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CN101163106B - 一种在无线自组织网络中组合服务的执行方法 - Google Patents

一种在无线自组织网络中组合服务的执行方法 Download PDF

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CN101163106B CN2007101707861A CN200710170786A CN101163106B CN 101163106 B CN101163106 B CN 101163106B CN 2007101707861 A CN2007101707861 A CN 2007101707861A CN 200710170786 A CN200710170786 A CN 200710170786A CN 101163106 B CN101163106 B CN 101163106B
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Abstract

本发明属于自组织网络技术领域，具体为一种在无线自组织网络中的组合服务执行方法。其步骤包括组合服务请求方生成原始组合服务请求包，并将该包发向组合服务中的基本服务提供节点；基本服务提供节点根据收到输入数据执行基本服务，读取组合服务的执行有向无环图。并把基本服务输出数据组成新组合服务请求包发向下一个节点，最后向组合服务发起节点发送一个确认应答包；组合服务发起节点收到全部确认应答包，表示该组合服务执行成功。本发明能够有效地避免传统组合服务执行过程中由于控制中心的存在而出现的三角路由现象，从而减少在组合服务执行的过程中网络传输，并且能很好地适应自组织网络的网络拓扑多变和无中心的特点。

Description

一种在无线自组织网络中组合服务的执行方法
技术领域
本发明属于自组织网络技术领域，具体涉及一种在无线自组织网络中组合服务的执行方法。
背景技术
自组织网络是当今的研究热点之一，也是一个具有广阔发展前景的技术领域，服务计算同样是当前研究的热点，主要应用于Internet网络，本发明所涉及的正是以上两个领域的交叉。在自组织网路环境下的服务组合方面目前在中国和美国都还没有专利授权。
当前的服务协议都是基于静态的有线网络结构来进行设计，服务都被认为是在固定设备或节点上来进行，一般由组合服务执行的发起节点担任监控中心。执行一个组合服务时，对该组合服务中的每个基本服务，组合服务发起者需要向该基本服务的提供节点发出组合服务执行请求，并同时发送执行该基本服务所需的数据，基本服务提供节点执行基本服务并把执行结果返回给组合服务发起者。因为每个基本服务都需要在基本服务提供节点和监控中心之间传递数据，这样在组合服务执行的过程中会产生大量的网络传输。
在传统的组合服务执行过程中有监控中心的存在，通过监控中心来管理不同基本服务之间的信息流控制流服务过程，但是这种方法并不适合于自组织网络环境中，其缺陷主要在于存在三角路由问题。
三角路由问题如图1所示：组合服务发起节点S0向第一个基本服务提供节点S1发送组合服务请求包，在S1执行完基本服务后并不是如图2所示直接将组合请求包发送给基本服务提供节点S2，而是先反馈回组合服务的发起节点S0，经由S0再将组合服务请求包发送给S2。这样相比较与图2过程中S1执行完当前基本服务直接交付给S2的策略，无疑会极大增加服务执行过程中网络传输量。针对这种情况，本发明依据图2所示的组合服务执行方式提出了一种全新的在自组织网络中组合服务的执行方法。
发明内容
本发明提出一种全新的组合服务执行方法，其目的在于避免背景技术中所述的网络传输量增大和控制中心瓶颈的缺陷。
下面先介绍一些相关的基本概念。
自组织网络(Ad hoc networks)是指一组带有无线收发装置的移动节点组成的一个多跳的临时性自治系统，具有动态网络管理和网络优化的功能，主要用于高度机动和无线通信的环境下。自组织网络具有很高的抗毁性和灵活性被广泛的运用在军事领域，同时由于其灵活的组网方式和良好健壮性的优点，有着广泛的应用空间。
基本服务(Elementary service)是指实现已经存在、开发好的服务，对于其他服务和用户来说，它是透明的。
组合服务(Composite service)是指对一些其它服务(可能是基本服务，也可能是组合服务)的合成，需要通过多个主体的协作才可以提供的服务，并以一个接口的形式提供给用户或者其它服务使用。
组合服务的服务有向无环图是指把组合服务用基本服务表示出来时所使用的一种逻辑结构。它描述了这个组合服务由哪些基本服务构成，以及这些基本服务的构成方式。
组合服务的执行有向无环图是指在整个执行组合服务过程中经过的整个路径的逻辑结构。它包括了经过执行路径上的所有节点信息和对应的基本服务信息，以及这些节点的连接方式。
本发明提出的在自组织网络环境中适用的组合服务执行方法，具体步骤如下：
(1)组合服务请求节点生成原始的组合服务请求包，该包除了包括组合服务请求信息和组合服务的输入数据外，还包括组合服务的执行有向无环图。将该包发向组合服务中的第一个基本服务提供节点。
(2)第一个基本服务提供节点接收组合服务请求包，首先，根据收到的输入数据执行基本服务；然后，读取组合服务的执行有向无环图，从中得到下一个需要执行的基本服务及其所在节点信息，把当前基本服务的输出数据作为下一个基本服务的输入数据，组成新的组合服务请求包发向下一个基本服务提供节点；最后，向组合服务执行的发起节点发送一个ACK(确认)应答包，表示当前节点上的基本服务得到成功执行。
随后的基本服务提供节点上的执行过程与第一个基本服务提供节点上的相同。
如果出现网络或节点故障，导致某个基本服务未能成功执行，那么组合服务发起节点将不能收到相应的ACK应答包。
(3).组合服务发起者等待基本服务提供节点发过来的ACK应答包，并判断是否出现执行超时。如果出现执行超时，说明当前组合服务执行路径上出现了网络或节点故障，则重新生成组合服务的执行有向无环图，然后返回到步骤(1)重新执行。
(4).当组合服务发起节点接收到全部基本服务提供节点的ACK应答包，则该组合服务执行成功。
本发明提出的这种在自组织网络中组合服务的执行方法中，每一个基本服务节点在执行好当前的基本服务后，直接将组合服务提交到下一基本服务节点，就可以避免出现三角路由问题。这样可以极大的减小了整个自组织网络的传输量。同时，由于每个基本服务提供节点在成功执行后向组合服务发起节点发送ACK应答包，使得组合服务发起节点可以掌握当前的执行状态，及时发现和处理组合服务执行路径上的网络或节点故障，本发明提出的这种组合服务的执行方法适合自组织网络的网络拓扑多变和无中心的特点。
附图说明
图1为存在三角路由问题的组合服务执行方法，其中S0表示组合服务发起节点，S1，S2表示基本服务提供节点。
图2为解决三角路由问题而提出的组合服务执行方法的思路，其中S0表示组合服务发起节点，S1，S2表示基本服务提供节点。
图3为具体实施方式中例子1中十个客户到一个会议室里开讨论会的场景图，其中N1-N10表示开会的十个客户。
图4为某个客户请求的组合服务的服务有向无环图，S1代表从外网下载的基本服务，S2代表文件解压的基本服务。
图5为某个客户请求的组合服务的执行有向无环图，图中的N3表示发出组合服务请求的客户，N2，N5节点表示提供组合服务所需的基本服务的客户。
具体实施方式
下面结合实施例子来详细介绍整个组合服务的执行过程，以便进一步阐述本发明的目的、特征和优点。但本发明的保护范围不限于下述实例。
一个会议场景中，有十个客户在一个会议室里开讨论会，每个客户都有自己的移动设备，或者是PDA，或者是手提电脑。会议的场景如图3所示。
图3中每一个节点上存有一些服务，这些服务的内容，见下表。
表1  会议场景中的服务分布表
移动设备号 移动设备上的服务
N1 从外网上下载东西；打印服务；
N2 解压服务；
N3 打印服务；PDF放映；
N4 PS转化为PDF；
N5 从外网上下载东西；PS转化为PDF；
    N6 解压服务；PDF的放映；
    N7 PS转化为PDF；打印服务；
    N8 从外网下载东西；
    N9 压缩服务；
    N10 解压服务；
现在因为客户N3要把他放在办公室网上的一个RAR文件调来放映，所以客户N3就发出请求，要执行这样一个组合服务。这个组合服务是从外网上下载一个RAR文件，并且把这个文件进行解压并把结果返回到N3节点。这里采用S1代表从外网下载的基本服务，S2代表文件解压的基本服务。这个请求的组合服务就是由S1，S2串行构成的，并且这个组合服务请求的有向无环图如图4所示。同时节点N3通过服务发现和选择执行路径以后，得到了这个组合服务所需要的执行有向无环图，如图5所示。在了解这些情况以后，N3节点发起整个组合服务执行的请求。按照以下的步骤进行。
步骤1：
在N3节点上把请求的组合服务的OWL-S描述文件，(附录1)进行扩展(附录2)，在原来的OWL-S扩展得到执行有向无环图(如图5所示)，把这个文件作为组合服务请求发送给执行路径指定的下一个基本服务提供节点N5。
步骤2：
每个基本服务提供节点收到组合服务请求包后，解析组合服务请求包，当发现自己是组合服务请求包中执行路径所指定的节点，则根据请求包里的输入执行本节点上满足要求的基本服务，同时缓存这个请求包。当执行好当前基本服务后，构造新的组合服务执行请求包，把已经成功执行的基本服务删除，把组合服务的有向无环图、组合服务的执行有向无环图进行简化，并且把执行后的结果放入新构造的组合服务请求包中，同时向组合请求节点返回相应的ACK应答包。在这个例子中N5节点收到组合服务请求包后会执行从网上(这个地址由请求数据包中的输入决定)下载文件的操作，把下载好的文件加在组合服务请求包后，对组合服务请求包中的组合服务的服务有向无环图、执行有向无环图进行简化。再把这个包含了基本服务输出的组合服务请求包发给N2节点。N2节点收到该包后执行解压的基本服务，根据组合服务的执行有向无环图知道自己是最终的基本服务，把最终结果返回给组合服务请求节点，同时返回ACK应答包给组合服务请求节点。如果出现网络或节点故障，导致S1，S2中某个基本服务未能成功执行，那么组合服务发起节点将不能收到相应的ACK应答包。
步骤3：
组合服务发起者N3节点等待基本服务执行节点发过来的ACK应答包，并判断是否出现执行超时。如果出现执行超时，说明当前组合服务执行路径上出现了网络或服务节点故障，则重新生成组合服务的执行有向无环图，然后返回到步骤1重新执行。
步骤4：
当组合服务发起者N3节点接收到全部基本服务执行节点S1和S2的ACK应答包，则该组合服务执行成功。
本发明不局限于上述具体实施方式，只要涉及到在自组织网络环境中服务组合执行过程中没有控制中心节点，每一个基本服务提供节点担当自己所提供基本服务的控制者，对请求节点负责，以及对下一个基本服务提供者发出调用命令，不论其采用何种执行方式均落在本发明的保护范围之内。
附录1：某个客户请求的组合服务的OWL-S描述文件：
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附录2：某个客户请求的组合服务的扩展的OWL-S描述文件；
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Claims (1)

1.一种在无线自组织网络中的组合服务执行方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)组合服务请求方生成原始的组合服务请求包，该包包括组合服务请求信息、组合服务的输入数据和组合服务的执行有向无环图，同时将该包发向组合服务中的第一个基本服务提供节点；
(2)第一个基本服务提供节点接收到组合服务请求包后，首先，根据收到的输入数据执行基本服务；然后，读取组合服务的执行有向无环图，从中得到下一个需要执行的基本服务及其所在节点信息，把当前基本服务的输出数据作为下一个基本服务的输入数据，组成新的组合服务请求包发向下一个基本服务提供节点；最后，向组合服务发起节点即组合服务请求方发送一个确认应答包，表示当前节点上的基本服务得到成功执行；
下一个基本服务提供节点上的执行过程与第一个基本服务提供节点上的相同；
如果出现网络或节点故障，导致某个基本服务未能成功执行，那么组合服务发起节点将不能收到相应的确认应答包；
(3)组合服务发起节点等待基本服务提供节点发过来的确认应答包，并判断是否出现执行超时；如果出现执行超时，说明当前组合服务执行路径上出现了网络或节点故障，则重新生成组合服务的执行有向无环图，然后返回到步骤(1)重新执行；
(4)当组合服务发起节点接收到全部基本服务提供节点的确认应答包，则该组合服务执行成功。
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