网络系统中的节点故障的自适应恢复技术方案

本发明专利技术涉及用于网络系统中的故障恢复的方法和装置，其中链表被创建，其中每一个网络节点知晓在至少一个方向中其邻居节点的网络地址，其中每一个网络节点发送信标至其邻居节点并使得其邻居节点确认信标的接收，以及其中网络节点利用开关设备来检查已失败的邻居节点被连接至的端口的端口状态，以便识别替换节点。

Adaptive recovery of node faults in network systems

The invention relates to a method and device for fault recovery in network system, the list is created, in which each node knows its neighbor node network address in at least one direction, which sends each node beacon to its neighbor nodes and the neighbor nodes to confirm beacon receiving, and port the network nodes using the neighbor node switch equipment to check has failed to be connected to the port, in order to identify the replacement node.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】网络系统中的节点故障的自适应恢复
本专利技术涉及网络系统诸如但不限于基于InternetProtocol（因特网协议）(IP)联网的联网照明控制系统中的故障恢复(failurerecovery)。这样的系统典型地由嵌入式IP节点构成，其中这些IP节点是照明设备(luminaire)、传感器并且有可能是其他的IP设备，其经由技术例如IEEE802.15.4无线联网与提供高速数据连接性和功率至这些IP节点的IPv6overLowpowerWirelessPersonalAreaNetwork（低功率无限个人局域网上的IPv6）(6LoWPAN)或者PoweroverEthernet（以太网供电）(PoE)链路进行连接。
技术介绍
自动化和照明系统利用通信网络。在过去几年中，众多类型的网络已被提议并正在被使用。配置设备和网络来满足具体安装的需要的任务被称为调试(commissioning)。广义上说，调试涵盖广泛的任务，其包括无线电和物理环境的调查(survey)、设备的放置、参数的配置、应用绑定、网络与设备参数的最优化以及正确操作的测试与验证。时常，非技术问题与半技术问题需要被考虑，其包括安装程序的技巧和工作流实践、设备的识别和可访问性的容易以及与其它的无线或有线系统的互操作性和共存。调试进程牵涉许多步骤，即找到并加入或创建网络、建立安全关联、发现（多个）设备与（多种）服务以及建立控制关系（有时被称为找到并绑定(findingandbinding)）。在通信网络中，节点能够是连接点、再分布点或通信端点（某终端器材）。节点的定义取决于所涉及的网络与协议层。物理网络节点是被依附到网络上的有源电子设备并且能够在通信信道上发送、接收或转发信息。典型地，在照明控制系统中具有两种类型的逻辑拓扑结构。一种类型是集中式系统，其具有中央设备或控制器，即所谓的管理在控制器和致动器(actuator)之间的通信并且监测系统健康的“主控制器(master)”或“区域控制器”。另一种类型是分布式架构，其中控制器直接与致动器通信并且健康监测通过办公室管理人员的定期检验来实现。当节点（例如光源(light)或传感器等等）在网络系统中损坏(breakdown)时，通常该节点需要被替换并被重新调试，这是因为新的节点并不包含或知晓该节点在更广的网络系统中的正确操作所需的配置数据和设置。在没有中央控制器的分布式架构中，在替换之后的照明设备故障(failure)和恢复的检测是困难的，这是因为没有监测各种照明设备并且能够自动调试替换设备的中央设备。在专利申请US20130262937中，显示一种方法，其使得网络节点能够通过与来自交换机(switch)内的子网管理器的数据相结合使用心跳机制来检查是否其网络系统中的不同节点已损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于针对网络系统提供有效的维护方案的方法和系统。这些目的利用权利要求1所请求保护的装置、利用权利要求7所请求保护的方法、利用权利要求9所请求保护的网络节点、利用权利要求11所请求保护的网络系统和利用权利要求13所请求保护的计算机程序产品来实现。相应地，利用一组网络节点设立的链表拓扑允许利用其邻居节点的失败(fail)或失灵(malfunction)网络节点的检测，以致这个邻居节点能够利用所连接的开关设备来检查已失败的网络节点被连接至的端口的端口状态，以便识别替换节点。从而，尤其对于没有区域控制器和/或照明服务器的那些系统结构而言，能够提供基于IP或其他智能照明系统的自适应故障恢复。这不同于专利申请US20130262937，因为本专利技术旨在检测替换的节点并从而允许改进的故障处理，而所提及的专利申请旨在减少检查是否网络中的节点已损坏所必需的时间。根据第一选项，网络信息可以包括网络层地址、链路层地址、开关设备的地址和邻居节点被连接至的端口的识别。从而，足够的信息在网络节点上直接可用于检查邻居节点的状态和确定是否它已被替换。根据能够与第一选项进行组合的第二选项，网络节点包括照明设备，以及其中信标信号包含网络节点的链路层地址、当前控制模式、照明场景和传感器数据。信标信号因而能够用来通过网络传达照明系统的控制信息。根据能够与上面的第一选项和第二选项之中的任一选项进行组合的第三选项，装置可以被适配成：如果针对预定的时间周期而言没有确认信号已响应于信标信号而从邻居节点接收到的话，通过在一组节点内发送多播信号，以及在它从邻居节点的邻居节点接收到回答时，通过建立临时链接列表，在至少一个方向中与邻居节点的邻居节点建立临时逻辑链接。临时链接提供能够使得系统更加鲁棒的优势，这是因为即使两个相邻节点被替换，邻域信息也保持可用。根据能够与上面的第一选项到第三选项之中的任一选项进行组合的第四选项，装置可以被适配成：向开关设备的链路层地址表格请求邻居节点的链路层地址，并且基于接收的链路层地址来确定是否邻居节点已被替换。从而，通过简单比较接收的链路层地址和存储在网络节点中的邻居列表中的链路层地址，网络节点能够容易地确定是否其邻居节点已被替换。根据能够与上面的第一选项到第四选项之中的任一选项进行组合的第五选项，装置可以被适配成：将接收的链路层地址转换为网络层地址或针对分配的网络层地址来检查地址解析协议表格；将网络节点的配置信息拷贝至邻居节点；更新有关邻居节点的邻居信息；以及如果已确定邻居节点已被替换，则利用邻居节点的网络信息来改变网络节点的邻居信息。从而，能够实现在节点替换之后的自动重新配置。根据能够与上面的第一选项到第五选项之中的任一选项进行组合的第六选项，多个网络节点可以被适配成：创建逻辑链接，以便设立逻辑圆形链表(circularlinkedlist)。圆形链表拓扑保证：每一个节点具有邻居节点而不管其在网络内的地理位置如何。注意：上面的装置可以基于具有分立硬件组件、集成芯片或芯片模块的安排的分立硬件电路或基于利用存储在存储器中、写在计算机可读介质上或从网络诸如因特网下载的软件例程或程序来控制的信号处理设备或芯片而被实现在网络节点中。应该明白：权利要求1的装置、权利要求7的方法、权利要求9的网络节点、权利要求11的网络系统和权利要求13的计算机程序产品具有类似和/或相同的特别如在从属权利要求中定义的优选实施例。应该明白：本专利技术的优选实施例也能够是从属权利要求或上面的实施例与各自的独立权利要求的任何组合。本专利技术的这些和其他方面从下文描述的实施例中将是显然的并将参考这些实施例来阐明。附图说明在以下附图中：图1显示根据实施例的网络系统的示意布线拓扑；图2显示根据第一实施例的网络系统的示意圆形链表拓扑；图3显示根据第一实施例的链表拓扑中的信标与响应通信的示意图；图4A和4B分别显示根据第一实施例的圆形链表拓扑中的节点故障和由此产生的与开关设备的通信的示意图；图5A和5B分别显示根据第二实施例的临时桥接链接和由此产生的临时链接列表的示意图；和图6显示根据第二实施例的故障恢复处理的流程图。具体实施方式本专利技术的实施例现在基于在基于IP的网络中实现的自适应恢复程序来描述，其中在失灵或失败的节点的替换之后的网络恢复所需的时间和努力的量通过提供恢复机制以便根据以前节点（即失灵节点）的配置来自动地重新配置替换的节点而减少。根据各种实施例，至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在具有多个网络节点（10）的网络系统中启用故障恢复的网络节点，其中所述网络节点被适配成：‑ 通过存储至少包括邻居节点的网络地址、链路层地址和端口识别的网络信息，在所述邻居节点（10）的至少一个方向中创建至至少一个邻居节点的逻辑链接，其中所述邻居节点被连接至开关设备（20），以及其中所述端口识别是所述邻居节点被连接至的所述开关设备的端口的识别；‑ 从所述网络节点发送信标信号至所述邻居节点；‑ 检查来自所述邻居节点的针对所述信标信号的确认信号的接收；‑ 基于所述端口识别，检查所述邻居节点被连接至的所述开关设备（20）的端口的状态，如果对于预定的时间周期而言没有确认信号已响应于所述信标信号而被接收的话，其中所述开关设备的端口的状态至少指示是否节点被连接至所述端口并且在节点被连接至所述端口时指示被连接至所述端口的节点的链路层地址；‑ 基于所述端口的检查状态，确定是否所述邻居节点已被替换，其中如果被连接至所述端口的节点的链路层地址不同于在所述网络节点中存储的所述邻居节点的链路层地址，则所述邻居节点已被替换；和‑ 自动配置所述邻居节点，以响应它已被替换的确定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.13 EP 15154958.1;2015.01.14 CN PCT/CN2015/1.一种用于在具有多个网络节点（10）的网络系统中启用故障恢复的网络节点，其中所述网络节点被适配成：-通过存储至少包括邻居节点的网络地址、链路层地址和端口识别的网络信息，在所述邻居节点（10）的至少一个方向中创建至至少一个邻居节点的逻辑链接，其中所述邻居节点被连接至开关设备（20），以及其中所述端口识别是所述邻居节点被连接至的所述开关设备的端口的识别；-从所述网络节点发送信标信号至所述邻居节点；-检查来自所述邻居节点的针对所述信标信号的确认信号的接收；-基于所述端口识别，检查所述邻居节点被连接至的所述开关设备（20）的端口的状态，如果对于预定的时间周期而言没有确认信号已响应于所述信标信号而被接收的话，其中所述开关设备的端口的状态至少指示是否节点被连接至所述端口并且在节点被连接至所述端口时指示被连接至所述端口的节点的链路层地址；-基于所述端口的检查状态，确定是否所述邻居节点已被替换，其中如果被连接至所述端口的节点的链路层地址不同于在所述网络节点中存储的所述邻居节点的链路层地址，则所述邻居节点已被替换；和-自动配置所述邻居节点，以响应它已被替换的确定。2.根据权利要求1的网络节点，其中所述网络信息包括网络层地址、链路层地址、所述开关设备（20）的地址和所述邻居节点被连接至的端口的识别。3.根据权利要求1的网络节点，其中所述网络节点包括照明设备，以及其中所述信标信号包含所述网络节点（10）的链路层地址、当前控制模式、照明场景和传感器数据。4.根据权利要求1的网络节点，其中所述网络节点被适配成：如果针对预定的时间周期而言没有确认信号已响应于所述信标信号而从所述邻居节点接收到的话，通过在一组节点内发送多播信号，以及在它从所述邻居节点的邻居节点接收到回答时，通过建立临时链接列表，在至少一个方向中与所述邻居节点的邻居节点建立临时逻辑链接。5.根据权利要求1的网络节点，其中所述网络节点被适配成：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锦云，S张，
申请(专利权)人：飞利浦灯具控股公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL