发明名称 分散式快取记忆体同步通讯协定
摘要 一种管理分散式快取的方法,分散式快取乃储存快取资料于网路上许多参与节点,其包括许多快取输入值,此输入值各有一与快取资讯相关的部份,而各参与节点包括一储存资料用的本地记忆体储存系统,包括一本地快取资料库,可储存本地拥有的快取输入值。此方法包括的步骤有:执行拓蹼发现、维护与层级建立等子程序,在网路中建立一节状层级架构,以更容易交换参与节点间的快取输入值,该层级架构由许多同级群组形成,每个同级群组各包含至少一个相关于参与节点的成员;以及依据分散式快取记忆体同步通讯协定,透过层级架构执行分散式快取同步(DCS)功能,包括将所选的快取输入值复制与转让至其它参与节点。
申请公布号 TWI224917 申请公布日期 2004.12.01
申请号 TW089124824 申请日期 2001.03.06
申请人 UTS达康公司 发明人 葛雷格 汉
分类号 H04L29/06;H04L12/00;H04Q7/38 主分类号 H04L29/06
代理机构 代理人 王健 台北市中山区松江路一四六号五楼之三
主权项 1.一种在网路各参与节点中管理分散式快取以储 存快取资讯的方法,分散式快取包含多项快取输入 値,快取输入値各有一与快取资讯相关的部份,而 各参与节点包括一储存资料用的本地记忆体储存 系统,包括一本地快取资料库,可储存本地拥有的 快取输入値,此方法包含步骤如下: 执行拓蹼发现、维护与层级建立等子程序,在网路 中建立一节状层级架构,以更容易交换参与节点间 的快取输入値,该层级架构由许多同级群组形成, 每个同级群组各包含至少一个相关于参与节点的 成员;及 依据分散式快取记忆体同步通讯协定执行分散式 快取同步功能,包括将所选的快取输入値复制与转 让至其它参与节点。 2.如申请专利范围第1项所述之方法,该方法之网路 中各参与节点将被指定一个同级群组领导优先权 値,且执行拓蹼发现、维护与层级建立子程序的步 骤尚包括: 从相关同级群组多个已知成员中决定一位同级群 组领导者,该领导者以已知成员被指定的优先权値 加以决定。 3.如申请专利范围第1项所述之方法,该方法之网路 中各参与节点执行拓蹼发现、维护与层级建立子 程序的步骤尚包括: 透过网路产生与传送邻居问候讯息,以发现邻近节 点。 4.如申请专利范围第3项所述之方法,该方法之网路 中各参与节点产生的邻居问候讯息包含: 一来源节点ID値,指向送出讯息的来源节点; 一存活期计数値,因网路中各节点接收与转送邻居 问候讯息次数而减少; 藉着节点接收邻居问候讯息的方式,可视来源节点 为该接收节点的邻近节点。 5.如申请专利范围第4项所述之方法,该方法之网路 中各参与节点产生的邻居问候讯息尚包含: 一原始存活期値,指出传送邻居问候讯息时,所设 定的存活期计数原始値; 藉着节点接收邻居问候讯息的方式,可决定接收节 点与来源节点依该原始计数値传布讯息时,计数器 的跳跃数字。 6.如申请专利范围第3项所述之方法,该方法之网路 中各参与节点产生的邻居问候讯息尚包含节状层 级清单资料,该节状层级清单资料包括: 一同级群组ID値,指出该节点所属的同级群组; 一同级群组领导者ID値,指出相关的同级群组领导 者,领导者乃由该相关逻辑节点按照其同级群组已 知成员的优先权値决定;及 一同级群组领导者优先权値,指出该同级群组领导 者被指定的领导权优先値。 7.如申请专利范围第3项所述之方法,该方法之网路 中各参与节点产生的邻居问候讯息的步骤包括依 据邻居问候时间间隔而产生邻居问候讯息。 8.如申请专利范围第4项所述之方法,该方法之网路 中各参与节点在相关本地记忆储存系统中,储存了 一包含多项节点ID値的邻居清单,该节点ID値指出 相关的邻近节点,其步骤尚包括: 接收载有来源节点ID値的邻居问候讯息,该节点ID 値指向送出讯息的来源节点; 比较相关的来源节点ID値与邻居清单中各节点ID値 ,以确定该来源节点是否为新邻居节点;及 如该来源节点为新邻居节点,则修订邻居清单使其 包含来源节点的ID値。 9.如申请专利范围第3项所述之方法,该方法之网路 中各参与节点在相关本地记忆储存系统中,储存了 节状层级清单资料,其包含一同级群组ID値(指出该 逻辑节点所属的同级群组)、一同级群组领导者ID 値(指出同级群组领导者,领导者乃由该相关逻辑 节点按照其同级群组成员的优先权値决定)、以及 一同级群组领导者优先权値(指出该同级群组领导 者被指定的领导权优先値),尚包含步骤如下: 从来源节点接收邻居问候讯息; 从相关本地记忆储存系统存取该节状层级清单资 料; 比较收到的邻居问候讯息所携载的节状层级清单 与自己的节状层级清单资料,以确定是否有共同的 同级群组;以及 如至少有一共同的同级群组,则各相关的同级群组 会送出一个新同伴发现讯息给该同级群组(实体节 点上驻的逻辑节点所属群组)的领导者。 10.如申请专利范围第1项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点执行拓蹼发现、维护与层级建立 子程序的步骤尚包括: 透过网路产生与传送同级群组问候讯息给各同级 群组成员,以确定同级群组资料的完整性。 11.如申请专利范围第10项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点执行的步骤尚包括: 对相关同级群组的各成员,在收到某同级群组成员 发出的问候讯息时,储存计数器値(表示输入値的 年龄値),定期减少计数値,如该计数値为零,宣布某 同级群组成员已死亡。 12.如申请专利范围第10项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点同级群组问候讯息尚包含节状层 级清单资料,该资料包括: 一同级群组ID値,指出该节点所属的同级群组; 一同级群组领导者ID値,指出相关的同级群组领导 者,领导者乃由该相关逻辑节点按照其同级群组已 知成员的优先权値决定;及 一同级群组领导者优先权値,指出该同级群组领导 者被指定的领导权优先値。 13.如申请专利范围第1项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点执行分散式快取同步功能步骤包 括: 传送一快取输入値通知讯息,以通知网路中其它参 与节点,目前至少有一个快取输入値存在于该节点 上。 14.如申请专利范围第13项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点传送快取输入値通知讯息的步骤 包括以多重拨送方式该快取输入値通知讯息。 15.如申请专利范围第13项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点快取输入値乃由能单独辨别该快 取输入値之相关主键値指出。 16.如申请专利范围第1项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点执行分散式快取同步功能步骤包 括: 传送一快取输入値撤销讯息,以通知网路中其它参 与节点,至少有一个快取输入値不再属于该节点。 17.如申请专利范围第16项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点传送快取输入値撤销讯息的步骤 包括以多重拨送方式该快取输入値通知讯息。 18.如申请专利范围第16项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点快取输入値乃由能单独辨别该快 取输入値之相关主键値指出。 19.如申请专利范围第11项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点如果自该同级群组成员收到最后 一个同级群组问候讯息起,该预定时间间隔已消逝 ,则执行分散式快取同步功能步骤尚包括: 传送一快取输入値撤销讯息,以通知网路中其它参 与节点,该节点已死亡。 20.如申请专利范围第1项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点执行分散式快取同步功能步骤包 括: 从网路中参与的某来源节点传送一快取输入値转 让要求讯息至目的节点,该讯息乃要求目的节点转 让至少一项快取输入値的所有权给来源节点。 21.如申请专利范围第20项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点传送快取输入値转让要求讯息包 括透过点对点单重拨送方式传送该快取输入値通 知讯息。 22.如申请专利范围第20项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点快取输入値乃由能单独辨别该快 取输入値之相关主键値指出。 23.如申请专利范围第20项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点执行的步骤尚包括: 接收来自要求节点的快取输入値转让要求讯息,该 讯息乃要求转让至少一项快取输入値的所有权给 来源节点;以及 传送该快取输入値转让要求讯息给要求节点,该快 取输入値转让要求讯息载有特定快取输入値。 24.如申请专利范围第1项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点执行分散式快取同步功能步骤包 括: 从网路中参与的某来源节点传送一快取输入値复 制要求讯息至目的节点,该讯息乃要求目的节点转 让至少一项快取输入値的复本给来源节点。 25.如申请专利范围第24项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点传送快取输入値复制要求讯息包 括透过点对点单重拨送方式传送该快取输入値通 知讯息。 26.如申请专利范围第25项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点快取输入値乃由能单独辨别该快 取输入値之相关主键値指出。 27.如申请专利范围第24项所述之方法,该方法之网 路中各参与节点执行的步骤尚包括: 接收来自要求节点的快取输入値复制要求讯息,该 讯息乃要求至少转让一项快取输入値的复本给来 源节点;以及 传送该快取输入値复制要求讯息给要求节点,该快 取输入値复制讯息载有特定快取输入値。 28.一种具有分散式快取记忆体同步通讯协定的网 路,该网路具有许多参与节点,其运作乃依据分散 式快取记忆体同步通讯协定以管理分散式快取,分 散式快取包括许多快取输入値,每项快取输入値包 含一相关的快取资料;各参与节点则包括一储存资 料用的相关本地记忆体储存系统,其包括一本地快 取资料库,可储存本地拥有的快取输入値;根据分 散式快取记忆体同步通讯协定,各参与节点可透过 网路,复制与转让该快取输入値给其中任一个参与 节点,以支援要求存取该分散式快取的应用程式。 29.如申请专利范围第28项所述之网路,该网路各参 与节点可用来执行拓蹼发现、维护与层级建立程 序,以于网路中建构一节状层级架构,层级架构可 使参与节点间更容易交换快取资料;此层级架构包 括许多同级群组,各同级群组则包含至少一个相关 于该节点的同级群组成员。 30.如申请专利范围第29项所述之网路,该网路层级 架构包括许多逻辑层级,而各同级群组则运作于相 关层级上,且每个同级群组都有一个相关的同级群 组领导者。 31.如申请专利范围第30项所述之网路,该网路同级 群组领导者包含第一同级群组领导者所管理的第 一逻辑节点,以及第二同级群组成员的第二逻辑节 点,其中第二同级群组在高于第一同级群组的层级 上运作。 32.如申请专利范围第31项所述之网路,其中各参与 节点皆被指定一个相关的同级群组领导优先权値, 而同级群组中各成员皆须参与同级群组领导者的 选举程序,各成员决定本地同级群组领导者的程序 乃依所知道的同级群组领导优先权値加以确定。 33.如申请专利范围第32项所述之网路,该网路各参 与节点在其相关的本地记忆储存系统中储存了节 状层级清单资料,该节状层级清单资料包含: 一同级群组ID値,指出该节点所属的同级群组; 一同级群组领导者ID値,指出相关的同级群组领导 者,领导者乃由该相关逻辑节点按照其同级群组已 知成员的优先权値决定;及 一同级群组领导者优先权値,指出该同级群组领导 者被指定的领导权优先値。 34.如申请专利范围第28项所述之网路,该网路各参 与节点可透过网路送出邻居问候讯息以发现邻近 节点。 35.如申请专利范围第28项所述之网路,该网路为网 际网路通讯协定(IP)网路,而各参与节点则透过此 网路送出邻居问候讯息以发现邻近节点,而该邻居 问候讯息包含一IP标头栏位,指向送出讯息的来源 节点ID値;以及一存活期(TTL)计数値,因网路中各节 点接收与转送邻居问候讯息次数而减少;每个邻居 问候讯息皆载有节状层级清单资料。 36.如申请专利范围第34项所述之网路,该网路各邻 居问候讯息包含: 一来源节点ID値,指向送出讯息的来源节点; 一存活期计数値,因网路中各节点接收与转送邻居 问候讯息次数而减少; 藉着节点接收邻居问候讯息的方式,可视来源节点 为该接收节点的邻近节点。 37.如申请专利范围第36项所述之网路,该网路邻居 问候讯息尚包含: 一原始TTL値,指出传送邻居问候讯息时,所设定的 TTL计数原始値; 藉着节点接收邻居问候讯息的方式,可决定接收节 点与来源节点依该原始计数値传布讯息时,计数器 的跳跃数字。 38.如申请专利范围第34项所述之网路,该网路邻居 问候讯息尚包含节状层级清单资料,该节状层级清 单资料包括: 一同级群组ID値,指出该节点所属的同级群组; 一同级群组领导者ID値,指出相关的同级群组领导 者,领导者乃由该相关逻辑节点按照其同级群组已 知成员的优先权値决定;及 一同级群组领导者优先权値,指出该同级群组领导 者被指定的领导权优先値。 39.如申请专利范围第34项所述之网路,该网路产生 的邻居问候讯息的步骤包括依据邻居问候时间间 隔而产生邻居问候讯息。 40.如申请专利范围第34项所述之网路,该网路各参 与节点在其相关的本地记忆储存系统中,储存了一 包含多项节点ID値的邻居清单,该节点ID値指出相 关的邻近节点,其中各参与节点执行的步骤包括: 接收载有来源节点ID値的邻居问候讯息,该节点ID 値指向送出讯息的来源节点; 比较相关的来源节点ID値与邻居清单中各节点ID値 ,以确定该来源节点是否为新邻居节点;以及 如该来源节点为新邻居节点,则修订邻居清单使其 包含来源节点的ID値。 41.如申请专利范围第34项所述之网路,该网路各参 与节点在相关的本地记忆储存系统中,储存了节状 层级清单资料,其包含一同级群组ID値(指出该逻辑 节点所属的同级群组)、一同级群组领导者ID値(指 出同级群组领导者,领导者乃由该相关逻辑节点按 照其同级群组成员的优先权値决定)、以及一同级 群组领导者优先权値(指出该同级群组领导者被指 定的领导权优先値),其中各参与节点执行的步骤 包括: 从来源节点接收邻居问候讯息; 从相关本地记忆储存系统存取该节状层级清单资 料; 比较收到的邻居问候讯息所携载的节状层级清单 与自己的节状层级清单资料,以确定是否有共同的 同级群组;及 如至少有一共同的同级群组,则各相关的同级群组 会送出一个新同伴发现讯息给该同级群组(实体节 点上驻的逻辑节点所属群组)的领导者。 42.如申请专利范围第28项所述之网路,该网路各参 与节点尚须透过网路产生与传送同级群组问候讯 息给各同级群组成员,以确定同级群组资料的完整 性。 43.如申请专利范围第40项所述之网路,该网路各参 与节点尚须执行的步骤包括: 对相关同级群组的各成员,在收到某同级群组成员 发出的问候讯息时,储存计数器値(表示输入値的 年龄値),定期减少计数値,如该计数値为零,宣布某 同级群组成员已死亡。 44.如申请专利范围第40项所述之网路,该网路每项 同级群组问候讯息尚包含节状层级清单资料,该资 料包括: 一同级群组ID値,指出该节点所属的同级群组; 一同级群组领导者ID値,指出相关的同级群组领导 者,领导者乃由该相关逻辑节点按照其同级群组已 知成员的优先权値决定;及 一同级群组领导者优先权値,指出该同级群组领导 者被指定的领导权优先値。 45.如申请专利范围第28项所述之网路,该网路各参 与节点尚须传送一快取输入値通知讯息,以通知网 路中其它参与节点,目前至少有一个快取输入値存 在于该节点上。 46.如申请专利范围第44项所述之网路,该网路各参 与节点可藉多重拨送方式传送该快取输入値通知 讯息。 47.如申请专利范围第44项所述之网路,该网路快取 输入値乃由能单独辨别该快取输入値之相关主键 値指出。 48.如申请专利范围第28项所述之网路,该网路各参 与节点尚须执行传送快取输入値撤销讯息,以通知 网路中其它参与节点,至少有一个快取输入値不再 属于该节点。 49.如申请专利范围第47项所述之网路,该网路各参 与节点可藉多重拨送方式传送该快取输入値撤销 讯息。 50.如申请专利范围第47项所述之网路,该网路快取 输入値乃由能单独辨别该快取输入値之相关主键 値指出。 51.如申请专利范围第42项所述之网路,该网路如果 自该同级群组成员收到最后一个同级群组问候讯 息起,该预定时间间隔已消逝,则各参与节点将传 送一快取输入値撤销讯息,以通知网路中其它参与 节点,该节点已死亡。 52.如申请专利范围第28项所述之网路,该网路各参 与节点尚须执行传送网路中参与的某来源节点之 快取输入値转让要求讯息给目的节点,该讯息乃要 求目的节点转让至少一项快取输入値的所有权给 来源节点。 53.如申请专利范围第51项所述之网路,该网路各参 与节点须透过点对点单重拨送方式传送快取输入 値转让要求讯息。 54.如申请专利范围第51项所述之网路,该网路快取 输入値乃由能单独辨别该快取输入値之相关主键 値指出。 55.如申请专利范围第51项所述之网路,该网路各参 与节点尚须执行步骤包括: 接收来自要求节点的快取输入値转让要求讯息,该 讯息乃要求转让至少一项快取输入値的所有权给 来源节点;以及 传送该快取输入値转让要求讯息给要求节点,该快 取输入値转让要求讯息载有特定快取输入値。 56.如申请专利范围第28项所述之网路,该网路各参 与节点尚须执行传送网路中参与的某来源节点之 快取输入値复制要求讯息给目的节点,该讯息乃要 求目的节点转让至少一项快取输入値的复本给来 源节点。 57.如申请专利范围第55项所述之网路,该网路各参 与节点须透过点对点单重拨送方式传送快取输入 値复制要求讯息。 58.如申请专利范围第55项所述之网路,该网路快取 输入値乃由能单独辨别该快取输入値之相关主键 値指出。 59.如申请专利范围第55项所述之网路,该网路各参 与节点尚须执行步骤包括: 接收来自要求节点的快取输入値复制要求讯息,该 讯息乃要求至少转让一项快取输入値的复本给来 源节点;以及 传送该快取输入値复制要求讯息给要求节点,该快 取输入値复制讯息载有特定快取输入値。 图式简单说明: 图一是传统的无线行动通讯网之概略方块图,采集 中式快取管理系统以管理用户资料; 图二是用户资料表,说明储存于图一传统网路后端 办公室系统之集中式资料库里的用户资料; 图三A是本项发明的无线行动通讯网概略方块图, 采分散式快取管理系统以管理用户资料,并依据分 散式快取记忆体同步通讯协定所支援的位置更新 协定操作; 图三B是图三A之无线行动通讯网基地台组件概略 方块图; 图四A至四C是分散式快取资料表,其包含储存于图 三A网路各基地台的用户资料; 图五是网路拓蹼方块图,为图三A无线行动通讯网 内,依据本项发明之分散式快取记忆体同步通讯协 定的拓蹼发现、层级建立与层级维护协定作业所 建立的层级结构示范图; 图六A至六D是各实体节点内储存的拓蹼发现、层 级建立与层级维护资料之表格,包括图三A网路之 基地台,实体节点上至少驻有一逻辑节点; 图六E是储存于图三A网路内各实体节点的邻居清 单表格,此邻居清单指示相关实体节点目前已知的 所有邻居节点; 图六F是储存于网路各实体节点之节状层级清单表 格,建立于网路上的节状层级结构至少有一个同级 群组; 图七A至七C为本项发明分散式快取记忆体同步通 讯协定的拓蹼发现、维护与层级建立讯息所使用 的栏位结构方块图; 图八A是依据本项发明拓蹼发现、维护与层级建立 方法之邻居发现状态机制作业的概略状态图; 图八B至八E是相关事件发生时,邻居发现状态机制 不同处理方法的流程图; 图九A至九K是分散式快取记忆体同步通讯协定(支 援本项发明的位置更新协定)中使用的分散式快取 同步讯息之栏位结构方块图;以及 图十A至十D是本项发明之位置更新方法的流程图 。
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