면에, 장치 관리자(141)는 개별적으로 도시된다. 그러나, 이 예는 단지 예시를 위한 것이고, 장치 관리자(141)가 오류 관리자(136)의 컴포넌트로서 구현되거나, 반대로, 상태 모델(140)이 오류 관리자(136)에 대하여 독립적으로 구성될 수 있다(그러나, 오류 관리자(136)가 원하는 정보를 제공하기 위하여 오류 관리자(136)와 통신할 수 있다).
오류 관리자(136)는, 이미 기술한 바와 같이, 표준, 발견가능 인터페이스(들)(142)를, 예컨대, 비즈니스 애플리케이션(118) 및/또는 서비스 매퍼(132)에 노출시킬 수 있는 서버 컴포넌트로서 구현될 수 있다 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 비즈니스 애플리케이션(118)은 실제로 이미 언급된 것과 같거나 다른 다수의 상이한 비즈니스 애플리케이션을 포함할 수 있다.
따라서, 예를 들어, 인터페이스(142)는 웹 서비스 (및 연관된 웹 서비스 인터페이스)로서 구현될 수 있다. 즉, 웹 서비스는 일반적으로 웹 서비스와 (이 경우) 비즈니스 애플리케이션(118) 간의 상호 작용을 제어하고 정의하는 정의된 인터페이스에 따른 기능성 및 데이터를 제공한다. 이런 웹 서비스는, 예컨대, UDDI (Universal Description, Discovery, and Integration), 분산 디렉토리 또는 당사자가 네트워크 상의 주어진 서비스/기능을 찾는 것을 가능하게 하도록 설계된 레지스트리와 같은, 서비스들의 디렉토리인 비즈니스 애플리케이션(118)에 의해 발견될 수 있다. UDDI는 WSDL(Web Services Description Language)로 알려진 언어를 사용하는데, 이 언어는 비즈니스 애플리케이션(118)에 이 기능들을 이용할 것을 요청하는 것을 허용하는 방식으로 웹 서비스의 기능을 설명하도록 디자인된 XML 형식 언어이다. 이러한 웹 서비스와 주고 받는 메시지는 SOAP 인벨롭(Simple Object Access Protocol envelope)으로 랩핑(wrap)되고, HTTP(Hypertext Transfer Protocol)를 사용하여 전송될 수 있다. 물론, 예컨대, CORBA (Common Object Request Broker Architecture) 및/또는 애플리케이션 내부 및/또는 서비스 지향 통신을 위한 API(Application Program Interface)들을 정의하거나 구현하기 위한 다른 기법과 같은 다른 유형의 인터페이스가 사용될 수도 있다.
이미 언급된 바와 같이, 도 1에서, 센서 네트워크(102, 104)는 장치(106 내지 110) 및 장치(112 내지 116)가 각각의 네트워크 내에서 상호 간에 통신하는데 사용하는 상이한 통신 프로토콜을 각각 구현할 수 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(102, 104)는, 예를 들어, 콘콤(ConCom)(어웨어콘(AwareCon)), 지그비(Zigbee), DCP(Data Collection Protocol), UPnP(Universal-Plug-n-Play) 및/또는 다양한 기타 프로토콜과 같은 하나 이상의 통신 프로토콜을 사용할 수 있다. 나아가, 예를 들어, 센서 네트워크(102)는, 예컨대, 자바 플랫폼(예:J2ME(Java 2 Micro Edition))과 같은 특정 플랫폼 상황에서 서비스를 구현하여 센서 네트워크(102)의 통신 프로토콜이 플랫폼 독립적이 될 수 있도록 할 수도 있고, 예컨대, C/C++ 기반 플랫폼일 수 있는 센서 네트워크(104)의 플랫폼과 (완전히) 상호 동작 가능할 수 없을 수 있다.
상태 모델(140)을 최근의, 최신의 형태로 유지하기 위해, 오류 관리자(136)는 예컨대, 장치(106 내지 110)로부터 비롯된 상태 정보(예: 이벤트/메시지)를 사용할 수 있다. 이미 언급된 바와 같이, 예컨대, 오류 관리자(136)가 센서 네트워 크(102)의 통신 프로토콜을 해석하면 안 되기 때문에, 오류 관리자(136)가 어떤 장치(106 내지 110)와도 직접 통신할 수 없는 상황이 있을 수 있다. 따라서, 프로토콜 해석은 예컨대, 본 명세서에 기술된 바와 같이 구현될 수 있다.
예를 들어, 메시지 브릿지(143)가 사유의(proprietary), 플랫폼 의존적인 형식으로 센서 네트워크(102)와 메시지를 송/수신하는 것이 가능할 수 있다. 메시지 브릿지(143)의 동작은 이하에 더 상세히 기술되지만, 개괄적으로 말하자면, 메시지 브릿지(143)는 메시지를 센서 네트워크(102) 사유의, 플랫폼 의존적인 프로토콜로부터 네이티브 메시지 핸들러(144)와 공유되는 통신 및/또는 표준 인터페이스와 호환 가능한 형식으로 캡슐화하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 메시지 브릿지(143)와 네이티브 메시지 핸들러(144)는 이더넷 또는 시리얼 연결을 공유할 수 있다.
메시지 브릿지(143)는 센서 네트워크 (102)에 물리적으로 주변에 (예컨대, 전송 범위 및/또는 장치(106 내지 110)의 정의된 거리 내에) 있는 하나의 하드웨어(예: 기지국)로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 메시지 브릿지(143)는 시리얼 포트를 사용하거나 표준 무선 연결(예: WLAN(Wireless Local Area Network))을 사용하는 퍼스널 컴퓨터(PC)에 장착될 수 있고, 이 PC는 네이티브 메시지 핸들러(144)에 메시지를, 예컨대, 유선 LAN상에서, 브로드캐스팅할 수 있다.
네이티브 메시지 핸들러(144)는, 예컨대, 컴퓨터(145)와 같은, 퍼스널 컴퓨터(PC) 상에 구현될 수 있다. 도 1에서, 컴퓨터(145)는 비즈니스 애플리케이션(들)(118)에 의해 센서 네트워크들(102, 104) 간의 통신을 가능하게 하고, 그들을 모니터링하고, 사용하기 위한 전체 미들웨어 시스템을 사실상 실행하는 것으로 도시되어 있다. 물론, 이러한 예는 단지 개념화 또는 예시인 것이고, 컴퓨터(145)의 몇몇 또는 모든 요소는 서버 컴퓨터, 워크 스테이션, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, PDA(personal digital assistants) 또는 이동 전화 상에서 실행될 수 있다. 예를 들어, 이미 언급했던 바와 같이, 메시지 브릿지(143)는 센서 네트워크(102)로부터 네이티브 메시지 핸들러(144)로 캡슐화된 패킷을 전달할 수 있고, 메시지 브릿지(143)는 컴퓨터(145) 자체 상에서 실행될 수 있거나, 컴퓨터(145)와 통신하여 그 컴퓨터상에서 실행 중인 네이티브 메시지 핸들러(144)와 메시지를 교환하도록 구성될 수 있다.
한편, 센서 네트워크(104)는 서비스 게이트웨이(146)와 연관될 수 있다. 서비스 게이트웨이(146)는 각각의 장치(112 내지 116) 및/또는 각각의 장치(112 내지 116) 상에서 실행 중인 각각의 서비스에 프록시를 제공하도록 구성될 수 있다. 서비스 게이트웨이(146)는 장치(112 내지 116)와 연관된 네트워크 관련 데이터를 제공하기 위한 각각의 그러한 프록시를 제공하도록 구성되어, 게이트 메시지 핸들러(148)가 네트워크 관련 데이터를, 예컨대, (네이티브 메시지 핸들러(144) 및 메시지 브릿지(142)에 의해 행해진 것처럼, 장치(112 내지 116) 및 각각의 서비스 자신에 질의하는 것이 아니라,) 서비스 게이트웨이(146)의 프록시로부터의 네트워크 관련 데이터를 판정함으로써 표준 형태로 오류 관리자(136)에 제공하도록 용이하게 구성될 수 있다.
따라서, 네이티브 메시지 핸들러(144) 및 메시지 브릿지(143)의 구현 및 인 스턴스는, 센서 네트워크가 상이한 사유의, 플랫폼 독립적 프로토콜을 사용하고, 그에 대하여 센서 네트워크(102, 104) 또는 다른 네트워크를 집적하기 위한 다른 해결책이 없을 수도 있는 각각의 상황에 대하여 구성되고 사용될 수 있다. 반대로, 서비스 게이트웨이(146) 및 게이트 메시지 핸들러(148)에 있어서, 서비스 게이트웨이(146)를 제공하는 임의의 플랫폼에 대하여 단지 하나의 게이트웨이 메시지 핸들러(148)가 필요할 수도 있다. 예를 들어, 제2 서비스 게이트 웨이는 (도 1에 도시되지 않은) 또 다른 센서 네트워크와 연관될 수 있고, 프록시를 서비스 게이트(146)와 동일한 서비스 지향 방식으로 게이트웨이 메시지 핸들러(148)을 사용하여 게이트 메시지 핸들러(148)에 노출시킬 수 있다.
따라서, 메시지 핸들러(144, 148)는 그들의 각각의 센서 네트워크(102, 104)의 하드웨어에 대한 추상의 계층을 제공한다. 이에 따라, 메시지 핸들러(144, 148)와 통신하는 임의의 서비스 또는 컴포넌트는 단지 하나의 (유형의) 인터페이스(즉, 메시지 핸들러(144, 148)의 인터페이스)만을 인식하고 있으면 되고, 메시지 핸들러(144, 148)와 통신하는데 공통 또는 표준 프로토콜을 사용할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 오류 관리자(136)는 다수의 센서 네트워크와 상호 작용할 수 있고, 센서 네트워크가 다수의 상이한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 환경을 사용하는 경우에도, 단지 공통 또는 표준 통신 프로토콜(들) 및 관련 인터페이스 만을 인식하면 될 수 있다.
예를 들어, 제1 센서 네트워크(102)는 센서 네트워크(102)와 연관된 네트워크 관련 데이터의 고속 데이터 전송을 가능하게 하는 플랫폼과 연관될 수 있다. 그러나, 이러한 플랫폼은 배터리/전원 자원이 빠르게 고갈된다는 문제가 있을 수 있다. 반면에, 센서 네트워크(104)는 최소한의 전력으로 작동하도록 구성될 수 있지만, 높은 수준의 이동성을 가지지 않도록 구성될 수 있다(예컨대, 장치(112 내지 116) 또는 다른 장치의 추가나 제거가 용이하게 이루어질 수 없을 수도 있다). 바꾸어 말하면, 원하는 애플리케이션을 위한 모든 원하는 기능 또는 성능을 제공할 수 있는 네트워크 플랫폼이 존재하거나 구현될 수 없을 수 있다. 따라서, 특히, 센서 네트워크(102, 104)의 통상적인 자원 제약 환경에 있어서, 상이한 네트워크 플랫폼이 요구되는 경우가 있을 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 메시지 핸들러(144, 148) (및 연관된 메시지 브릿지(143) 및 서비스 게이트웨이(146))는 본질적으로 오류 관리자(136)가, 예를 들어, 오류를 진단하고, 오류로부터 복구하는 것과 관련하여, 단지 하나의 통신 프로토콜 (및 네트워크 플랫폼)이 존재하는 것처럼 동작하게 할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 도시된 바와 같이, 네이티브 메시지 핸들러(144)는 실제로 복수의 네이티브 메시지 핸들러(즉, 다수의 센서 네트워크에 의해 구현될 수 있는 각각의 상이한 통신 프로토콜에 대한 것)를 나타내는 것일 수 있다.
이미 기술된 바와 같이, 시스템(100)의 구조로 인해 오류 관리자(136)가, 마치 모든 상이한 센서 네트워크가 (오류 관리자(136)에 실제 적용할 목적으로) 동일한 하드웨어 및 소프트웨어 플랫폼(들) 상에서 동일한 통신 프로토콜(들)을 실행 중이었던 것처럼 통신을 하는 것이 (예컨대, 센서 네트워크(102, 104)에 포함되지만 이에 한정되지 않는, 다수의 상이한 센서 네트워크에 질의하고 그 네트워크로부 터 업데이트를 수신하는 것이) 가능하게 된다.
메시지 전송 시스템(150)은 각각의 메시지 핸들러(144, 148)로부터 적절한 시스템 모니터(136)로 메시지 및/또는 이벤트를 전송하도록 구성될 수 있고, 또한 하나 이상의 시스템 모니터(들)(136)로부터 센서 네트워크들(102, 104) 중 소정의 하나 (또는 그 이상의) 센서 네트워크(들)로 (호출(invocation) 등의) 메시지를 전송하도록 구성된다. 예컨대, 메시지 전송 시스템(150)은 컨텐츠-기반 메시징 시스템으로 구현될 수 있는데, 이 시스템은 메시지의 컨텐츠에 기초해 메시지를 분석하여 그것의 소스 및/또는 대상(destination)을 결정하도록 구성되고, 이미 기술된 공통 통신 프로토콜 또는 표준 통신 프로토콜(들)을 이용해 동작할 수 있다.
예컨대, 수 개의 비즈니스 애플리케이션(118)은 센서 네트워크들(102, 104) 중 하나 이상의 센서 네트워크에 의해 검출된 온도 측정치와 관련될 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 비즈니스 애플리케이션이 식품 안전, 또는 위험 물질/화학 제품 안전과 연관될 수 있고, 서비스(124)는 온도-검출 서비스일 수 있다. 그러면, 네이티브 메시지 핸들러(144)가 메시지 브릿지(143)로부터 메시지를 수신하는 경우, 네이티브 메시지 핸들러(144)는 적절한 인터페이스를 통해 메시지 전송 시스템(150)으로 메시지를 전달할 수 있도록 그 메시지를 캡슐화(encapsulation)할 수 있다. 메시지 전송 시스템(150)은 메시지의 컨텐츠를 분석하여, 예컨대, 섭씨(또는 기타 온도-관련 파라미터) 단위의 측정치가 포함되어 있는지 여부를 결정할 수 있다. 메시지 전송 시스템(150)은 오류 관리자(136)로 메시지를 전달할 수 있는데, 오류 관리자(136)는 오류가 온도 측정치와 연관될 수 있는지 여부(예컨대, 온 도 측정치가 물리적으로 가능한 특정 범위를 벗어나 있는지 여부), 오류 복구가 이루어질 수 있는지 여부 및 그 방법(예컨대, 적절한 장치에 대한 새로운 온도 검출 서비스 배치)을 결정하는 다양한 알고리즘을 구현할 수 있다.
도 2는 도 1의 시스템(100)의 추가적인 또는 대안적인 구현을 나타내는 시스템(200)의 블록도이다. 도 2의 예에는, 도 1의 시스템(100)의 예시적인 구현이 장치 계층(202), 미들웨어 계층(204) 및 애플리케이션 계층(206)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 미들웨어 계층(204)은 플랫폼 추상화 계층(platform abstraction layer; 204a) 및 오류 관리 계층(204b)을 포함하는데, 도 1에 대한 이상의 기술, 그리고 이하의 기술로부터 알 수 있는 바와 같이, 이러한 계층들은 시스템(200) 내에서 사용될 수 있는 하드웨어 플랫폼의 다양성에도 불구하고 내결함성(fault tolerance)을 위한 상이한 기술들의 구현을 가능하게 한다. 또한, 도 1의 예는 상기 계층들을 포함하도록 상세하게 도시되지 않았지만, 시스템(100) 또한 상기 기술한 바와 같은 유사한 하드웨어/소프트웨어를 사용하여 계층(202 내지 206) 또는 유사한 계층을 구현할 수 있음이 인정될 것이다.
도 2의 장치 계층(202)에서, 이미 언급된 바와 같이, 상이한 센서 네트워크들(102, 104)은 (대응 통신 프로토콜과 함께) 대응 플랫폼을 구현할 수 있고, 비즈니스 애플리케이션(들)(118)과 관련된 센서 판독 결과(sensor readings) 또는 이벤트와 같은 실질적으로 지속적인(constant) 정보를 제공하도록 동작할 수 있다. 애플리케이션 계층(206)에서, 비즈니스 애플리케이션들(118a, 118b, 118c)은 본 명세서에 기술된 바와 같이 네트워크들(102, 104)에 의해 제공되는 데이터 또는 기타 기능성을 사용할 수 있는 애플리케이션을 나타낸다.
상기 기술한 바와 같이, 미들웨어 계층(204)은 플랫폼 추상화 계층(204a) 및 오류 관리 계층(204b)을 포함하는 하위계층들을 포함할 수 있다. 도 2에서, 계층(204a)은 이종의 네트워크들을 애플리케이션 계층(206)과 결합시키기 위한 메커니즘을 제공하고, 오류 관리 계층(204b)은 (네트워크들(102, 104)에서 발생할 필요는 없지만) 네트워크들(102, 104)과 연관된 실패를 검출하고 진단하며 복구한다. 인터페이스(142)에 대한 상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 오류 진단 관리자(138) 및 오류 복구 관리자(139), 그리고 미들웨어 계층(204) 내의 가능한 다른 모든 컴포넌트 및 서브컴포넌트는 시스템(200)의 투명성(transparency) 및 확장성(extensibility)을 보장하도록 돕는 웹 서비스 인터페이스를 제공하거나 포함할 수 있다.
좀더 일반적으로는, 시스템(200)의 프레임워크가 내결함성을 위한 다수의 이점을 제공한다. 예컨대, 상기 기술된 프레임워크의 확장성은 새로운 기술과 접근 방식이 용이하게 통합될 수 있도록 한다. 플랫폼 추상화 계층(204a) 및 오류 관리 계층(204b)에 의해 제공되는 투명성은 비즈니스 애플리케이션(118)으로 하여금 사용 중인 내결함성 기술, 또는 하드웨어 플랫폼의 다양성 정도를 고려하지 않을 수 있게 한다. 유사하게, 이미 기술된 바와 같이, 프레임워크는 (예컨대, 한 명의 소비자가 상이한 공급자들로부터 상이한 장치들 또는 센서 네트워크들을 구입한 경우 등에 이루어질 수 있는) 상이한 하드웨어 플랫폼들의 용이하고 신뢰할 수 있는 통합을 지원한다. 또한, 시스템(200)의 프레임워크는, 센서 네트워크들(102, 104) 내에 추가적인 네트워크 트래픽(및 관련 리소스의 소비)을 필요로 하지 않는 방식으로, 크래시(crash), 요청된 데이터의 누락 및 임의의 오류를 포함하는 오류에 대한 식별을 제공한다.
본 명세서에 기술되는 바와 같이, 또 다른 이점들은, 예컨대, 오류 발생 여부만을 결정하는 것이 아니라 그 오류의 원인을 자동으로 식별하는 등으로 오류를 분리하는 시스템(200)의 기능에 관한 것이다. (예컨대, 네트워크(102)로부터의 데이터 수신 실패시, 오류의 원인이 전송 장치의 하드웨어 실패, 전송 장치 상에 배치된 서비스의 소프트웨어 실패, 또는 전송 장치로부터 원하는 데이터를 전송하는 것과 연관된 라우팅 실패 중의 하나 이상의 실패일 수 있는지가 오류 분리에 의해 결정될 수 있다.) 이러한 방식으로 오류의 원인을 결정함으로써, 예컨대, 오작동 장치(malfunctioning device) 또는 인접 장치에 서비스를 재배치하여 오류로부터 자동으로 복구되는 것이 가능할 수 있다.
시스템(200)에서, 도 1의 메시지 핸들러들(144, 148)은 플랫폼 추상화 계층(204a)에 포함된 것으로 도시되어 있고, 이들은 도시된 바와 같이 "플랫폼 A"를 구비한 센서 네트워크(102) 또는 "플랫폼 B"를 구비한 센서 네트워크(104) 중 어느 하나의 센서 네트워크로부터 메시지 또는 기타 이벤트를 수신할 수 있다. 로컬 장치들(208a 및 208b) 각각은 센서 네트워크들(102, 104)로부터의 데이터를 위한 로컬 싱크(local sink)로서 기능할 수 있고, 네트워크들(102, 104)로부터의 메시지 또는 네트워크들(102, 104)에 대한 메시지를 적절한 이벤트 핸들러(144, 148)로 전달하는 것을 담당할 수 있다.
메시지가 수신되고 이어서 그 메시지가 공통 통신 프로토콜로 번역되면, 메시지 핸들러들(144, 148)은 그 메시지를, 예컨대, 도 1의 메시지 전송 시스템(150)의 일부일 수 있는, 통지 중개자(notification broker; 210)에게 전달할 수 있다. 통지 중개자(210)는 웹 서비스 규격인 WSBrokeredNotification을 따를 수 있고, 이러한 이벤트 및/또는 메시지를 수신하여, 예컨대, 시스템(200)의 메시지의 컨텐츠 및 다른 컴포넌트의 구독 프로파일(subscription profile)에 기초하여 그 메시지를 전달(예컨대, 게시)하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 메시지는, 상태 모델(140), 오류 진단 관리자(138) 및/또는 비즈니스 애플리케이션(118)의 구독과 연관된 주제에 관한 것일 수 있다.
예컨대, 이미 언급된 바와 같이, 통지 중개자(210)는 메시지 전송 시스템(150)의 컴포넌트라고 간주될 수 있고, 예컨대, 메시지의 원인이 된 이벤트와 관련된 메시지 컨텐츠 및/또는 메시지가 속하는 특정 주제와 관련된 메시지 컨텐츠에 기초하여, 통지 메시지를 공통 통신 프로토콜을 사용해 일반적인 이벤트 포맷으로 적절한 목적지(들)에 전달할 수 있다. 예컨대, 위의 예와 유사하게, 센서 네트워크(102)는 (예컨대, 온도가 바람직한 최대값을 초과한다는 정보를 제공하는) 온도 검출 메시지를 생성할 수 있고, 종국에는 (네이티브) 메시지 핸들러(144), 나아가 통지 중개자(210)로 전달되는 메시지를 생성할 수 있다.
이벤트의 컨텐츠에 기초하여, 통지 중개자(206)는 그 이벤트와 연관된 주제에 대한 하나 이상의 구독자를 결정한다. 예컨대, 상태 모델(140)은 "온도-관련 이벤트"라는 주제, 또는 "센서 네트워크(102)로부터의 모든 메시지"라는 주제를 구 독할 수 있고, 그에 따라 상태 모델(140)을 적절히 갱신하는데 사용되는 관련 메시지를 수신할 수 있다.
오류 관리 계층(204b)은 주로 오류를 진단하고, 오류의 원인을 결정하며, 가능하다면 오류로부터 복구하도록 기능할 수 있다. 이러한 기능의 수행 중에, 오류 진단 관리자(138)는 상태 모델(140)과 통신하여 상태 모델(140)로부터의 오류를 검출하거나 결정하도록 구성되는 오류 검출자(212)를 포함할 수 있다. 이미 언급된 바와 같이, 오류 분리자(214)는 적절한 센서 네트워크와 연관된 오류의 이유 또는 원인을 분리하거나 결정하도록 구성될 수 있다.
예컨대, 오류 검출자(212)는 센서 노드로부터의 특이 판독 결과(outlier readings)을 식별할 수 있다. 그러면, 오류 분리자(214)는 이러한 정보에 기초하여, 어쩌면 (예컨대, 장치 관리자(141)로부터의) 추가적인 입력에도 기초하여, 센서와 그것의 대응 노드 사이에 끊어진 접속이 있는지 여부를 결정할 수 있다.
오류 분리자(214)의 결과는 오류 복구 관리자(139), 예컨대, 실패를 복구하는데 요구되는 동작이 있다면 어떤 동작(들)이 요구되는지에 대한 평가를 담당할 수 있는 결정 논리(decision making logic; 216)에 전달될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 결정 논리(216)는 문제가 된 하드웨어 컴포넌트를 수리하거나 교체하도록 기술자를 현장에 보내는 등의 수동 작업을 나타내거나 포함할 수 있는 작업흐름을 유발할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 결정 논리는 센서 네트워크들(102, 104)과 비즈니스 애플리케이션(들)(118) 사이, 또는 이들 내부에서의 메시지 라우팅이 재구성되도록 할 수 있다.
이러한 오류 복구 기술 및 다른 오류 복구 기술들이 가능하지만, 도 2는 센서 값 통합 블록(sensor value fusion block; 220) 및 맵핑 논리(222)를 포함하는 복구 모듈(218)을 도시한다. 센서 값 통합 블록(220)은, 예컨대 동일하거나 유사한 센서들의 유사한 출력들을 통합하거나 결합(예컨대, 평균화)함으로써 오류를 복구하도록 동작하여, 동작하지 않는 하나의 센서의 효과를 최소화할 수 있다. 맵핑 논리(222)는 오류 진단 관리자(138)에 의해 결정된 결함이 있는 기능성을 대신할 수 있는 임의의 다른 노드가 존재하는지 여부를 결정하고, 존재하는 경우 이러한 노드가, 결정된 오류의 완화 또는 보상을 위해 선택된 교체/복구 서비스를 수신하도록 현재 구성되고, 수신할 수 있는지 여부를 결정하는 맵핑 기능을 수행한다. 그리고, 코드 분배 관리자(224)는 서비스 리포지토리(126)로부터 결정된 실행 파일을 획득하는 것을 담당한다.
따라서, 맵핑 논리(222) 및 코드 분배 관리자(224)는 도 1의 서비스 맵퍼(132)의 일부로 볼 수 있는데, 도시된 바와 같이, 상이한 계층들(204b 및 204a)에 포함됨을 나타내기 위해 도 2에서는 그들 각각의 기능성이 분리되어 있다. 즉, 코드 분배 관리자는 서비스 주입자(들)(134) 중 적절한 서비스 주입자를 선택하여 그것과 통신하는 것을 담당하고, 각각의 서비스 주입자는 공통 프로토콜로부터, 원하는 서비스가 배치/주입될 센서 네트워크에 의해 사용되는 프로토콜로 전송을 번역하는 것을 담당한다. 즉, 메시지 핸들러들(144, 148)과는 본질적으로 반대되는 동작으로서, 서비스 주입자(134)는 복수의 서비스 주입자를 나타낼 수 있고, 각각의 서비스 주입자는 센서 네트워크들(102, 104) 중 적어도 하나의 센서 네트워크에 의해 사용되는 프로토콜과 연관되며, 각각의 서비스 주입자는 센서 네트워크들(102, 104) 중 하나의 대응 센서 네트워크에 그것의 페이로드(payload)(들)을 전달하는 것을 담당할 수 있다. 따라서, 다시, 센서 네트워크들(102, 104)과의 통신에 있어서, 애플리케이션 계층(206)을 위한 투명성이 유지된다.
도 1과 관련하여 언급된 바와 같이, 로컬 오류 관리자(137)는 오류 관리자(136)와 유사하거나 동일한 기능성의 일부 또는 전부를 센서 네트워크들(102, 104)의 하나 이상의 장치와 관련하여 구현할 수 있다. 예컨대, 그룹 오류 검출자(226)에 의하여 네트워크-내 오류 검출 알고리즘이 적용될 수 있는데, 그룹 오류 검출자(226)는 센서 네트워크(102)의 노드들 사이의 공동 작업 개념을 사용하여, 예컨대, 특이 판독 결과(outlier readings) 및/또는 크래시 실패를 식별할 수 있다. 또한, 노드는, 예컨대 자가-진단 모듈(228)을 사용하여, 자가-진단을 수행해 (예컨대, 100% 이상의 습도 등의) 불가능한 판독 결과 및 임박한 배터리 실패와 같은 가능한 실패를 식별할 수 있다. 그리고, 문제되는 장치/노드 그룹에 대한 새로운 리더(leader)의 선택 또는 센서 통합 기술과 같은 오류 복구 기술이 장치 계층에 적용될 수 있다.
일부 실시예에서, 로컬 오류 관리자(137)는 오류-관련 메시지를 대응 메시지 핸들러로, 따라서 통지 중개자(210)로 전달할 수 있다. 이러한 경우, 메시지(들)은 오류 분리자(214)로 바로 전달되는데, 이는 장치 계층(202)에서 이미 오류 검출이 수행되었기 때문이다.
도 2에서 마지막으로, 요청 프로세서(226)는, 예컨대, 애플리케이션 계 층(206) 또는 오류 관리 계층(204b)으로부터의, 센서 네트워크들(102, 104)의 하나 이상의 장치의 요청이 가능하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 애플리케이션(118b)이 온도 판독 결과의 빈도 증가를 요청할 수 있고, 요청 프로세서(226)는 번역을 위해 적절한 메시지 핸들러로 전달하며 필요한 센서 네트워크 및 그것의 바람직한 장치로 전달할 수 있다. 일부 실시예에서, 요청 프로세서(226)는 비동기 호출(asynchronous invocations)을 가능하게 할 수 있는 하나 이상의 버퍼를 포함할 수 있는데, 이는, 예컨대, 센서 네트워크들(102, 104)의 하나 이상의 노드가 일정 시간동안 교신하지 않을 때(예컨대, 전송 범위 밖에 있을 때) 유용할 수 있다.
도 3은 도 1 및/또는 2의 시스템에서 발생할 수 있는 오류 전파(fault propagation)의 예를 나타내는 블록도(300)이다. 도 3은 오류 전파의 경로를 따라 정의될 수 있는 4개의 계층(302, 304, 306, 308)을 도시한다. 예컨대, 노드 또는 장치 수준의 계층(302)은 배터리 또는 기타 전원, 이미 기술된 메모리(122) 및 CPU(124)뿐만 아니라 측정치를 수집하기 위한 실제 센서(214) 및 네트워크 계층(304)과 통신하기 위한 필수 네트워크 인터페이스와 함께, 장치를 위한 인클로저(예컨대, 케이싱 또는 커버)를 나타내거나 포함하는 하드웨어(303)를 포함할 수 있다. 한편, 소프트웨어(317)는, 예컨대, 네트워크 계층에 메시지를 전달하기 위한 라우팅 트리와 같은 라우팅 정보(318)뿐만 아니라, 대응 노드의 미디어 액세스 제어(MAC) 주소에 관한 정보 및 검출된 데이터를 수집하기 위해 센서와 함께 동작하는 데이터 획득 모델(322)을 포함할 수 있다.
네트워크 계층(304)은 노드(302)로부터 싱크 계층(306)으로의 메시지 라우팅 과 연관된 경로(324) 및 링크(326)를 포함한다. 예컨대, 장치(108)로부터의 메시지는 먼저 장치(110)로 라우팅되고, 이어서 (예컨대, 도 2의 싱크(208a) 등의) 메시지 브릿지(143)로 라우팅된다. 네트워크 계층(304)은, 예컨대, 노드 계층(302)의 라우팅 정보(318)에 따라, 장치들 간의 링크들을 관리하고 경로를 정의한다.
그리고 싱크 계층(306)에서, 하드웨어 컴포넌트에는, 예컨대, 센서 네트워크 노드 또는 백엔드 계층(308)과 통신하기 위한 무선 센서 네트워크 인터페이스(332) 및 백엔드 네트워크 인터페이스(334)와 함께 CPU(328), 메모리(330), 전원 공급 장치(326)가 포함될 수 있다. 싱크의 소프트웨어에는, 예컨대, 센서 네트워크(102)의 장치들 각각과 싱크(204a) 사이의 클럭을 조화시키기 위한 클럭 동기자(336)가 포함될 수 있다. 집계자(338)는 센서 네트워크 노드들/장치들 중 복수의 노드/장치로부터의 판독 결과를 집계할 수 있고, 또한, 예컨대, 질의된 장치의 현재 위치 또는 상태와 관련된 질의를 네트워크들(102, 104)에 전달하는 질의 모듈(340)을 포함할 수 있다. 도 3에서 마지막으로, 백엔드 계층(308)은 애플리케이션(344)을 포함할 수 있는데, 이는 수집된 데이터를 모니터링하고, 예컨대, 수집된 데이터를 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 제시하기 위한 애플리케이션, 또는 (비즈니스 애플리케이션(118)을 포함하는) 기타 백엔드 애플리케이션뿐만 아니라, 백엔드와 센서 네트워크 장치(들) 사이의 단부 간 연결(end-to-end connection)을 포함할 수 있다.
따라서, 도 3으로부터, 오류가 시스템(300)의 사실상 임의의 계층에서 발생할 수 있고, 발생 후 일반적으로 백엔드 계층(308)을 향해 전파될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 예컨대, 무선 센서 네트워크는 주로 가혹한 환경에 배치되므로 다양한 하드웨어(303) 및 소프트웨어(317) 컴포넌트 각각이 대응하는 유형의 오류를 발생시킬 수 있다. 예컨대, 인클로저(310)는 기계적 응력을 받거나, 물 또는 불과 접촉할 수 있고, 또는 안테나와 같은 노출된 전자 부품을 포함할 수 있다. 나아가, 노드가 예상한 대로 동작하지 않도록 하는 소프트웨어 버그 또는 기타 오작동, 또는 낮은 배터리 전력으로 인한 센서 오판독이 발생할 수 있다.
네트워크 계층(304)에서, 라우팅-관련 오류는 절단되거나 오도된 메시지, 메시지의 충돌 또는 수용할 수 없는 지연으로 이어질 수 있다. 그러나, 다른 경우에는, 노드가 적합한 링크 연결을 가짐에도 불구하고 메시지가 경로 오류로 인해 대상에 배달될 수 없다. 특히, 라우팅 계층의 소프트웨어 버그는 순환 경로, 또는 부정확한 대상으로의 메시지 배달 등으로 이어질 수 있다. 다른 예로서, 노드가 일정 정도의 이동성을 갖는 경우, 노드가 범위를 벗어난 영역으로 갈 수 있다.
싱크 계층(306)에서, (예컨대, 장치들(208a, 208b)과 같은) 백엔드로의 전파를 위해 네트워크로부터의 데이터를 수집하는 장치(싱크)는 상기 도시되고 기술된 컴포넌트들과 같은 컴포넌트의 오류에 취약하다. 예컨대, 전원 공급 장치(326)와 관련하여, 상설 전원 공급 장치가 존재하지 않는 영역에 싱크가 배치될 수 있다. 이러한 경우, 태양 전지와 함께 배터리가 사용되어 필요한 양의 에너지를 공급할 수 있다. 이러한 경우, 싱크는, 예컨대, 전원 셀을 덮은 눈과 같은 자연 물질로 인한 배터리 실패에 취약하고, 열악한 날씨나 기타 자연 현상의 결과로서 연락이 불가능하게 될 수 있다.
도 3에서 마지막으로, 백엔드 계층(308)이 오류를 겪으면, 예컨대, 애플리케이션(344)이 소프트웨어 오작동 또는 하드웨어 실패로 인한 오류를 겪으면, 전체 시스템에 결함이 있는 것으로 간주된다. 예컨대, 모든 센서 데이터가 적절하게 수집되고 전송된 경우라도, 이 수집된 데이터를 올바르게 제시하는 애플리케이션(344)의 실패는 사용자(도 3에는 도시 생략)가 고려되지 않는 한, 의도된 목적에 적합하지 않은 시스템을 나타낸다.
따라서, 하위 계층에서의 실패가 검출되고 분리되며 정정되므로, 도 1 및 2의 프레임워크는 실패가 시스템의 상위 계층으로 전파되기 전에 실패가 전파될 위협의 감소를 제공함을 알 수 있을 것이다. 나아가, 오류가 발생하여 상위 계층으로 전파된 경우라도, 도 1 및 2의 프레임워크는 그와 동일한 오류가 빈번하게 발생할 가능성을 줄이도록 기능할 수 있다.
도 4는 도 1 내지 2의 시스템들의 동작의 제1 예를 나타내는 흐름도(400)이다. 도 4의 예에서, 복수의 노드 네트워크와 연관된 네트워크 관련 데이터가 복수의 메시지 핸들러 중 하나에서 수신될 수 있다(402). 복수의 메시지 핸들러 각각은 노드의 대응 네트워크 및 노드의 대응 네트워크에 의해 사용되는 대응 통신 프로토콜과 연관될 수 있다. 예컨대, 도 1과 관련하여 도시되고 기술된 바와 같이, 메시지 핸들러들(144, 148)은 센서 네트워크들(102, 104) 각각으로부터 메시지를 수신할 수 있다.
네트워크 관련 데이터는 대응 통신 프로토콜로부터 공통 통신 프로토콜로 번역될 수 있다(404). 예컨대, 메시지 핸들러들(144, 148)은 메시지를 제1 및 제2 통신 프로토콜 각각으로부터 (예컨대, 통지 중개자(210) 등의) 메시지 전송 시스템(150)이 이해하는 공통 통신 프로토콜로 번역할 수 있다.
공통 통신 프로토콜의 네트워크 관련 데이터는 복수의 노드 네트워크와 관련된 상태 정보를 기술하는 상태 모델로 제공될 수 있다(406). 예컨대, 통지 중개자는 메시지 핸들러들(144, 148)로부터 수신된 메시지를 상태 모델(140)에 게시할 수 있다.
상태 모델에 기초하여, 복수의 노드 네트워크의 동작과 연관된 오류가 진단될 수 있다(408). 예컨대, 오류 진단 관리자(138)는 (어쩌면 장치 관리자(141)나 기타 컴포넌트 및) 상태 모델(140)에 질의하거나 그것과 통신하여 오류가 발생하였는지 여부(예컨대, 예기치 않은 판독 결과와는 달리, 잘못된 온도 판독 결과가 획득되었는지)를 결정하는데 충분한 정보를 획득할 수 있다. 좀더 구체적으로는, 오류 검출기(312)가 상태 모델의 메시지/이벤트를 분석하여 오류의 존재를 검출할 수 있고, 그러면 오류 분리자(314)는 오류의 원인 또는 기인을 분리할 수 있다.
노드에 의해 사용되는 대응 통신 프로토콜을 사용하여 노드 네트워크의 한 노드에 서비스를 배치함으로써 오류가 복구될 수 있다(410). 예컨대, 서비스 맵퍼(132), 및/또는 맵핑 논리(222)와 코드 분배 관리자(224)는, 시스템(100/200)의 오류의 소스로 진단되어 분리된 배치 서비스를 대체하는데 적합한, 서비스 리포지토리(126)로부터의 서비스 실행 파일을 결정한다. 그리고, 서비스 주입자(134)는 그 결정된 서비스의 배치에 적합하다고 맵핑 논리(222)에 의해 결정된 하나 이상의 노드에 그 서비스 실행 파일을 주입할 수 있다.
도 5는 도 1 내지 2의 시스템들의 동작의 제2 예이다. 도 5의 예에서, 노드 네트워크와 연관된 메시지 또는 기타 이벤트와 같은 네트워크 관련 데이터가 하나 이상의 메시지 핸들러에서 수신될 수 있다(502). 메시지 핸들러는 수신된 메시지를 통지 중개자(210)로 전달하기 위해 공통 통신 프로토콜로 번역할 수 있고(504), 나아가 통지 중개자(210)는 메시지를 상태 모델(140)에 전달(게시)할 수 있다(506).
오류 검출이 이루어져야 하는지 여부에 대한 결정이 이루어질 수 있다(508). 예컨대, 특정 오류 검출 알고리즘이 그것의 주기적인 구현을 위해 스케쥴링될 수 있다. 다른 예에서, 예컨대, 예상외의 시점에 수신된 메시지 또는 예상외의 값과 같은 상태 모델의 메시지의 일부 특성에 의해 오류 검출이 트리거링될 수 있다. 오류 검출이 이루어질 필요가 없으면, 메시지 핸들러는 계속하여 후속 네트워크 관련 데이터를 수신한다(502).
오류 검출이 이루어져야 하면(508), 가능한 검출될 오류 유형이 결정될 수 있다(510). 예컨대, 상이한 오류 유형들이 주기적으로 확인될 수 있다. 다른 예에서, 상태 모델의 정보가 오류 검출기를 오류의 특정 유형을 확인하도록 트리거링할 수 있다.
그리고, 오류 검출기(212)는 상태 모델(140)로부터의 정보를 요청할 수 있다(512). 즉, 이미 언급된 것과 같이, 무선 센서 네트워크는 그것의 메시지/이벤트를 본 명세서에 기술된 것과 같은 메시지 핸들러들(144, 148)로 전파시킬 수 있다. 이러한 메시지의 포맷은 하드웨어 플랫폼에 의존할 수 있지만, 일반적으로 검 출된 센서 판독 결과, 전송 중인 노드/장치에 대한 식별자 및 각각의 메시지/이벤트를 위한 타임스탬프를 포함할 수 있다. 물론, 노드 상에서 실행 중인 애플리케이션에 따라 추가적인 정보가 또한 이용가능할 수 있다. (예컨대, 상태 모델(140) 등의) 구독 중인 컴포넌트로의 게시가 이어지도록 통지 중개자(210)에 메시지가 전달될 때, 메시지는 센서 판독 결과, 노드 식별자 및 타임스탬프뿐만 아니라 기원(originating) 센서 네트워크의 하드웨어 플랫폼에 대한 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 적어도 이러한 정보가 오류 검출자(212)에 대해 이용가능할 수 있다.
따라서, 오류 검출자(212)는 분석되는 실패의 종류에 따라 상태 모델로부터의 서로 다른 데이터를 요청할 수 있다. 예를 들어, 시간제한 크래시 실패의 경우(512a), 오류 검출자(212)는 관련 노드 또는 노드 그룹이 마지막으로 전송한 이벤트의 타임스탬프를 요청할 수 있다. 링크 실패(512b)의 경우, 오류 검출자(212)는 각 노드에 의해 전송된 메시지들 사이의 시간 차이를 요청할 수 있다. 센서 값 실패(512c)의 경우, 분석된 기간 내의 노드로부터의 타임 스탬프 및 센서 판독 결과가 수신될 수 있다.
그러면 오류 검출자(212)는 실패가 발생하였다는 것을 판정할 수 있다(514) (그렇지 않으면, 네트워크 관련 데이터의 수신이 계속될 수 있다(502)). 만약 그렇다면, 오류 검출자(212)는 실패의 원인을 판정하기 위하여 오류 메시지를 오류 분리자(214)에게 전달할 수 있다(516). 이 오류 메시지는 오류 발생 시간, 오류 종류, 노드 식별자, 및 관련 하드웨어 플랫폼에 관한 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 서로 다른 오류 검출 신호의 내용에 따라, 오류 분리자(214)는 오류의 원인을 나타내기 위하여, 예컨대 이진 결정 트리 또는 규칙 등을 포함하는 분리 기술을 적용할 수 있다(518). 원인이 분리되면, 오류 분리자(214)는 오류의 원인에 관한 메시지를 오류 복구 관리자(139), 예컨대 결정 논리(216)로 전달할 수 있다(520). 이 메시지는 실패의 종류, 실패의 원인, 실패 장소, 및 오류 발생 시간을 포함할 수 있다.
결정 논리(216)는 오류 분리자(214)로부터 메시지를 수신하고, 복구 모듈(218)에게 전달하기 위해 오류 복구 절차를 판단할 수 있다(522). 이 명세서에서 참조되듯이, 복구 모듈(218)이 복구를 수행하기 위해 가능한 다수의 선택사항이 있다. 예를 들어, 센서 또는 다른 장치 하드웨어를 정정 또는 수리하기 위하여, 수동의 워크플로우가 개시될 수 있다. 또는, 잠재적인 센서 값 오류를 완화하기 위하여, 센서 값의 통합이 일어날 수 있다. 도 5의 예에서, 검출되고 분리된 오류는 네트워크 노드 내에 배치된 서비스와 관련된 것일 수 있다고 가정할 수 있으며, 그렇다면 결정 논리(216)는 구체적인 복구 기술, 오류 출처(예컨대, 하나 이상의 노드, 또는 이들의 하드웨어/소프트웨어)에 대한 식별자, 복구 대상(예컨대, 원하는 센서 판독 결과, 센서 네트워크(102, 104)에 (재)배치될 수 있는 서비스의 이름)등을 포함할 수 있는 메시지를 복구 모듈(218; 예컨대 맵핑 논리(222))에 전달할 수 있다.
맵핑 논리(222)는 이전에 진단되었던 오류를 완화 또는 제거하기 위한 방법으로 동작되는 것으로 판단될 수 있는 새로운 서비스를 배치할 새로운 노드를 (아마도 장치 관리자(141)을 사용하여) 결정할 수 있다. 이 기술은 네트워크에서 운 영중인 서비스 인스턴스 몇몇을 유지하려 할 수 있다. 일단 노드가 선택되면, 맵핑 논리(222)는 대상 노드의 식별자 정보, 관련 센서 네트워크가 사용하는 관련 하드웨어 플랫폼 및 관련 통신 프로토콜 정보, 그리고 배치될 서비스와 관련된 서비스 식별자 정보를 포함하는 이러한 정보를 코드 분배 관리자(224)에게 전송할 수 있다.
그 후 코드 분배 관리자(224)는 해당 네트워크의 관련 하드웨어 플랫폼에 관한 정보뿐만 아니라 원하는 서비스의 서비스 식별자에 기초하여, 서비스 리포지토리(126)로부터의 원하는 서비스 실행 파일을 판정하고 요청할 수 있다. 최종적으로 도 5에서, 코드 분배 관리자(224)는 올바른 서비스 주입자(134)를 선택할 수 있고, 각각의 노드에 어떤 서비스가 배치되어야 하는지를 (대응 메시지 내에) 나타낼 수 있다. 이 메시지는 예컨대, 노드 식별자, 관련 하드웨어 플랫폼, 서비스 식별자, 및 분배 방법, 그리고 실행가능 서비스(또는 이들에 대한 참조자)를 포함할 수 있다. 이렇게 하여 서비스 실행 파일은 무선 센서 네트워크 내에서 분배될 수 있다. 메시지의 형식과 내용은 하드웨어 플랫폼 및 선택된 방법에 따라 달라질 수 있다.
도 5에 관하여 설명한 이러한 오류의 검출은 백엔드의 도움을 받아서 오류 검출자(212)를 통하여, 및/또는 장치 계층(202) 내에서 수행될 수 있음을 이해할 것이다. 무선 센서 네트워크 자체는 예컨대 이 명세서에서 설명한 바와 같이 로컬 오류 관리자(137)를 사용하여 노드 상태를 모니터링할 수 있고, 그 후 로컬 오류 관리자는 미들웨어 계층(204)으로 오류 검출 이벤트를 전송할 수 있다. 이들 메시 지/이벤트는 검출된 오류의 종류, 노드 식별자, 및 오류의 발생 시간을 포함할 수 있다. 이러한 예에서, 메시지 핸들러(들)은 메시지를 수신하여, 대응 하드웨어 정보를 추가하고, 통지 중개자(210)에게 메시지를 전달할 수 있다. 로컬 오류 관리자(137)에서 오류 검출이 이미 일어난 경우, 통지 중개자(210)는 오류 분리자(214)로 메시지(들)을 직접 전달할 수 있다.
이 명세서에 제공한 예들의 대부분이 상업용 어플리케이션 또는 설정에 관련된 것이지만, 이러한 예들은 단지 예시를 위한 것이며, 이 설명은 폭넓고 다양한 설정에서 응용 가능하다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 설명된 특징들은 과학적인 연구(예를 들어, 환경 상태를 연구하기 위해 배치된 센서 네트워크)와 관련하여, 또는 개인적인 사용, 정부의 사용을 위해 구현될 수 있다. 기타의 구현 또는 사용 역시 자명하다.
이 명세서에서 설명한 다양한 기술들은 디지털 전자 회로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 구현은, 예컨대 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터와 같은 데이터 처리 장치에 의해 실행되도록, 또는 이들의 동작을 제어하기 위하여, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 예컨대 기계 판독가능 저장 장치, 전파 신호와 같은 정보 전달매체에 유형으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 전술한 컴퓨터 프로그램과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일 언어, 또는 인터프리팅 언어를 포함하는 임의의 형태의 프로그램 언어로 작성될 수 있고, 단독 프로그램, 또는 모듈, 컴포넌트, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서 사용되기 위해 적합한 기타 구성을 포함하는 임의의 형태로 배치될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 한 컴퓨터 또는 한 장소에 있는 다수의 컴퓨터, 또는 다수의 장소에 분산되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결된 다수의 컴퓨터에서 실행되기 위하여 배치될 수 있다.
방법 단계들은 입력 데이터를 조작하여 출력을 생성함으로써 기능을 수행하기 위하여 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그램 가능 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 예컨대 FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application specific integrated circuit) 등의 특수 목적 로직 회로에 의해 방법 단계들이 수행될 수 있고, 이러한 특수 목적 회로의 형태로 장치가 구현될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 프로세서는, 예컨대 범용 및 전용 마이크로프로세서, 및 디지털 컴퓨터의 임의의 종류의 임의의 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 일반적으로, 프로세서는 ROM 또는 RAM, 혹은 이들 모두로부터 명령어 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 구성은 명령어를 실행하기 위한 적어도 하나의 프로세서, 및 명령어와 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 메모리 장치를 포함할 수 있다. 또한, 일반적으로 컴퓨터는 데이터 저장을 위한 하나 이상의 대용량 저장 장치, 예컨대 자기 디스크, 광자기 디스크(magneto optical disk), 또는 광학 디스크 등을 포함하거나, 이로부터 데이터를 수신 또는 전송하기 위하여 이와 동작 가능하게 연결되어 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어 및 데이터를 담기에 적합한 정보 전달매체는, 예를 들어, EPROM, EEPROM, 및 플래시 메모리 장치 등의 반도체 메모리 장치, 내장 하드 디스크 또는 이동식 디스크 등의 자기 디스크, 광자기 디스크, 및 CD ROM과 DVD-ROM 디스크 등을 포함하는 임의의 형태의 비휘발성 메모리를 포함한다. 프로세서와 메모리는 특수 목적 로직 회로에 의해 보충되거나 이에 통합될 수 있다.
사용자와 상호 작용하기 위하여, 구현은 사용자에게 정보를 디스플레이하기 위한 CRT 또는 LCD 모니터와 같은 디스플레이 장치, 사용자가 컴퓨터에게 입력을 제공하기 위한 마우스 또는 트랙볼과 같은 포인팅 장치 및 키보드를 구비하는 컴퓨터 상에 구현될 수 있다. 사용자와 상호 작용하기 위하여 다른 종류의 장치들이 사용될 수도 있다; 예를 들어, 사용자에게 제공되는 피드백은, 예컨대 시각적인 피드백, 청각적인 피드백, 또는 촉각적인 피드백 등 임의의 형태의 감각 피드백일 수 있고, 사용자로부터의 입력은 음향, 음성, 또는 촉각 입력 등 임의의 형태로 수신될 수 있다.
구현은, 데이터 서버 등과 같은 백엔드 컴포넌트를 포함하는 컴퓨팅 시스템, 어플리케이션 서버 등과 같은 미들웨어 컴포넌트를 포함하는 컴퓨팅 시스템, 또는 사용자가 구현과 상호작용할 수 있는 그래픽 유저 인터페이스 또는 웹 브라우저 등과 같은 프론트 엔드 컴포넌트를 포함하는 컴퓨팅 시스템, 또는 이러한 백엔드, 미들웨어, 프론트 엔드 컴포넌트의 임의의 조합에 구현될 수 있다. 컴포넌트들은 예컨대 통신 네트워크 등 데이터 통신의 임의의 형태 또는 매체에 의해 상호작용할 수 있다. 통신 네트워크의 예에는 LAN, WAN, 예를 들어, 인터넷이 포함된다.
설명한 구현이 가지는 몇몇 특징들을 이 명세서에서 설명하였으나, 여러 가지 변경, 치환, 변화 및 균등물들도 가능하다. 청구항은 본 발명의 진정한 사상의 범주에 포함되는 이러한 모든 변경과 변화를 포괄하기 위한 것임을 이해할 것이다.
도 1은 노드 네트워크들에서의 내결함성을 위한 시스템의 블럭도이다.
도 2는 도 1의 시스템을 실행하기 위한 다층 내결함성 프레임워크를 도시한 블럭도이다.
도 3은 도 1 및/또는 도 2의 시스템들에서 발행할 수 있는 결함 확대의 예시들을 도시한 블럭도이다.
도 4는 도 1 내지 3의 시스템들의 제1 예시 동작을 도시한 순서도이다.
도 5는 도 1 내지 3의 시스템의 제2 예시 동작을 도시한 순서도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
102, 104: 노드 네트워크
132: 서비스 맵퍼
134: 서비스 주입자
136: 오류 관리자
138: 오류 진단 관리자
139: 오류 복구 관리자

Claims (20)

  1. 시스템으로서,
    제1 통신 프로토콜을 사용하는 제1 노드 네트워크(first network of nodes)와 연관된 제1 네트워크 관련 데이터를 수신하도록 구성된 제1 메시지 핸들러;
    제2 통신 프로토콜을 사용하는 제2 노드 네트워크(second network of nodes)와 연관된 제2 네트워크 관련 데이터를 수신하도록 구성된 제2 메시지 핸들러;
    상기 제1 네트워크 관련 데이터 및 상기 제2 네트워크 관련 데이터를 수신하도록 구성되며, 상기 제1 네트워크 관련 데이터 및 상기 제2 네트워크 관련 데이터를 공통 프로토콜로 라우팅하도록 구성된 메시지 전송 시스템; 및
    상기 네트워크 관련 데이터를 상기 공통 프로토콜로 수신하도록 구성되고, 상기 공통 프로토콜로된 상기 네트워크 관련 데이터에 기초하여, 상기 제1 노드 네트워크 및 상기 제2 노드 네트워크 중 하나 또는 그 이상의 동작에 관련된 오류를 판정하도록 구성된 오류 관리자
    를 포함하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 메시지 핸들러는, 상기 제1 네트워크 관련 데이터를 수신하기 위하 여 메시지 브릿지와 통신하는 네이티브 메시지 핸들러 - 상기 메시지 브릿지는 상기 제1 통신 프로토콜을 사용하여 상기 제1 노드 네트워크의 적어도 하나의 장치와 통신함 - 를 포함하고,
    상기 네이티브 메시지 핸들러는 상기 제1 네트워크 관련 데이터를 상기 제1 통신 프로토콜로부터 상기 공통 통신 프로토콜로 번역하도록 구성된, 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 메시지 핸들러는, 상기 제2 네트워크 관련 데이터를 수신하기 위하여 서비스 게이트웨이와 통신하는 게이트웨이 메시지 핸들러 - 상기 서비스 게이트웨이는 상기 제2 노드 네트워크의 적어도 하나의 장치와 통신하고, 상기 제2 통신 프로토콜과 호환됨 - 를 포함하고, 상기 게이트웨이 메시지 핸들러는 상기 메시지 전송 시스템에 전달하기 위하여, 상기 서비스 게이트웨이로부터 상기 제2 네트워크 관련 데이터를 상기 공통 통신 프로토콜로 수신하도록 구성된, 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메시지 전송 시스템은, 상기 제1 네트워크 관련 데이터 및/또는 상기 제2 네트워크 관련 데이터 중 적어도 일부를, 이에 기초한 오류의 판정을 위하여, 상기 공통 프로토콜을 사용하여 게시하도록 구성된 통지 중개자를 포함하는, 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 메시지 전송 시스템은,
    추가적인 네트워크 관련 데이터에 대한 요청을 수신하고,
    상기 요청의 내용에 기초하여, 상기 추가적인 네트워크 관련 데이터를 제공하도록 구성된 것으로서 상기 제1 네트워크를 선택하고, 그리고
    상기 요청을 상기 제1 메시지 핸들러에게 전달
    하도록 구성된 요청 프로세서를 포함하는, 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 오류 관리자는 상기 제1 노드 네트워크 및 상기 제2 노드 네트워크에서 발생하는 이벤트들을 저장하도록 구성된 상태 모델을 포함하는, 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 오류 관리자는 적어도 제1 노드 네트워크와 관련된 이벤트가 상기 오류와 관련된 것을 판정하도록 구성된 오류 진단 관리자를 포함하는, 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 오류 진단 관리자는 오류 검출자를 포함하고,
    상기 오류 검출자는, 오류의 종류, 및 상기 오류의 종류와 관련된 오류 검출 알고리즘을 판정하도록 구성되고, 상기 오류 검출 알고리즘 및 상기 이벤트에 기초 하여 상기 오류를 검출하도록 구성된, 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 오류 진단 관리자는 오류 분리자(fault isolator)를 포함하고,
    상기 오류 분리자는 상기 오류 검출자로부터 상기 검출된 오류를 수신하도록 구성되고, 상기 노드 네트워크에 관한 상기 오류의 원인을 판정하도록 구성된, 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 오류 관리자는 상기 오류에도 불구하고 상기 네트워크의 동작을 복구하기 위한 복구 방법을 판정하도록 구성된 오류 복구 관리자를 포함하는, 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 오류 복구 관리자는,
    워크 플로우를 트리거링, 센서 값 통합(sensor value fusion)을 수행, 및 상기 노드 네트워크의 노드 내에 서비스를 배치하는 것 중에 하나 이상을 포함하는 복수의 복구 방법 중에 상기 복구 방법을 결정하도록 구성된 결정 로직; 및
    상기 결정된 복구 방법을 실행(implement)하도록 구성된 복구 모듈
    을 포함하는, 시스템.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 오류 회복 관리자에 의해 상기 서비스의 맵핑을 기초로 상기 오류에 대응한 서비스를 대상 노드에 배치하기 위하여, 상기 대상 노드 및 서비스 실행 파일(service executable)을 결정하도록 구성된 코드 분배 관리자; 및
    상기 대상 노드에 상기 서비스 실행 파일을 배치하도록 구성된 서비스 주입자(service injector)를 포함하고,
    상기 서비스 주입자는 복수의 서비스 주입자 중에 상기 제1 통신 프로토콜과 호환가능한 것으로 선택되는,
    시스템.
  13. 시스템으로서,
    복수의 노드 네트워크와 통신하도록 구성되고, 적어도 하나의 백엔드 어플리케이션과 통신하도록 구성된 미들웨어 계층을 포함하고,
    상기 상기 미들웨어 계층은
    상기 복수의 노드 네트워크로부터 제1 네트워크 관련 데이터 및 제2 네트워크 관련 데이터를 각각 제1 통신 프로토콜 및 제2 통신 프로토콜로 수신하도록 구성되고, 상기 제1 네트워크 관련 데이터 및 상기 제2 네트워크 관련 데이터를 공통 프로토콜로 제공하도록 구성된 플랫폼 추상화 계층; 및
    상기 제1 네트워크 관련 데이터 및 상기 제2 네트워크 관련 데이터를 상기 공통 프로토콜로 수신하도록 구성되고, 이들을 기초로 상기 복수의 네트워크 의 동작과 관련된 오류를 판정하도록 구성된 오류 관리 계층
    을 포함하는, 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 플랫폼 추상화 계층은 복수의 메시지 핸들러를 포함하고, 각각의 상기 메시지 핸들러는 적어도 상기 제1 통신 프로토콜 및 상기 제2 프로토콜 중 대응하는 하나를 상기 공통 프로토콜로 번역하도록 구성된, 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 플랫폼 추상화 계층은 복수의 서비스 주입자를 포함하고, 각각의 상기 서비스 주입자는 상기 제1 통신 프로토콜 및 상기 제2 통신 프로토콜 중 대응하는 하나를 사용하여 상기 노드 네트워크의 대응하는 하나에 서비스 실행 파일을 배치하도록 구성된, 시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 오류 관리 계층은 오류 진단 관리자를 포함하고,
    상기 오류 진단 관리자는 상기 노드 네트워크의 동작과 관련된 이벤트가 상기 오류와 관련된 것임을 판정하도록 구성되고, 상기 오류의 원인을 판정하도록 구성된, 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 오류 관리 계층은 오류 복구 관리자를 포함하고,
    상기 오류 복구 관리자는 상기 오류 진단 관리자로부터 상기 이벤트, 상기 오류, 상기 원인과 관련된 오류 관련 메시지를 수신하도록 구성되고, 상기 오류에 대응하기 위한 복구 방법을 결정하도록 구성된, 시스템.
  18. 방법에 있어서,
    복수의 노드 네트워크와 연관된 네트워크 관련 데이터를 복수의 메시지 핸들러- 상기 복수의 메시지 핸들러 각각은 대응 노드 네트워크 및 상기 대응 노드 네트워크에 의해 사용되는 대응 통신 프로토콜에 연관됨 - 중 하나에서 수신하는 단계;
    상기 네트워크 관련 데이터를 상기 대응 통신 프로토콜에서 공통 통신 프로토콜로 번역하는 단계;
    상기 복수의 노드 네트워크에 관한 상태 정보를 기술하는 상태 모델에게 상기 공통 통신 프로토콜로 상기 네트워크 관련 데이터를 제공하는 단계;
    상기 상태 모델에 기초하여, 상기 복수의 노드 네트워크의 동작과 관련된 오류를 진단하는 단계; 및
    상기 노드에 의해 사용되는 상기 대응 통신 프로토콜을 사용하여 상기 노드 네트워크의 노드로 서비스를 배치함으로써 상기 오류를 복구하는 단계
    를 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 공통 통신 프로토콜로 상기 네트워크 관련 데이터를 제공하는 단계는, 상기 네트워크 관련 데이터의 내용 및 상기 상태 모델의 상기 내용의 구독(subscription)을 기초로, 상기 네트워크 관련 데이터의 통지를 상기 상태 모델에게 게시하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 오류를 진단하는 단계는,
    상기 노드 네트워크와 관련된 이벤트를 상기 상태 모델로부터 판정하는 단계;
    오류의 종류를 판정하는 단계; 및
    상기 이벤트가 상기 종류의 오류에 관련된 것임을 판정하는 단계를 포함하는, 방법.
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