專利名稱：分布式虛擬環(huán)境中維持時(shí)空一致性的統(tǒng)一事件處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分布式虛擬環(huán)境中維持時(shí)空一致性的方法，特別是基于廣域網(wǎng) 的大規(guī)模分布式虛擬環(huán)境中維持時(shí)空一致性的統(tǒng)一事件處理方法。
技術(shù)背景分布式虛擬環(huán)境是研究多用戶基于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分布式交互、信息共享和仿真 計(jì)算虛擬環(huán)境的技術(shù)領(lǐng)域，主要特點(diǎn)是用戶通過(guò)不同位置計(jì)算節(jié)點(diǎn)的交互設(shè) 備與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互；分布共享虛擬環(huán)境的局部或全局?jǐn)?shù)據(jù)信息；計(jì)算任務(wù) 分布到多計(jì)算節(jié)點(diǎn)協(xié)同完成；計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)和虛擬環(huán)境實(shí)體數(shù)的規(guī)?？蓴U(kuò)展。其 主要應(yīng)用領(lǐng)域有分布式作戰(zhàn)模擬、網(wǎng)絡(luò)游戲、協(xié)同設(shè)計(jì)、虛擬實(shí)驗(yàn)、虛擬商 場(chǎng)等。分布式虛擬環(huán)境中，節(jié)點(diǎn)間傳輸延遲、計(jì)算延遲、時(shí)鐘不同步等問(wèn)題，會(huì) 造成虛擬環(huán)境中實(shí)體的時(shí)間和空間狀態(tài)與實(shí)際情況不一致，規(guī)模越大影響越嚴(yán) 重。雖然國(guó)際上研究時(shí)空一致性管理技術(shù)約有十年之久，但已有的技術(shù)如本地 遲后、推算定位、延遲補(bǔ)償、時(shí)間扭曲、對(duì)象遷移等都是減少時(shí)空不一致局部 影響的技術(shù)方法，雖然能較好地維護(hù)小規(guī)模分布虛擬環(huán)境的時(shí)空一致性，但無(wú) 法滿足新一代基于廣域網(wǎng)的大規(guī)模分布式虛擬環(huán)境對(duì)時(shí)空一致性的需求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)分布式虛擬環(huán)境中網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)帶來(lái)的實(shí)體對(duì)象時(shí)空不一致現(xiàn) 象，以保證不出現(xiàn)實(shí)體對(duì)象的矛盾狀態(tài)為目標(biāo)，提出分布式虛擬環(huán)境的時(shí)空狀 態(tài)一致性統(tǒng)一事件處理方法，維護(hù)分布式虛擬環(huán)境中的實(shí)體對(duì)象時(shí)空狀態(tài)一致 性。本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)是，針對(duì)每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行模擬計(jì)算時(shí)均以本機(jī)當(dāng)前時(shí) 刻的環(huán)境參數(shù)作為輸入值，認(rèn)為保持不同事件對(duì)所有相關(guān)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的發(fā)生順序 是維持實(shí)體對(duì)象時(shí)空狀態(tài)表現(xiàn)一致性的關(guān)鍵。按照傳統(tǒng)的方式將事件直接發(fā)送
到目的節(jié)點(diǎn)是不可能達(dá)到這一目的。要達(dá)到這一目的，必須有一個(gè)處理機(jī)制對(duì) 事件的發(fā)生順序進(jìn)行統(tǒng)一處理，并由這一處理機(jī)制按照統(tǒng)一后的順序?qū)⑹录?發(fā)到各相關(guān)目的節(jié)點(diǎn)。我們提出統(tǒng)一事件處理方法來(lái)保證時(shí)空狀態(tài)的表現(xiàn)一致 性，將每一個(gè)事件通過(guò)兩步傳送到對(duì)應(yīng)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，即首先各節(jié)點(diǎn)將事件傳 送到統(tǒng)一的服務(wù)器上，然后服務(wù)器按照事件到達(dá)的先后順序?qū)⑹录魉椭翆?duì)應(yīng) 節(jié)點(diǎn)。統(tǒng)一事件處理方法的具體過(guò)程如下首先將實(shí)體對(duì)象的一個(gè)模擬周期分為 三步，即首先進(jìn)行狀態(tài)計(jì)算，然后同時(shí)進(jìn)行狀態(tài)表現(xiàn)和實(shí)體對(duì)象的新?tīng)顟B(tài)向事 件服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)傳輸，第三步為事件服務(wù)器與目的節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)傳輸；為提高實(shí)時(shí)性，將前一周期的第二個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸與其后續(xù)周期的狀態(tài)計(jì)算時(shí)間重疊。本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果是能夠有效地維護(hù)分布式虛擬環(huán)境中的時(shí)空狀態(tài)一致性，同時(shí)保持其實(shí)時(shí)性。


圖1:統(tǒng)一事件處理方法。 圖2:階段劃分。圖3:兩個(gè)連續(xù)的模擬周期的時(shí)間關(guān)系。圖4:兩個(gè)周期之間的時(shí)間重疊。圖5:"統(tǒng)一事件處理方法"與傳統(tǒng)方法的結(jié)合。圖6:狀態(tài)計(jì)算的時(shí)間延時(shí)大于網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)的時(shí)間關(guān)系。圖7:狀態(tài)計(jì)算的時(shí)間延時(shí)小于網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)的時(shí)間關(guān)系。
具體實(shí)施方式
我們可以將分布虛擬環(huán)境中實(shí)體對(duì)象的模擬過(guò)程劃分為狀態(tài)計(jì)算、狀態(tài)表 現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葞讉€(gè)階段。狀態(tài)計(jì)算是計(jì)算節(jié)點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境參數(shù)，計(jì)算實(shí) 體對(duì)象的新的狀態(tài)值；狀態(tài)表現(xiàn)是計(jì)算節(jié)點(diǎn)根據(jù)狀態(tài)計(jì)算的結(jié)果，將實(shí)體對(duì)象 的新?tīng)顟B(tài)表現(xiàn)出來(lái)；網(wǎng)絡(luò)傳輸是將實(shí)體對(duì)象的新?tīng)顟B(tài)傳送給其它相關(guān)的計(jì)算節(jié) 點(diǎn)。傳統(tǒng)的實(shí)體對(duì)象的一個(gè)模擬周期由兩步構(gòu)成，首先進(jìn)行狀態(tài)計(jì)算，然后同
時(shí)進(jìn)行狀態(tài)表現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)傳輸。圖2表示了兩個(gè)連續(xù)的傳統(tǒng)模擬周期的時(shí)間關(guān)系。 采取了一致性措施后，實(shí)體對(duì)象的一個(gè)模擬周期由三步構(gòu)成，即首先進(jìn)行 狀態(tài)計(jì)算，然后同時(shí)進(jìn)行狀態(tài)表現(xiàn)和實(shí)體對(duì)象的新?tīng)顟B(tài)向事件服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)傳 輸，第三步為事件服務(wù)器與目的節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)傳輸。圖3表示了兩個(gè)連續(xù)的模 擬周期的時(shí)間關(guān)系。在圖4所示的模擬周期中，狀態(tài)計(jì)算、狀態(tài)表現(xiàn)和第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸、第二 個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)炔襟E是不可缺少的，要提高實(shí)時(shí)性，必須將某些步驟重疊。然而， 在一個(gè)模擬周期內(nèi)，這三個(gè)步驟的時(shí)序關(guān)系也必須是順序的，因此提高實(shí)時(shí)性 的唯一辦法是在兩個(gè)周期之間進(jìn)行時(shí)間重疊。如圖5所示，我們將上述"統(tǒng)一事件處理"方法與傳統(tǒng)的方法結(jié)合起來(lái)。 即計(jì)算出新的實(shí)體對(duì)象狀態(tài)后，計(jì)算節(jié)點(diǎn)將結(jié)果發(fā)送至事件服務(wù)器的同時(shí)，也 發(fā)送給相應(yīng)的目的節(jié)點(diǎn)，并在第二個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^(guò)程中，計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行下一周 期的狀態(tài)計(jì)算。即前一周期的第二個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸與其后續(xù)周期的狀態(tài)計(jì)算時(shí)間重這樣，兩個(gè)連續(xù)的模擬周期的時(shí)間關(guān)系如圖6所示。當(dāng)狀態(tài)計(jì)算的時(shí)間延 時(shí)大于網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)時(shí)，圖6所示的模擬時(shí)序關(guān)系以及模擬時(shí)間均與圖3所示 的時(shí)間關(guān)系一致；而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)大于狀態(tài)計(jì)算延時(shí)時(shí)，與傳統(tǒng)方式相比， 其每一周期的時(shí)長(zhǎng)僅增加了網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)與狀態(tài)計(jì)算延時(shí)之差，如圖7所示。
權(quán)利要求
1、分布式虛擬環(huán)境中維持時(shí)空一致性的統(tǒng)一事件處理方法，其特征在于將每一個(gè)事件通過(guò)兩步傳送到對(duì)應(yīng)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，即首先各節(jié)點(diǎn)將事件傳送到統(tǒng)一的服務(wù)器上，然后服務(wù)器按照事件到達(dá)的先后順序?qū)⑹录魉椭翆?duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)，統(tǒng)一事件處理方法的具體過(guò)程如下首先將實(shí)體對(duì)象的一個(gè)模擬周期分為三步，即首先進(jìn)行狀態(tài)計(jì)算，然后同時(shí)進(jìn)行狀態(tài)表現(xiàn)和實(shí)體對(duì)象的新?tīng)顟B(tài)向事件服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)傳輸，第三步為事件服務(wù)器與目的節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)傳輸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式虛擬環(huán)境中維持時(shí)空一致性的統(tǒng)一事件處 理方法，其特征在于將前一周期的第二個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸與其后續(xù)周期的狀態(tài)計(jì)算時(shí) 間重疊。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于廣域網(wǎng)的大規(guī)模分布式虛擬環(huán)境中維持時(shí)空一致性的統(tǒng)一事件處理方法。該方法為將分布虛擬環(huán)境中實(shí)體對(duì)象的模擬過(guò)程劃分為狀態(tài)計(jì)算、狀態(tài)表現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葞讉€(gè)階段。將每一個(gè)事件通過(guò)兩步傳送到對(duì)應(yīng)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，即首先各節(jié)點(diǎn)將事件傳送到統(tǒng)一的服務(wù)器上，然后服務(wù)器按照事件到達(dá)的先后順序?qū)⑹录魉椭翆?duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)。為提高實(shí)時(shí)性，將實(shí)體對(duì)象的前一周期的第二個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸與其后續(xù)周期的狀態(tài)計(jì)算時(shí)間重疊。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101110727SQ20071003530
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日
發(fā)明者唐文勝, 張擁軍, 彭宇行, 李思昆 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)