專利名稱：基于仲裁者的測(cè)量協(xié)同問(wèn)題解決方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于仲裁者的測(cè)量協(xié)同問(wèn)題的解決方法。
目前的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng)多為分布式系統(tǒng)，它所包含的節(jié)點(diǎn)按照功能不同一般可以劃分為三類控制節(jié)點(diǎn)、測(cè)量節(jié)點(diǎn)和被測(cè)節(jié)點(diǎn)。其中控制節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)測(cè)量命令的發(fā)布和測(cè)量結(jié)果的回收，測(cè)量節(jié)點(diǎn)和被測(cè)節(jié)點(diǎn)協(xié)作完成測(cè)量命令的執(zhí)行。測(cè)量的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是測(cè)量結(jié)果的精確性。如果一個(gè)測(cè)量節(jié)點(diǎn)同時(shí)執(zhí)行了多個(gè)測(cè)量，那么這些測(cè)量所產(chǎn)生的流量會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中相互干擾，從而影響了測(cè)量結(jié)果的精確度；另一方面，如果測(cè)量進(jìn)程不是運(yùn)行在操作系統(tǒng)的內(nèi)核級(jí)，操作系統(tǒng)在調(diào)度多個(gè)測(cè)量進(jìn)程的過(guò)程中，可能會(huì)造成測(cè)量時(shí)間戳記錄不準(zhǔn)確；同時(shí)，有人建議塊傳輸能力的測(cè)量應(yīng)該在一個(gè)干凈的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。
綜合考慮上面兩個(gè)方面，則引入了新的問(wèn)題。如果把測(cè)量看成任務(wù)，那么一次大規(guī)模測(cè)量的過(guò)程可以看作分布式節(jié)點(diǎn)協(xié)作完成一系列不斷產(chǎn)生的任務(wù)。限定測(cè)量的互斥進(jìn)行相當(dāng)于任意時(shí)刻某個(gè)節(jié)點(diǎn)只能為一個(gè)任務(wù)服務(wù)。節(jié)點(diǎn)執(zhí)行測(cè)量進(jìn)程需要受到自己和其它節(jié)點(diǎn)多方面的影響，因此會(huì)引起任務(wù)沖突、進(jìn)程死鎖等一系列問(wèn)題，我們稱之為測(cè)量協(xié)同問(wèn)題(MCP)。
本發(fā)明的目的是為網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng)提供互斥測(cè)量協(xié)同的能力。而提供一種基于仲裁者的測(cè)量協(xié)同問(wèn)題解決方法，為實(shí)現(xiàn)該目的，基于仲裁者的測(cè)量協(xié)同問(wèn)題解決方法包括步驟產(chǎn)生測(cè)量任務(wù)的節(jié)點(diǎn)向仲裁者發(fā)送測(cè)量請(qǐng)求消息；仲裁者對(duì)當(dāng)前任務(wù)集I進(jìn)行并發(fā)劃分，并使用仲裁算法對(duì)閉合任務(wù)集進(jìn)行處理，從而得到該閉合任務(wù)集的無(wú)沖突任務(wù)集；仲裁者根據(jù)處理結(jié)果向請(qǐng)求消息的發(fā)送者和被請(qǐng)求者發(fā)送肯定或否定應(yīng)答；接收到肯定應(yīng)答的節(jié)點(diǎn)執(zhí)行測(cè)量任務(wù)，任務(wù)執(zhí)行完畢后通知仲裁者采用閉合任務(wù)集和并發(fā)劃分的方法來(lái)構(gòu)造仲裁算法所需的測(cè)量請(qǐng)求圖。
如果當(dāng)前任務(wù)集I為仲裁者保存的當(dāng)前任務(wù)集，當(dāng)前任務(wù)集I的并發(fā)劃分為{I1，I2，Λ，Ik}，則I∪{v}的并發(fā)劃分為{I1，I2，Λ，Ik，Ir}-A，其中A={Ij|j=1,Λ,k,∃u∈Ij,u||v}]]>Ir=YIs∈AIs+{v}]]>如果當(dāng)前任務(wù)集I為仲裁者保存的當(dāng)前任務(wù)集，當(dāng)前任務(wù)集I的并發(fā)劃分為{I1，I2，Λ，Ik}，Is為I中新發(fā)現(xiàn)的閉合任務(wù)集，S為仲裁算法選擇出該Is的無(wú)沖突任務(wù)集，P為I中所有與S的某個(gè)元素沖突的元素集合，設(shè)Ij-P∪S的并發(fā)劃分為{Ij1,Λ,Ijmj},]]>則I-P∪S的并發(fā)劃分為{Il1,Λ,Ilml,ΛΛ,Ij1,Λ,Ijmj,ΛΛ,Ik1,Λ,Ikmk}.]]>仲裁者使用仲裁算法計(jì)算無(wú)沖突任務(wù)集過(guò)程中首先尋找入度為0的頂點(diǎn)集V0，然后尋找和V0相鄰的頂點(diǎn)集V1，最后為V1的每個(gè)節(jié)點(diǎn)尋找一個(gè)V0中的節(jié)點(diǎn)從而構(gòu)成無(wú)沖突任務(wù)集。
仲裁算法雖然從測(cè)量請(qǐng)求圖中不斷刪除一些節(jié)點(diǎn)和邊，但刪除后的圖仍然是測(cè)量請(qǐng)求圖。
仲裁者只對(duì)閉合任務(wù)集進(jìn)行操作。
仲裁者只保持其它節(jié)點(diǎn)的兩種狀態(tài)空閑狀態(tài)idle和繁忙狀態(tài)busy。


圖1是多個(gè)節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的測(cè)量請(qǐng)求圖；圖2是多個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量協(xié)同示意圖；圖3是測(cè)量協(xié)同過(guò)程的消息傳遞時(shí)間序列示意圖。
下文中使用符號(hào)“‖”表示兩個(gè)任務(wù)的并發(fā)關(guān)系。顯然，并發(fā)關(guān)系是對(duì)稱的。對(duì)于任意任務(wù)集合I，構(gòu)造無(wú)向圖G＝(I，E)，其中E＝{uv|u，v∈I，u‖v}。設(shè)G的連通子圖為G1，Λ，Gk，其中Gi＝(Ii，Ei)，1≤i≤k，稱{I1，I2，Λ，Ik}為測(cè)量任務(wù)集I的并發(fā)劃分，Ij為I的并發(fā)集合，G為任務(wù)集I的并發(fā)關(guān)系圖。按照連通子圖的定義，顯然有I＝I1∪I2∪Λ∪Ik且1≤i＜j≤k，Ii∩Ij＝Φ。定義5閉合任務(wù)集設(shè)T是測(cè)量任務(wù)集I的并發(fā)集合，令tm＝max{t|(s，r，t)∈T}，設(shè)當(dāng)前時(shí)刻為tcurrent，如果tcurrent-tm≥2·Ttrans，則稱T為I的閉合任務(wù)集。定義6沖突任務(wù)如果兩個(gè)測(cè)量任務(wù)(s1，r1，t1)和(s2，r2，t2)滿足{s1，r1}I{s2，r2}≠Φ，則稱這兩個(gè)測(cè)量任務(wù)是沖突的，否則稱它們是不沖突的。定義7無(wú)沖突任務(wù)集設(shè)T是測(cè)量任務(wù)的集合，如果T中的任意兩個(gè)任務(wù)都不沖突，則稱T是無(wú)沖突任務(wù)集。定義8當(dāng)前任務(wù)集仲裁者收到的，還沒(méi)有進(jìn)行應(yīng)答的任務(wù)所構(gòu)成的集合稱為仲裁者的當(dāng)前任務(wù)集，簡(jiǎn)稱當(dāng)前任務(wù)集。當(dāng)前任務(wù)集通常用字母I表示。性質(zhì)1設(shè)T是當(dāng)前任務(wù)集I的閉合任務(wù)集，那么無(wú)論I增加多少新任務(wù)，T仍然是I的閉合任務(wù)集。證明設(shè)(s，r，t)是I新增加的任務(wù)，必然有tcurrent＜t+Ttrans。(x，y，z)∈T，t-z＞tcurrent-Ttrans-z-≥tcurrent-Ttrans-tm≥2·Ttrans-Ttrans＝Ttrans因此(s，r，t)‖(x，y，z)不成立，即T仍然是I的閉合任務(wù)集。消息定義本方法主要包括以下四類消息Request 由測(cè)量任務(wù)的產(chǎn)生者(即測(cè)量節(jié)點(diǎn))發(fā)往仲裁者，請(qǐng)求仲裁者判斷測(cè)量任務(wù)是否可執(zhí)行。其中，消息攜帶表示測(cè)量任務(wù)的三元組作為參數(shù)。Ack 由仲裁者發(fā)往測(cè)量節(jié)點(diǎn)和被測(cè)節(jié)點(diǎn)，表示仲裁者同意測(cè)量節(jié)點(diǎn)執(zhí)行所請(qǐng)求的測(cè)量任務(wù)。其中，消息攜帶表示測(cè)量任務(wù)的三元組作為參數(shù)。Reject 由仲裁者發(fā)往測(cè)量節(jié)點(diǎn)，表示仲裁者拒絕測(cè)量節(jié)點(diǎn)執(zhí)行所請(qǐng)求的測(cè)量任務(wù)。其中，消息攜帶表示測(cè)量任務(wù)的三元組作為參數(shù)。Finish 由測(cè)量節(jié)點(diǎn)和被測(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)往仲裁者，表明測(cè)量任務(wù)已經(jīng)執(zhí)行完畢。節(jié)點(diǎn)的處理過(guò)程任意時(shí)刻，節(jié)點(diǎn)(指非仲裁者)必將處于idle，busy或wait狀態(tài)中的一個(gè)。其中idle是空閑狀態(tài)；busy是繁忙狀態(tài)，表明節(jié)點(diǎn)正在進(jìn)行測(cè)量協(xié)同；wait是等待狀態(tài)，意味著節(jié)點(diǎn)正在等待仲裁者的應(yīng)答。下面給出節(jié)點(diǎn)的處理過(guò)程 節(jié)點(diǎn)只有當(dāng)自己處于idle狀態(tài)時(shí)才能夠產(chǎn)生測(cè)量任務(wù)； 節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生測(cè)量任務(wù)成立即向仲裁者發(fā)送Request消息，請(qǐng)求促裁者對(duì)該測(cè)量任務(wù)的仲裁，并進(jìn)入wait狀態(tài)； 節(jié)點(diǎn)處于wait狀態(tài)時(shí)，如果收到來(lái)自仲裁者的Ack消息，且該消息所攜帶的測(cè)量任務(wù)與節(jié)點(diǎn)等待應(yīng)答的測(cè)量任務(wù)匹配，則節(jié)點(diǎn)進(jìn)入busy狀態(tài)； 節(jié)點(diǎn)處于wait狀態(tài)時(shí)，如果收到來(lái)自仲裁者的Reject消息，且該消息所攜帶的測(cè)量任務(wù)與節(jié)點(diǎn)等待應(yīng)答的測(cè)量任務(wù)匹配，則節(jié)點(diǎn)進(jìn)入idle狀態(tài)； 節(jié)點(diǎn)處于idle或wait狀態(tài)時(shí)，如果收到來(lái)自仲裁者的Ack消息，且該消息所攜帶的測(cè)量任務(wù)中被測(cè)節(jié)點(diǎn)為自身，則節(jié)點(diǎn)進(jìn)入busy狀態(tài)； 節(jié)點(diǎn)測(cè)量完畢，從busy狀態(tài)進(jìn)入idle狀態(tài)，并向仲裁者發(fā)送Finish消息。仲裁者的處理過(guò)程仲裁者的處理過(guò)程主要包括對(duì)Request消息和Finish消息的接收處理，以及閉合任務(wù)集的仲裁操作。首先我們給出仲裁者的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)●數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 仲裁者記錄其它所有節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。這里的狀態(tài)只包括兩種，即busy狀態(tài)和idle狀態(tài)。算法開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)均為idle。
仲裁者用I來(lái)記錄當(dāng)前任務(wù)集，I的并發(fā)劃分為{I1，I2，Λ，Ik}。并發(fā)劃分的每一個(gè)任務(wù)集攜帶其所有任務(wù)中最晚產(chǎn)生任務(wù)的時(shí)間，可表示為Is.tmax＝max{t|(s，r，t)∈Is}1)接收Request消息(設(shè)該Request消息所攜帶的測(cè)量任務(wù)為v＝(s，r，t)) 如果I中已包括以s為測(cè)量節(jié)點(diǎn)的任務(wù)，或者s的狀態(tài)為busy，或者r的狀態(tài)為busy，則應(yīng)答Reject，攜帶任務(wù)v； 對(duì)于其它情況，首先更新當(dāng)前任務(wù)集I＝I∪{v}，最后重新計(jì)算I的并發(fā)劃分。2)接收Finish消息 仲裁者接收到來(lái)自某個(gè)一般節(jié)點(diǎn)的Finish消息后，把該節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)置為idle。3)閉合任務(wù)集的仲裁仲裁者對(duì)并發(fā)集合按照tmax的值從小到大排序，可以采用周期性掃描或設(shè)置定時(shí)器的方法來(lái)進(jìn)行對(duì)第一個(gè)并發(fā)集合進(jìn)行閉合任務(wù)集檢測(cè)。一旦檢測(cè)到該并發(fā)集合成為了閉合任務(wù)集，則執(zhí)行下列操作(設(shè)該閉合任務(wù)集為Is) 使用仲裁算法(參見(jiàn)下面)選擇出該閉合任務(wù)集的無(wú)沖突任務(wù)集S； 令 對(duì)P中的每一個(gè)任務(wù)u＝(x，y，z)，向x發(fā)送Reject消息，其中攜帶任務(wù)u； 對(duì)S中的每一個(gè)任務(wù)v＝(s，r，t)，向s和r分別發(fā)送Ack消息，消息中攜帶任務(wù)v，并設(shè)置s和r的狀態(tài)為busy； 令I(lǐng)＝I-P∪S。最后重新計(jì)算I的并發(fā)劃分。4)I∪{v}的并發(fā)劃分算法Stepl、令集合P為空集；Step2、對(duì)于I中的每一個(gè)任務(wù)u，如果u‖v，則把u添加到集合P中；Step3a、如果P中任務(wù)數(shù)目為0，令Lk+1＝{v)，Ik+1.tmax＝t，則{I1，I2，Λ，Ik，Ik+1}構(gòu)成了I∪{v}的并發(fā)劃分；Step3b、如果P中任務(wù)數(shù)目大于0，令A(yù)＝{Ij|j＝1,Λ，k，Ij∩P≠Φ}Ir=YIs∈AIs+{v}]]>
Ir.tmax＝max{max{Is.tmax|Is∈A}，t}則{I1，I2，Λ，Ik，Ir}-A構(gòu)成了I∪{v}的并發(fā)劃分。5)I-P∪S的并發(fā)劃分算法計(jì)算Ij-P∪S的并發(fā)劃分。設(shè)得到的并發(fā)劃分為{Ij1,Λ,Ijmj},]]>則I-P∪S的并發(fā)劃分為{Il1,Λ,Ilml,ΛΛ,Ij1,Λ,Ijmj,ΛΛ,Ik1,Λ,Ikmk}]]>仲裁算法定義9測(cè)量請(qǐng)求圖任務(wù)集T所對(duì)應(yīng)的測(cè)量請(qǐng)求圖G＝(V，E)是一個(gè)有向圖。其中V=Y{s,r,t}∈T{s,r}]]>代表任務(wù)集中所有任務(wù)對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)集合。E=Y{s,r,t}∈Tsr,]]>即任務(wù)集T中每個(gè)任務(wù)對(duì)應(yīng)G中的一條從測(cè)量節(jié)點(diǎn)到被測(cè)節(jié)點(diǎn)的有向邊。
圖1給出了一個(gè)測(cè)量請(qǐng)求圖，圖中節(jié)點(diǎn)2請(qǐng)求和節(jié)點(diǎn)3進(jìn)行測(cè)量，節(jié)點(diǎn)5請(qǐng)求和節(jié)點(diǎn)3進(jìn)行測(cè)量，節(jié)點(diǎn)6請(qǐng)求和節(jié)點(diǎn)1進(jìn)行測(cè)量。
由于每個(gè)測(cè)量節(jié)點(diǎn)在任意時(shí)刻最多只有一個(gè)任務(wù)在協(xié)商，因此測(cè)量請(qǐng)求圖G中任意節(jié)點(diǎn)的出度最多為1。仲裁算法的目的是對(duì)于一個(gè)給定的任務(wù)集T，計(jì)算T的無(wú)沖突任務(wù)集。根據(jù)測(cè)量請(qǐng)求圖的定義，仲裁算法只需要求出G的邊集合E的子集S，S中任意兩條邊不相交。引理1如果測(cè)量請(qǐng)求圖G中不存在入度為0的節(jié)點(diǎn)，則G中只包含不相交的有向環(huán)。證明首先證明G中任意節(jié)點(diǎn)的入度均小于1。假設(shè)存在節(jié)點(diǎn)u，u的入度大于1，由于G不存在入度為0的節(jié)點(diǎn)，因此G中所有節(jié)點(diǎn)的入度之和必定大于|V|。但G中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的出度最多為1，因此G中所有節(jié)點(diǎn)的出度之和必定小于等于|V|，矛盾，因此G中任意節(jié)點(diǎn)的入度均小于1。
由此可以得到G中任意節(jié)點(diǎn)的入度均為1，同時(shí)G中任意節(jié)點(diǎn)的出度也必定為1，因此G中只包含一些不相交的有向環(huán)。 仲裁算法Step1、令集合S為空。
Step2、如果|E|＝0，則結(jié)束算法。令V0＝{v|v∈V，indegree(v)＝0}，即V0代表G中所有入度為0的頂點(diǎn)集合，分為下面兩種情況(1)|V0|＝0，由引理1可知G中只包含有向環(huán)。對(duì)G的每一個(gè)環(huán)，依次做如下操作(設(shè)環(huán)的大小為k，環(huán)上的節(jié)點(diǎn)依次為v1，K，vk)a)如果k能夠被2整除，則把邊v1v2→,v3v4→,...,vk-1vk→]]>添加到S中；如果k不能被2整除，則把邊v1v2→,v3v4→,...,vk-2vk-1→]]>添加到S中。
b)把該環(huán)從G中刪除。
經(jīng)過(guò)本次操作后，G將變成一個(gè)不包含任何節(jié)點(diǎn)和邊的空?qǐng)D。
(2)|V0|＞0，令V1={u|u∈V,∃v∈V0,s.t.vu→∈E},]]>則V1代表和V0相鄰的頂點(diǎn)集合。令E1={uv→|uv→∈E,|{u,v}I(V0∪V1)|>0},]]>則E1代表所有和V0∪V1相關(guān)的邊集合。依次做如下操作a)對(duì)于V1中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)v，按照V1的定義，必定存在V0中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)u，使得 把邊 添加到集合S中，即S=S+{uv→}]]>b)從G中刪除V0和V1以及相關(guān)的邊，即V＝V-V0∪V1E＝E-E1上述操作只是從G中刪除一些節(jié)點(diǎn)和一些邊，G中每個(gè)節(jié)點(diǎn)出度最多為1的情況還是得到了保證，因此G仍然是測(cè)量請(qǐng)求圖。
Step3、轉(zhuǎn)Step2。
下面將結(jié)合附圖用一個(gè)實(shí)際例子說(shuō)明該方法的處理過(guò)程。
圖2是一個(gè)包括6個(gè)節(jié)點(diǎn)和1個(gè)仲裁者的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng)。圖中節(jié)點(diǎn)2、節(jié)點(diǎn)5和節(jié)點(diǎn)6在不同時(shí)刻分別向仲裁者發(fā)送了測(cè)量請(qǐng)求，其中節(jié)點(diǎn)2請(qǐng)求和節(jié)點(diǎn)3進(jìn)行測(cè)量，節(jié)點(diǎn)5請(qǐng)求和節(jié)點(diǎn)3進(jìn)行測(cè)量，節(jié)點(diǎn)6請(qǐng)求和節(jié)點(diǎn)1進(jìn)行測(cè)量。
圖3為處理過(guò)程的消息傳遞時(shí)間序列示意圖。其中豎實(shí)線代表時(shí)間軸，越靠下說(shuō)明時(shí)間越晚，時(shí)間軸上面的節(jié)點(diǎn)編號(hào)代表該時(shí)間軸刻劃該節(jié)點(diǎn)的事件。不同時(shí)間軸的刻度和起點(diǎn)相同，即如果用一個(gè)水平線和時(shí)間軸相交，那么不同的交點(diǎn)代表相同的時(shí)刻。時(shí)間軸之間的帶箭頭線段代表消息的傳遞線段從某個(gè)時(shí)間軸開(kāi)始，到另一個(gè)時(shí)間軸終止，起點(diǎn)所在的時(shí)間軸對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)代表消息的發(fā)送方，起點(diǎn)對(duì)應(yīng)消息的發(fā)送時(shí)刻；終點(diǎn)所在的時(shí)間軸對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)代表消息的接收方，終點(diǎn)對(duì)應(yīng)接收時(shí)刻。下面對(duì)該過(guò)程作詳細(xì)解釋步驟1，t0時(shí)刻，所有節(jié)點(diǎn)處于狀態(tài)idle，仲裁者當(dāng)前任務(wù)集為空，記錄所有節(jié)點(diǎn)狀態(tài)為空。
步驟2，t1時(shí)刻，節(jié)點(diǎn)6產(chǎn)生測(cè)量任務(wù)(6，1，t1)，并向仲裁者發(fā)送Request消息，切換到狀態(tài)wait。
步驟3，t2時(shí)刻，節(jié)點(diǎn)5產(chǎn)生測(cè)量任務(wù)(5，3，t2)，并向仲裁者發(fā)送Request消息，切換到狀態(tài)wait。
步驟4，t3時(shí)刻，仲裁者收到節(jié)點(diǎn)6的Request消息。當(dāng)前任務(wù)集I＝{(6，1，t1)}。
步驟5，t4時(shí)刻，節(jié)點(diǎn)2產(chǎn)生測(cè)量任務(wù)(2，3，t4)，并向仲裁者發(fā)送Request消息，切換到狀態(tài)wait。
步驟6，t5時(shí)刻，仲裁者收到節(jié)點(diǎn)5的Request消息。當(dāng)前任務(wù)集I＝{(6，1，t1)，(5，3，t2)}，I的并發(fā)劃分為{{(6，1，t1)}，{(5，3，t2)}}。
步驟7，t6時(shí)刻，仲裁者收到節(jié)點(diǎn)2的Request消息。當(dāng)前任務(wù)集I＝{(6，1，t1)，(5，3，t2)，(2，3，t4)}，I的并發(fā)劃分為{{(6，1，t1)}，{(5，3，t2)，(2，3，t4)}}。
步驟8，t7時(shí)刻(t7＝t1+2*Ttrans)，仲裁者判斷并發(fā)集合{(6，1，t1)}成為閉合任務(wù)集，計(jì)算得到其最大無(wú)沖突任務(wù)集S＝{(6，1，t1)}，P為空集。仲裁者逐步執(zhí)行下列操作 分別向節(jié)點(diǎn)6和節(jié)點(diǎn)1發(fā)送Ack消息。
設(shè)置節(jié)點(diǎn)6和節(jié)點(diǎn)1的狀態(tài)為busy。
I＝I-P∪S＝{(5，3，t2)，(2，3，t4)}，重新計(jì)算I的并發(fā)劃分為{{(5，3，t2)，(2，3，t4)}}步驟9，t8時(shí)刻，節(jié)點(diǎn)6收到來(lái)自仲裁者的Ack消息，切換到狀態(tài)busy。開(kāi)始和節(jié)點(diǎn)1進(jìn)行測(cè)量。
步驟10，t9時(shí)刻，節(jié)點(diǎn)1收到來(lái)自仲裁者的Ack消息，切換到狀態(tài)busy。開(kāi)始和節(jié)點(diǎn)6進(jìn)行測(cè)量。
步驟11，t10時(shí)刻(t10＝t4+2*Ttrans)，，仲裁者判斷并發(fā)集合{(5，3，t2)，(2，3，t4)}成為閉合任務(wù)集，計(jì)算得到其最大無(wú)沖突任務(wù)集S＝{(5，3，t2)}，P＝{2}。仲裁者逐步執(zhí)行下列操作 向節(jié)點(diǎn)2發(fā)送Reject消息。
分別向節(jié)點(diǎn)5和節(jié)點(diǎn)3發(fā)送Ack消息。
設(shè)置節(jié)點(diǎn)5和節(jié)點(diǎn)3的狀態(tài)為busy。
I＝I-P∪S＝空集。
步驟12，t11時(shí)刻，節(jié)點(diǎn)5收到來(lái)自仲裁者的Ack消息，切換到狀態(tài)busy。開(kāi)始和節(jié)點(diǎn)3進(jìn)行測(cè)量。
步驟13，t12時(shí)刻，節(jié)點(diǎn)3收到來(lái)自仲裁者的Ack消息，切換到狀態(tài)busy。開(kāi)始和節(jié)點(diǎn)5進(jìn)行測(cè)量。
步驟14，t13時(shí)刻，節(jié)點(diǎn)2收到來(lái)自仲裁者的Reject消息，切換到狀態(tài)idle。
步驟15，t14時(shí)刻，節(jié)點(diǎn)1結(jié)束測(cè)量，向仲裁者發(fā)送Finish消息，切換到狀態(tài)idle。
步驟16，t15時(shí)刻，節(jié)點(diǎn)6結(jié)束測(cè)量，向仲裁者發(fā)送Finish消息，切換到狀態(tài)idle。
步驟17，t16時(shí)刻，仲裁者收到節(jié)點(diǎn)6的Finish消息，設(shè)置節(jié)點(diǎn)6的狀態(tài)為idle。
步驟18，t17時(shí)刻，仲裁者收到節(jié)點(diǎn)1的Finish消息，設(shè)置節(jié)點(diǎn)1的狀態(tài)為idle。
本發(fā)明在網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了互斥測(cè)量協(xié)同的能力?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng)均不支持測(cè)量協(xié)同和測(cè)量任務(wù)的互斥執(zhí)行。雖然仲裁者可能會(huì)成為瓶頸，但該方法的靈活性較好，且升級(jí)只需要針對(duì)仲裁者進(jìn)行即可，尤其適用于節(jié)點(diǎn)數(shù)目不是特別多的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種基于仲裁者的測(cè)量協(xié)同問(wèn)題解決方法，包括步驟●產(chǎn)生測(cè)量任務(wù)的節(jié)點(diǎn)向仲裁者發(fā)送測(cè)量請(qǐng)求消息；●仲裁者對(duì)當(dāng)前任務(wù)集I進(jìn)行并發(fā)劃分，并使用仲裁算法對(duì)閉合任務(wù)集進(jìn)行處理，從而得到該閉合任務(wù)集的無(wú)沖突任務(wù)集；●仲裁者根據(jù)處理結(jié)果向請(qǐng)求消息的發(fā)送者和被請(qǐng)求者發(fā)送肯定或否定應(yīng)答；●接收到肯定應(yīng)答的節(jié)點(diǎn)執(zhí)行測(cè)量任務(wù)，任務(wù)執(zhí)行完畢后通知仲裁者。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用閉合任務(wù)集和并發(fā)劃分的方法來(lái)構(gòu)造仲裁算法所需的測(cè)量請(qǐng)求圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果當(dāng)前任務(wù)集I為仲裁者保存的當(dāng)前任務(wù)集，當(dāng)前任務(wù)集I的并發(fā)劃分為{I1，I2，Λ，Ik}，則I∪{v}的并發(fā)劃分為{I1，I2，Λ，Ik，Ir}-A，其中A={Ij|j=1,Λ,k,∃u∈Ij,u||v}]]>Ir=YIs∈AIs+{v}]]>
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果當(dāng)前任務(wù)集I為仲裁者保存的當(dāng)前任務(wù)集，當(dāng)前任務(wù)集I的并發(fā)劃分為{I1，I2，Λ，Ik}，Is為I中新發(fā)現(xiàn)的閉合任務(wù)集，S為仲裁算法選擇出該Is的無(wú)沖突任務(wù)集，P為I中所有與S的某個(gè)元素沖突的元素集合，設(shè)Ij-P∪S的并發(fā)劃分為{Ij1,Λ,Ijmj},]]>則I-P∪S的并發(fā)劃分為{Il1,Λ,I1ml,ΛΛ,Ij1,Λ,Ijmj,ΛΛ,Ik1,Λ,Ikmk}.]]>
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，仲裁者使用仲裁算法計(jì)算無(wú)沖突任務(wù)集過(guò)程中首先尋找入度為0的頂點(diǎn)集V0，然后尋找和V0相鄰的頂點(diǎn)集V1，最后為V1的每個(gè)節(jié)點(diǎn)尋找一個(gè)V0中的節(jié)點(diǎn)從而構(gòu)成無(wú)沖突任務(wù)集。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，仲裁算法雖然從測(cè)量請(qǐng)求圖中不斷刪除一些節(jié)點(diǎn)和邊，但刪除后的圖仍然是測(cè)量請(qǐng)求圖。
7 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，仲裁者只對(duì)閉合任務(wù)集進(jìn)行操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，仲裁者只保持其它節(jié)點(diǎn)的兩種狀態(tài)空閑狀態(tài)idle和繁忙狀態(tài)busy。
全文摘要
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，一種基于仲裁者的測(cè)量協(xié)同問(wèn)題解決方法，包括步驟產(chǎn)生測(cè)量任務(wù)的節(jié)點(diǎn)向仲裁者發(fā)送測(cè)量請(qǐng)求消息；仲裁者對(duì)當(dāng)前任務(wù)集進(jìn)行并發(fā)劃分，并使用仲裁算法對(duì)閉合任務(wù)集進(jìn)行處理，從而得到該閉合任務(wù)集的無(wú)沖突任務(wù)集；仲裁者根據(jù)處理結(jié)果向請(qǐng)求消息的發(fā)送者和被請(qǐng)求者發(fā)送肯定或否定應(yīng)答；接收到肯定應(yīng)答的節(jié)點(diǎn)執(zhí)行測(cè)量任務(wù)，任務(wù)執(zhí)行完畢后通知仲裁者。本發(fā)明在網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了互斥測(cè)量協(xié)同的能力?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng)均不支持測(cè)量協(xié)同和測(cè)量任務(wù)的互斥執(zhí)行。雖然仲裁者可能會(huì)成為瓶頸，但該方法的靈活性較好，且升級(jí)只需要針對(duì)仲裁者進(jìn)行即可，尤其適用于節(jié)點(diǎn)數(shù)目不是特別多的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1460944SQ03149108
公開(kāi)日2003年12月10日 申請(qǐng)日期2003年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月17日
發(fā)明者畢經(jīng)平, 吳起 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所