分布式卫星网络资源发现方法技术

本发明专利技术公开了一种分布式卫星网络资源发现方法。所述方法包括：分布式卫星网络初始化时，各个节点向其它节点发送资源信息广告包，各个节点分别建立资源信息路由表；分布式卫星网络初始化后，各个节点通过下列方法查询资源：首先对本地的资源信息进行查询，如果本地能够提供符合条件的资源信息，则查询结束；否则，将查询信息路由到分布式网络中的其他节点进行查询。本发明专利技术可用于卫星网络。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星网络技术，特别是一种针对分布式卫星网络的资源发现方法。
技术介绍
Globus Toolkit是用来开发网格系统和应用的开源服务和软件库。它包括安全、信息架构、资源管理、数据管理、通信和错误检测。MDS(Monitoring and Discovery Service)实现了资源发现功能，它提供了发布和访问网格资源信息的框架。在GT2(Globus Toolkit2)中，MDS-2通过使用LDAP作为信息的统一接口，以提供系统组件状态的信息。MDS-2包括了可配置的信息提供服务(GRIS-Grid Resource Information Service)和可配置的目录信息服务(GIIS-Grid Index Information Service)。GRIS能够提供查询某个特定网格结点中资源的功能。GRIS既能提供如主机标识(ID)的静态信息又能提供如CPU和可用内存的动态信息。一个GIIS包含了被一个特定虚拟组织(VO-Virtual Organization)所管理的所有GRIS的信息，提供了单一的系统映像。一个GIIS可以是几个GIIS的集合，因而GIIS可以是一个层次结构。顶层的GIIS可以回答所有关于位于其下的虚拟组织中资源的查询。GT3实现了MDS-3。与MDS-2相同的是，MDS-3也是基于层次结构。不同的是，MDS-3采用开放式网格服务体系结构(OGSA-Open Grid Services Architecture)模型。OGSA框架中每个资源表示为一个网格服务，因此资源发现问题主要是定位和查询网格服务信息。MDS-3中，资源的信息由索引服务提供。一个索引服务是一个网格服务，它存放所有注册到其上的网格服务的信息。服务数据由服务数据元(SDE-Service Data Elements)组成，SDE描述了单个资源的属性。索引服务的主要功能是提供接口，以查询已注册服务的服务数据的集合视图。索引服务由两个部分组成：提供者和集合器。提供者负责生成SDE，集合器负责集合和索引同一个虚拟组织中主机的SDE。GT4实现的MDS-4符合WSRF(Web Services Resource Framework)规范。MDS-4中的触发(Trigger)服务实现了当满足特定规则集合的事件产生时的通知机制。MDS服务的缺点是它实现的是基于LDAP的树状元数据目录服务，只能管理相对静态对象的描述信息，不能处理对象的频繁更新；不能处理复杂的查询，层次化的查询语言缺乏对数据进行复杂处理的能力，LDAP的树状结构决定了做多属性查询和区段查询时效率低；LDAP风格的查询语言需要用户指定查询的起始结点和查询范围，树结构对用户不透明，结构改变会对用户造成影响；LDAP风格的查询语言是一种过程化的查询语言，指定了查询的执行顺序；MDS也不提供负载平衡机制。在基于集中目录的P2P网络中，通常有一台或者若干台服务器，该服务器上存储了系统中各资源或文件的目录信息，当有结点需要某种资源时，可以直接通过该目录进行资源的发行与查找。典型的例子是在Napster系统中，结点将其资源信息注册到目录服务器上，当有结点需要资源时，就向目录服务器发出查询消息，目录服务器将查询的结果(通常是资源所在结点的地址信息)返回给资源请求结点，资源请求结点通过查询结果找到资-->源提供者并与之交互获得所需要的资源。在非结构化的P2P网络中，每个结点都维护着与其邻居的常量数目的连接，因而形成了覆盖网络。Gnutella是最流行的非结构化P2P系统，通过泛洪的方式进行查询。而泛洪引起了不必要的网络流量，因而扩展性差。为了限制泛洪产生的消息个数，每个消息中附加了TTL字段。TTL表明了一个查询应该传播的跳数。为了减少网络流量，研究人员提出了改进方法，例如Iamnitchi则有四种不同的消息传递策略：随机、基于经验的、最好邻居、基于经验的+最好邻居。但是这些方法牺牲了响应时间和网络覆盖率。还有其它的改进方法，如仅向有最多响应结果的邻居进行转发，或者与那些没有返回足够多结果的邻居结点断开连接。结构化P2P网络的典型代表是CAN、Chord、Pastry、Tapestry之类的点对点网络。它们的基本思想是将每一个结点的地址通过一个哈希函数映射为某个空间中的一个点，称为该结点的nodeId(结点标识)。在消息通信时，给定地址空间的一个点作为消息的目标地址，消息在结点之间不断转发，使得收到消息的结点的nodeId在地址空间中不断向目标地址逼近，最终到达一个当前所有结点中nodeId离目标地址最近的结点，即为消息的终点。分布式哈希表(DHT)是P2P系统的一种数据放置策略。对于一份标识为dataId的数据，将其dataId通过哈希函数映射到地址空间中的某个位置hashId，规定该数据必须放置在当前所有结点中nodeId离hashId最近的结点上。但是DHT类结构最大的问题是DHT的维护机制较为复杂，尤其是结点频繁加入退出造成的网络波动会极大增加DHT的维护代价。DHT所面临的另外一个问题是DHT仅支持精确关键词匹配查询，无法支持内容/语义等复杂查询。由以上资源发现技术可以看出，对于每种网络的资源发现技术都有很大不同。而对于卫星网络来说，最大的挑战是其网络拓扑具有时变特性和太空环境对硬件技术的限制。星间链路的动态变化是卫星网络资源发现问题求解难点的根源。不过，虽然星间链路的持续变化增加了资源发现问题的难度，但星间链路的规律性也同时为解决资源发现问题提供了有利条件，这些规律性主要表现为可预见性、周期性和相对固定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种针对分布式卫星网络的资源发现方法。该方法旨在适应卫星网络应用的多样化和复杂化的需求，提高现有卫星资源利用率，减少重复建设和降低成本，为应用任务的调度和资源管理提供支持。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种分布式卫星网络资源发现方法，其特征在于，包括：分布式卫星网络初始化时，各个节点向其它节点发送资源信息广告包，各个节点分别建立资源信息路由表；分布式卫星网络初始化后，各个节点通过下列方法查询资源：首先对本地的资源信息进行查询，如果本地能够提供符合条件的资源信息，则查询结束；否则，将查询信息路由到分布式网络中的其他节点进行查询。优选地，网络中的各个节点采用软状态更新和/或事件驱动更新的方式更新资源信息路由表。-->关于软状态更新，概括地说，分布式卫星网络的各个节点通过下列方法更新资源信息路由表：为资源信息路由表中的每一条记录设定过期时间，定期扫描资源信息路由表，删除超过过期时间的记录。具体来说，资源信息路由表中的每一条记录，都有其生命周期，用过期时间(expire_time)表示。过期时间实际上由更新时间和生存时间计算而得。当节点收到一个其他节点的资源信息广告时，解析该包的生成时间(birth_time)和生存时间长度(life_time)。在更新节点的资源信息路由时，将该条新记录的过期时间设置成为产生时间和生存时间长度之和，即expire_time＝(birth_time+life_time)。资源路由表将被定期扫描，对于超过过期时间的资源信息记录进行删除。关于事本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式卫星网络资源发现方法，其特征在于，包括：分布式卫星网络初始化时，各个节点向其它节点发送资源信息广告包，各个节点分别建立资源信息路由表；分布式卫星网络初始化后，各个节点通过下列方法查询资源：首先对本地的资源信息进行查询，如果本地能够提供符合条件的资源信息，则查询结束；否则，将查询信息路由到分布式网络中的其他节点进行查询。

【技术特征摘要】
1.一种分布式卫星网络资源发现方法，其特征在于，包括：分布式卫星网络初始化时，各个节点向其它节点发送资源信息广告包，各个节点分别建立资源信息路由表；分布式卫星网络初始化后，各个节点通过下列方法查询资源：首先对本地的资源信息进行查询，如果本地能够提供符合条件的资源信息，则查询结束；否则，将查询信息路由到分布式网络中的其他节点进行查询。2.如权利要求1所述的分布式卫星网络资源发现方法，其特征在于，分布式卫星网络的各个节点通过下列方法更新资源信息路由表：为资源信息路由表中的每一条记录设定过期时间，定期扫描资源信息路由表，删除超过过期时间的记录。3.如权利要求1所述的分布式卫星网络资源发现方法，其特征在于，分布式卫星网络的各个节点通过下列方法更新资源信息路由表：以事件驱动的方式，将自身资源信息和其所存储的邻居节点的资源信息的组别信息包装成资源信息广告包，将该资源信息广告包广播给周围的邻居节点，收到非重复广播包的邻居节点根据该资源信息广告包更新本地的资源信息路由表。4.如权利要求3所述的分布式卫星网络资源发现方法，其特征在于，所述事件包括：节点启动或重新启动，加入分布式卫星网络；节点资源信息发生改变；节点损坏后恢复工作；和节点系统故障恢复或重启的一种或多种。5.如权利要求3所述的分布式卫星网络资源发现方法，其特征在于，所述邻居节点通过下列方法接收广播的资源信息广告包：(1).接收广告包；(2).解析广告包的ID；(3).判断是否第一次收到，若是，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立祥，张会杰，
申请(专利权)人：中国科学院软件研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]