WO2008012301A2 - Method for executing a service in a local data network - Google Patents

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WO2008012301A2
WO2008012301A2 PCT/EP2007/057609 EP2007057609W WO2008012301A2 WO 2008012301 A2 WO2008012301 A2 WO 2008012301A2 EP 2007057609 W EP2007057609 W EP 2007057609W WO 2008012301 A2 WO2008012301 A2 WO 2008012301A2
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WO
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service
network node
network
plo
network nodes
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PCT/EP2007/057609
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French (fr)
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Christoph Gerdes
Shankar N. Ratneshwaran
Felix Sprick
Original Assignee
Siemens Enterprise Communications Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Publication of WO2008012301A3 publication Critical patent/WO2008012301A3/en

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/50—Network services
    • H04L67/51—Discovery or management thereof, e.g. service location protocol [SLP] or web services
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/50—Network services
    • H04L67/60—Scheduling or organising the servicing of application requests, e.g. requests for application data transmissions using the analysis and optimisation of the required network resources
    • H04L67/61—Scheduling or organising the servicing of application requests, e.g. requests for application data transmissions using the analysis and optimisation of the required network resources taking into account QoS or priority requirements

Definitions

  • the invention relates to a method for executing a service in a distributed data network having a plurality of network nodes and a corresponding decentralized data ⁇ network.
  • Decentralized data networks in particular in the form of so-called peer-to-peer data networks, are increasingly being used today .
  • the network nodes of these data networks can communicate with one another without a central instance in the form of a server being present in the data network.
  • the resources present on the individual network nodes are published by appropriate mechanisms, so that the resources are known to at least some of the network computers or can be searched for these resources.
  • Resources here are any information in the data network to understand.
  • the resources may in particular relate to information about stored data contents in the network or they may relate to tasks to be performed in the network by services which are published by a network node. Examples of services are undesirables be ⁇ calculations, such as a prime factorization, or any data processing, such as processing a video data stream, in particular the coding and the utmost flexibility of the video stream.
  • Res ⁇ resources can be registered in a decentralized data network so that the resources can be searched for by the network nodes.
  • references [1] and [2] describe a Resource Management Framework (RMF) resource management system which represents a layer attached on a peer-to-peer data network.
  • RMF Resource Management Framework
  • This RMF Concept provides information in the form of RMF resources as metadata in the network.
  • the information may also contain information about a service to be executed in the data network.
  • the object of the invention is therefore to provide a method for executing a service in a decentralized data network, which ensures a stable and efficient execution of the service in this data network.
  • a task to be performed by a service to be executed is published in the data network, wherein the publication can be carried out using any method known from the prior art.
  • the task may be published in the form of an above-mentioned RMF resource.
  • state parameters are assigned to the network nodes of the data network, and after the publication of the task to be performed by the service, each network node of at least a part of the network nodes of the data network determines whether it can execute the service with its status parameters.
  • the network nodes that can run the service then publish their own parameters in the data network, forming a group associated with the service, the group comprising the network nodes that can run the service.
  • At least one network node of the group is determined as a coordinating network node, wherein any selection method, in particular also selection methods from the prior art, can be used to determine a network node.
  • a coordinating network node can optionally be selected according to a random ⁇ process.
  • the at least one coordinating network node is used for the Ver ⁇ administration of the execution of the service, wherein the coordinating node in response to the service and the horrorspa- rametern the network nodes of the group defines at least one network node of the group as executive node. This executing network node then executes the service.
  • Data network is initialized and carried out. This is because ⁇ achieved by that network node, which can cause a service from ⁇ , are combined into a group, then a suitable network node is selected in the group with the aid of a coordinating network node that can execute the service.
  • a service here can be described in any way in the data ⁇ net.
  • a service contains parameters for characterizing the service and / or quality parameters to be maintained when the service is executed.
  • Such parameters may be, for example, a minimum number and / or maximum number of network nodes in the group associated with the service.
  • the quality parameters may also comprise a time interval, in the event that a node does not report any activity to the coordi ⁇ alternating network node within the time interval, an error in the execution of the service is detected. In this way it is ensured ⁇ that an executed service is always done with a set by a user minimum quality.
  • the state parameters of a network node in the data network can affect any properties of the network node, in particular the processing power of the network node and / or the Prozes ⁇ sorauslastung and / or the available memory and / or stored on the network node content.
  • network nodes are informed of a new task to be performed by a service or of other network nodes using state parameters with the aid of a subscription service.
  • subscription services are well known in the art. It is a kind of subscription to certain content, with a new publication of the subscribed content of the corresponding network node that has subscribed to this content is informed about this.
  • the network node of a group according to an evaluation criterion which depends on the state parameters of the respective gene network node and the service evaluated as to how well it for the execution of the of the service to erledi ⁇ constricting task are are suitable, wherein the evaluation vorzugswei ⁇ se is performed by the coordinating network node.
  • one network node of the group is defined as an exporting network node, which is in accordance with the evaluation criterion, the most suitable for the Erledi ⁇ supply of tasks to be by the service object network nodes.
  • the network nodes used are those network nodes which, after the executing network node, are the network nodes which are best suited for the task to be performed by the service. It should also be ensured that the monitoring network nodes than the at least one executive Netzkno ⁇ th and / or coordinating network nodes are other network nodes.
  • the monitoring by the monitoring network nodes proceeds in such a way that the at least one executive network node sends messages to the network node (s) at intervals, whereby if the messages fail, an error occurs during the execution of the service the or the monitoring network node is determined.
  • monitoring network nodes are advantageous, but not mandatory. If monitoring network nodes are used, a maximum number of monitoring network nodes for a group is preferably determined with the aid of the quality parameters of the service.
  • a service according to the OF INVENTION ⁇ dung at least one performer and a coordinating node and optionally also monitored network node BETEI ⁇ ligt.
  • all other network nodes ie the network nodes, which are not executing, coordinating or monitoring network nodes, are classified as inactive network nodes, which are not currently actively involved in the performance of the service.
  • These network nodes are ne waiting list set, and may optionally be later than a ⁇ direct time, for example upon failure of a network node or the change of the status parameter of the network nodes of the group, are used.
  • a migration i.e., a transmission of a service running on an executing network node to another network node is then initiated if there is a corresponding migration criterion, the migration being initiated by the at least one coordinating network node.
  • the migration criterion is in particular at Eintre ⁇ th one or more of the following events: - an error in the execution of the service is determined by at least one monitoring network node; - The at least one coordinating network node indicates
  • this is a fault-related and therefore essential migration of the service to a new executing network node.
  • this is a migration according to other criteria or depending on external influences, the cause of which is not an error.
  • the stop signal which is outputted in the latter case, for example, can then be generated when Festge ⁇ provides is that a different network node than a performing network node is suitable due to its stand parameters ⁇ better by a predetermined level at least, by the service to complete task at wherein the suitability for execution of tasks to be by the service object is preferably determined by means of the above-described Bewer ⁇ tung measure.
  • a stop signal may be output also when it is determined that preparespa ⁇ parameters of the service performed no longer be observed.
  • the inventive method is preferably such ⁇ out forms that is transmitted when an error occurs during the execution of the service of the service on at least one of the monitored network node. This migration is particularly easy because the monitoring nodes are already active when the service is running.
  • intermediate results of a service rule being executed in zeitli ⁇ chen intervals cached are intermediate results of a service rule being executed in zeitli ⁇ chen intervals cached.
  • ⁇ resumption of a service is facilitated to another computer according to its migration.
  • a service which has not yet been completed can be resumed with the aid of the last buffered intermediate results.
  • the at least one executing network node and the at least one coordinating network node coincide. Furthermore, in a particularly preferred variant, a single network node is determined as a coordinating network node, whereby the coordination of the service is made particularly simple. Similarly, the at least one coordinating network node also specifies only a single network node as the executing network node, which simplifies the execution of the service.
  • the published state parameters are updated by the network nodes of the group belonging to the service at intervals during the performance of a service. If this serious changes occur, such as the migration described above can be triggered to another leading from ⁇ network nodes.
  • the method according to the invention is preferably used in a peer-to-peer data network, the network nodes being peers of the data network.
  • the data network is employed in an ⁇ be Sonder preferred embodiment, the initially mentioned RMF network.
  • the invention further relates to a decentralized data network with a plurality of network nodes, wherein the data network is designed such that the inventive method is feasible.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a decentralized data network in which the method according to the invention is used;
  • FIG. 2 shows a flowchart which illustrates the steps carried out in the method according to the invention.
  • RMF Resource Management Framework
  • RMF resources which describe the meta-information about these services.
  • ServiceTaskRessource two general resources used to describe services. These two resources are on the one hand the so-called ServiceTaskRessource and on the other hand a state resource in the form of so-called checkpoints.
  • a service task resource in this case to the alder by a service-damaging ⁇ object within the meaning of the claims and the check represents ⁇ points represent the last state of a service and correspond substantially between the stored intermediate results of the service within the meaning of the claims.
  • Task Service Resources are adaptable to the different Anforde ⁇ approximations of the task of the corresponding service.
  • a service that charges a prime number decomposition has at ⁇ game, other input parameters as services, which deal with the processing of video streams.
  • the prime factorization of the input parameters is the number to be broken down, whereas the input parameters be ⁇ relate to the location of the video stream and further information pens of the video stream in a video stream.
  • QoS Quality of Service
  • QoS parameters can specify, for example, the minimum number of peers or the maximum number of peers which may be used in the formation of the group in the sense of the claims.
  • the parameters may relate to a so-called heartbeat interval, which determines at which intervals a coordinating network node within the meaning of the claims sends messages to monitoring network nodes in the sense of the claims.
  • Fig. 1 shows a peer-to-peer network, with 10 network nodes Pl to PlO are shown.
  • Service Task resource in the peer-to-peer network published are light.
  • Individual peers can be informed about the presence of a specific ServiceTask resource, for example by means of a subcription mechanism.
  • individual peers subscribe to a specific service ⁇ task resource.
  • ServiceTaskResource is pub- lished, the peers who have subscribed to this ServiceTaskRes ⁇ source are informed about the corresponding parameters of the ServiceTaskResource.
  • the CandidatePeerRessources entspre ⁇ chen the status parameters of the network nodes within the meaning of the claims.
  • the CandidatePeerRessources contain information about the CPU load and the available space of the corresponding peer as well as information about certain preferences of the user of the corresponding peer, about the binary codes of services available on the peer, about the last update of the CandidatePeerResource in the network and the services in which the peer participates.
  • the candidate peer resource is used to determine if a peer is capable of performing a service to be performed and if a peer may be considered a potential candidate for migrating (ie, transmitting) a service from another peer ,
  • the parameters of the given task service resource with the parameters of CandidatePeerRessource be compared locally in a ⁇ individual peers.
  • the CandidatePeerRessources be periodically aktua ⁇ larra so used in the comparison whenever possible, the current status of the peer.
  • the comparison of its Candi- datePeerResource with the published ServiceTaskResource takes place locally. If the comparison shows that the peer is capable of executing the corresponding service, the corresponding peer registers by publishing its candidate peer resource in the data network, thereby informing it that it wants to be involved in the execution of the service. The registration takes place within one Regist ⁇ r istsperiode, and after this period, an initial service group is formed, all of which during the
  • Registration period includes registered peers.
  • a group is exemplified as G.
  • the group comprises here the peers Pl to P6.
  • Peers Pl to P6 are selected as so-called co-ordinator or coor ⁇ render peer. Any algorithms known from the prior art can be used to determine a peer as coordinator. In particular, known election methods can be used. Optionally, a coordinating peer may also be randomly selected. In the example of FIG. 1, the coordinator of the peer is Pl. The task of the coordinator is the administration of the group G. The coordinator determines which peers are provided for the execution of the service and which peers the execution of the
  • Monitor service S The peers which the services exporting ⁇ reindeer, here are the executive node within the meaning of the claims and are explained in more detail below.
  • the peers which monitor the execution are the monitoring network nodes in the sense of the claims. These network nodes are also referred to as so-called watchdogs and also explained in more detail below.
  • the invention exis- advantage common to each formed group G only a Coordina ⁇ gate, wherein a group can not exist without a coordinator.
  • coordinators may be the same peers, who You can also do a service.
  • the executing peer and the coordinator represent the same peer, this has the advantage that the coordinator is monitored and protected against failure by the supervising watchdogs. This is because the watchdogs monitor the entire peer, not just the role of the executing peer. Thus detect the watchdog Aussoci ⁇ le executive peers and a coordinating peers if both rollers are running on the same computer.
  • the group is analyzed by the coordinator based on the state parameters of the individual peers of the group. Each peer is evaluated using predefined procedures, these procedures being used in the service
  • the ServiceTaskResource contains an evaluation measure in the form of QoS definitions, which determine how individual states of the peer are to be classified in terms of how well the peer is suitable for performing the task to be performed by the service.
  • the most suitable for the completion of the task peer is automatic ⁇ table executive peer.
  • the role of executive and coordinating peer coincides. In the case that the initial coordinator is not rated as the peer, which is the most suitable peer for completing the task, Therefore, the peer immediately relinquishes his role as coordinator, and the coordinator's duties, together with the role of the executive peer, are taken over by the peer who has been deemed to be the most appropriate peer for the task.
  • Coordinating peers also take account of metrics, which are defined in the Service Task resource, in particular a Re ⁇ dundanz composition and the maximum tolerated period of time before it should be noted a failure of a peer in a group.
  • the redundancy factor specifies the number of watchdogs which monitor the executing peer and also serve as replacement peers in the event the executing peer fails.
  • the redundancy factor sets a minimum number and a maximum number of peers in a group.
  • a group does not necessarily include surveil ⁇ sponding peers here, but may on the other hand sev- eral this monitoring peers include.
  • the coordinating peer After the coordinating peer evaluated the other peers of the group according to pre-admit ⁇ ner, contained in the service criteria, it determines the executing peer and set in the redundancy factor number of watchdogs. All other network nodes that exceed the number of watchdogs are placed on a waiting list in the group. If the case occurring defects ⁇ th that fewer nodes than the minimum number of network nodes according to the redundancy factor is present, the group is considered incomplete.
  • the coordinators are also responsible for managing the groups. If a peer is no longer able to comply with a quality parameter that is specified, for example, in a service level agreement, the service is migrated to another peer.
  • the coordinator is thus able to Variegated ⁇ stakes in the provided performance of peers It can therefore trigger service migrations based on a service level agreement. It is thus possible that services will be migrated based on predetermined Krite ⁇ rien, result in an automatic load balancing between peers is achieved, so that services are always running on peers that provide the most resources.
  • peers are put on a waiting list when the set number of watchdogs is reached. These peers on the waiting list are also known as so-called idle ⁇ peers.
  • the state parameters of these peers are not good enough to qualify as executing peers or watchdogs. They are not actively participating in the service execution, but are registered as potential candidates who can become active participants in a group as they improve their state parameters or if the state parameters of other peers in the group deteriorate such that an idle peer becomes a peer having better state parameters than a peer currently in the role of watchdog or executive peer.
  • peers are defined by the coor ⁇ leaders Peer Peer an exporting and optionally monitored on.
  • Peer or as monitoring peer takes place depending on a corresponding evaluation measure, whereby the best rated peer as executive peer and then the peers are classified in descending order of their evaluation measure as watchdogs. .
  • ge ⁇ Telss results in the following sequence evaluation criterion of the evaluation:
  • the peer Pl which is the coordinator and the executing peer, has the best evaluation criterion.
  • the second best rating is the peer P4, the third best the peer P2, the fourth best the peer P5, the fifth best the peer P6 and the sixth best the peer P3.
  • Peers then the P2 to P6 conces- their roles in response to the loading ⁇ êts ser grasslands.
  • the peers P4, P2 and P5 are successively classified as watchdogs.
  • the role assignment performed by the peer P1 is illustrated in FIG. 1 by corresponding arrows from the peer Pl to the other peers P2 to P6 in the group G.
  • the tasks of the executing peer and the watchdogs within the group G belonging to the service S are explained below.
  • the role of the executing peer is to actually execute the corresponding service set in the ServiceTaskResource.
  • a peer of the data network may only once assume the role of the executing peer for a service, but multiple services may be performed concurrently in the data network.
  • a peer is assigned the role of the executive peer by the coordinator. Any peer that is a member of a group can potentially be an executive peer, and the co-ordinator decides which of the most appropriate peers is for the role of the executing peer.
  • Executing peers play an important role in the migration process described below, in which a service is transferred from one executing peer to another peer.
  • the migration ensures that the state parameters of an executing peer are always such that the executing peer is suitable for carrying out the service. It is thus necessary for the executing peer to be constantly monitored to detect deviations within a period of time to thereby ensure seamless continuation of a service.
  • the monitoring of the executing peer is achieved here by the transmission of so-called heartbeat messages.
  • Heartbeat messages A simple way to tell other peers that a peer is still active and not down. However, sending heartbeat messages from each peer in the data network creates a large load, thereby consuming network bandwidth. To the
  • the watchdogs take over the task of receiving such messages. In this way, the watchdog obtain the responsibility for the detection of failures, a failure is detected when a predetermined time span ⁇ no heartbeat message is received from the exporting more peer. That is, in the absence of heartbeat messages longer than a predetermined threshold, an alarm is issued and a corresponding process for processing the failure initiated.
  • the associated with a service group must not necessarily ⁇ as watchdogs.
  • a watchdog (if any) may not be the same peer that is currently running the service. According to this restric ⁇ effect it is possible that more and detects a failure of executive peers in the presence of a watchdog advertising the can.
  • the watchdogs In addition to their monitoring task, the watchdogs also have the task of replacing a failed executing peer. According to the evaluation of the watchdogs made by the coordinator, the watchdogs are numbered, ie the peer with the highest score after the executing peer becomes the watchdog with the number 1, the peer with the second best rating measure the watchdog with the number 2, etc. Each peer in A group knows the ratings within the group and thus knows which peer is the top rated watchdog. In this way it is possible to react very quickly to the failure of an executing peer. Of the Best Rated Watchdog automatically migrated this service to itself, without that there is a loop for geeig ⁇ designated candidates. This feature allows for quick real-time migration of similar services, so the time is minimized between a failure and a resumption of a diene ⁇ tes.
  • the service migration is self-organizing and does not require a central instance to initialize the process.
  • the process of migration comprises five phases, namely an initialization phase, a service intake phase, a service execution phase, the actual migration phase and a termination phase.
  • the initialization phase is shown in FIG. 2 as IP gekennzeich ⁇ net and comprises in the previous explained Re ⁇ tration of a service in the RMF network via a service task resource that all the information about the service in ⁇ klusive of QoS requirements contains.
  • the ServiceTaskResource is thus published on the network, whereupon peers indicate their interest in participating in the service by updating their candidate resource.
  • the initial, associated with the service group is ge ⁇ forms, which is indicated in Fig. 2 by the step Sl.
  • an initial coordinating peer is determined, as previously explained.
  • the coordinating peer then evaluates, according to an evaluation measure, all peers of the group according to their state parameters in the candidate resource and in accordance with the service's QoS requirements (step S2 in Fig. 2).
  • the peer with the best score according to the score becomes the executing peer and the other peers become the watchdogs in descending order of their scores. If a fixed number of participating watchdogs reach ⁇ to, all subsequent peers than the idle peers are switched on stepped. Each peer will be notified by the coordinator about his / her role in the group.
  • the initialization phase is triggered according to the invention by registering a ServiceTaskResource in the RMF network, wherein the registering of resources can be performed by any peer connecting to the RMF network.
  • Peers are informed mechanisms through a newly registered in the network service in particular by Subkriptions-mechanics by the peers ptions corresponding RMF Subkri- for a particular type of disturbance in the network regist ⁇ Center. Upon the occurrence of a corresponding event of the registered type, the peer will be notified thereof by a message.
  • step S3 the steps S3 to S5 which correspond to the recording phase RP of the service follow.
  • step S3 it is checked in step S3 whether the service currently being considered has already been partially executed before. If this is the case, the state of the service is restored ⁇ (step S4). If this is not the case, the status of the service is reinitialized (step S5). Subsequently ⁇ wd the execution phase of the service, which is denoted by EP follows.
  • the actual EP exporting ⁇ tion of the service by the executing peer and the monitoring of the service by the watchdog is performed.
  • the watchdog check on ⁇ already mentioned heartbeat messages that are sent by the exporting peer, and she nalysis a- whether the time has exceeded a predetermined period of time since reaching the last heartbeat message.
  • the frequency of heartbeat messages depends on the type of service. This frequency is a QoS criterion that is set for the service along with other QoS criteria. Thus, a suitable Kri ⁇ criterion can be defined for each service.
  • Enable heartbeat messages but not the distinction between types of failure (eg power failure, computer failure, service failure). In the vorlie ⁇ constricting embodiment, these types of failures are generalized, and it is assumed that all types of failures have the same effect on the migration process.
  • the service execution phase In addition to monitoring the executing peer with regard to its failure, the service execution phase also detects whether there are signals for the "anticipated triggering" of migrations.
  • the coordinator can record such anticipated triggering signals, for example via a subcription mechanism, informing him of changes in the peer candidate candidates. For example, if a new peer is added to the network, or does the state change
  • the coordinating peer informed by RMF subscription mechanisms of this and can respond to these changes in that it re-evaluates the peers.
  • the CPU load is an example only and is not usually a suffi ⁇ and fair criterion for a service is migrated from one leading out ⁇ peer to another. If it were always integrated to the peer with the lowest CPU utilization, this would lead to jitter between the peers.
  • step S6 OWNER ⁇ Liche service is running.
  • step S7 is the PERIODIC ⁇ ge checking the state of the service, ie S7 advertising to update the state parameters of the individual peers and the current execution state of the service and be- censored.
  • step S8 relates to the continuous monitoring of the executing peer by the watchdogs.
  • step S7 If there are no trigger signals for stopping the service in step S7, the process returns to step S6 and the service continues to be executed. If the coordinating Peer depending ⁇ but due to a caused by the update of the service state release signal, the instruction being ⁇ ben that the service is to be stopped, the system goes in the migration phase, indicated with MP.
  • the migration phase a service is now transferred from one executing peer to another executing peer.
  • the current state of the service can be saved again in the form of intermediate results before the service is migrated. This is not possible with a migration to ⁇ ground of an error.
  • the migration phase is illustrated by steps S9 and SLO. in the
  • Step S9 the currently performed service is first stopped , the step S9 being triggered by a corresponding signal from the coordinating peer. It is so ⁇ with anticipated to triggering a migration. On the other hand, the service in the branch Bl becomes due to a
  • step S also includes the subsequent execution of the migration. Stopping the service and monitoring activities results in the service freezing when a service is transferred to another peer. The coordinator ensures this freezing. After the service has been migrated, the coordinator checks if the service has been previously completed or if it has not been completed (step Sil). If the service has not pot ⁇ closed, re-evaluate the composition of the belonging to the service group is performed. This is shown in Fig.
  • the termination phase CP follows.
  • the service being executed indicates the completion of the service to the coordinating peer, who then checks to see if the state of the service matches the service's QoS specifications. If this Be ⁇ conditions are satisfied, the coordinating peer freezes all participating peers in the group, then a message is output which indicates the end of the service execution. The peers then stop their activities and ignore any further messages related to this service.
  • all RMF resources that are no longer needed are removed. These resources are, in particular, the subscriptions that have been made in relation to the service as well as no longer relevant state resources. The resource which speaks ent ⁇ the final state of the service is not removed. In this way, the request is taken into account that the end result of the service can still be used even if the execution of the service has already ended.
  • the failure or interruption of the execution of a service is detected by the watchdogs.
  • the watchdogs analyze the frequency of the heartbeat messages that are sent out by the executing peer, whereby the migration of the service is triggered if certain criteria are met.
  • the concept of heartbeat messages is not the only concept that can detect failures. However, it is a very simple concept.
  • a disadvantage here is that not all kinds of errors with the help of Heartbeat messages can be identified.
  • no distinction is made between different types of errors network errors, service errors and computer errors. Consequently, the heartbeat messages are described in this execution ⁇ form simple and short messages which have almost no content. They are sent only for the purpose of informing other peers that the peer sending the message is still running.
  • the executing peer (s) periodically send these messages to predetermined watchdogs, the transmission frequency being specified as QoS parameters in the service.
  • the system may also deal with delays, that is, with messages that are delayed due to congestion in the network.
  • security periods are set, within which the messages to be sent can be received with a certain delay time. If these safety periods are exceeded, ie if no message is still received within the safety period, an alarm is finally issued by the corresponding watchdog and the migration of the service to another peer is triggered.
  • the heartbeat messages are always only from the executing peer to the
  • Watchdogs sent This has the advantage that the network is not overloaded with the heartbeat messages. However, it may also be possible that heartbeat messages are also sent by the watchdogs to other peers, so that the watchdogs can also be monitored with regard to their failures and appropriate measures taken in the event of failure of watchdogs.
  • the resource management framework A system for managing metadata in decentralized networks using peer-to-peer technology.

Abstract

The invention relates to a method for executing a service (S) in a local data network comprising a plurality of network nodes (Pl,..., PlO). According to said method: a) a task to be carried out by a service (S) to be executed is publicised in the data network; b) state parameters are respectively assigned to the network nodes (Pl,..., PlO) and each network node of at least part of the plurality of network nodes (Pl,..., PlO) determines whether it can execute the service with the state parameters thereof; c) the network nodes (Pl,..., PlO) that can execute the service publicise their state parameters in the data network, whereby a group (G) belonging to the service is formed, said group comprising the network nodes (Pl,..., PlO) that can execute the service (S); d) at least one network node (Pl,..., PlO) of the group (G) is determined as a co-ordinating network node; e) the at least one co-ordinating network node (PI) determines at least one network node (Pl,..., PlO) of the group (G) as the executing network node (PI) according to the service (S) and the state parameters of the network nodes (Pl,..., PlO) of the group (G); and f) the at least one executing network node (PI) executes the service (S).

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zum Ausführen eines Dienstes in einem dezentralen DatennetzMethod for executing a service in a decentralized data network
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausführen eines Dienstes in einem dezentralen Datennetz mit einer Mehrzahl von Netzknoten sowie ein entsprechendes dezentrales Daten¬ netz .The invention relates to a method for executing a service in a distributed data network having a plurality of network nodes and a corresponding decentralized data ¬ network.
Heutzutage kommen immer häufiger dezentrale Datennetze, ins¬ besondere in der Form so genannter Peer-to-Peer-Datennetze, zum Einsatz. Die Netzknoten dieser Datennetze können hierbei miteinander kommunizieren, ohne dass eine zentrale Instanz in der Form eines Servers in dem Datennetz vorhanden ist. In solchen dezentralen Datennetzen werden die auf den einzelnen Netzknoten vorhandenen Ressourcen durch entsprechende Mechanismen publiziert, so dass die Ressourcen zumindest einem Teil der Netzrechner bekannt sind bzw. nach diesen Ressourcen gesucht werden kann. Unter Ressourcen sind hierbei beliebige Informationen im Datennetz zu verstehen. Die Ressourcen können insbesondere Informationen über gespeicherte Dateninhalte im Netz betreffen oder sie können sich auf in dem Netz durch Dienste zu erledigende Aufgaben beziehen, welche durch einen Netzknoten publiziert werden. Beispiele von Diensten sind be¬ liebige Berechnungen, wie z.B. eine Primzahlzerlegung, oder beliebige Datenverarbeitungen, wie z.B. die Verarbeitung eines Videodatenstroms, insbesondere die Codierung bzw. Deco- dierung des Videostroms.Decentralized data networks, in particular in the form of so-called peer-to-peer data networks, are increasingly being used today . In this case, the network nodes of these data networks can communicate with one another without a central instance in the form of a server being present in the data network. In such decentralized data networks, the resources present on the individual network nodes are published by appropriate mechanisms, so that the resources are known to at least some of the network computers or can be searched for these resources. Resources here are any information in the data network to understand. The resources may in particular relate to information about stored data contents in the network or they may relate to tasks to be performed in the network by services which are published by a network node. Examples of services are undesirables be ¬ calculations, such as a prime factorization, or any data processing, such as processing a video data stream, in particular the coding and the utmost flexibility of the video stream.
Aus dem Stand der Technik sind Mechanismen bekannt, wie Res¬ sourcen in einem dezentralen Datennetz registriert werden können, so dass die Ressourcen durch die Netzknoten gesucht werden können. Zum Beispiel beschreiben die Druckschriften [1] und [2] ein Ressourcen-Verwaltungssystem RMF (RMF = Ressource Management Framework) , welches eine auf einem Peer-to- Peer-Datennetz aufgesetzte Schicht darstellt. Mit diesem RMF- Konzept werden Informationen in der Form von RMF-Ressourcen als Metadaten im Netz bereitgestellt. Die Informationen können hierbei insbesondere auch Informationen über einen im Datennetz auszuführenden Dienst enthalten.From the prior art mechanisms are known as Res ¬ resources can be registered in a decentralized data network so that the resources can be searched for by the network nodes. For example, references [1] and [2] describe a Resource Management Framework (RMF) resource management system which represents a layer attached on a peer-to-peer data network. With this RMF Concept provides information in the form of RMF resources as metadata in the network. In particular, the information may also contain information about a service to be executed in the data network.
Aus dem Stand der Technik ist zwar das Publizieren von Aufgaben bekannt, welche in einem dezentralen Datennetz durch einen auszuführenden Dienst zu erledigen sind. Es gibt jedoch bis heute noch kein geeignetes Verfahren, welches sicher- stellt, dass bei der Ausführung solcher Dienste in einem dezentralen Datennetz bestimmte Qualitätskriterien eingehalten werden .Although the publication of tasks is known from the prior art, which are to be done in a decentralized data network through a service to be performed. However, there is still no suitable method which ensures that certain quality criteria are met when executing such services in a decentralized data network.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zum Aus- führen eines Dienstes in einem dezentralen Datennetz zu schaffen, welches eine stabile und effiziente Ausführung des Dienstes in diesem Datennetz gewährleistet.The object of the invention is therefore to provide a method for executing a service in a decentralized data network, which ensures a stable and efficient execution of the service in this data network.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche ge- löst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This object is achieved by the independent patent claims. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine durch einen auszuführenden Dienst zu erledigende Aufgabe in dem Datennetz publiziert, wobei die Publikation mit beliebigen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren vorgenommen werden kann. Insbesondere kann die Aufgabe in der Form einer oben genannten RMF-Ressource veröffentlicht werden. Den Netzknoten des Datennetzes sind hierbei jeweils Zustandsparameter zuge- wiesen, und nach der Publikation der durch den Dienst zu erledigenden Aufgabe ermittelt jeder Netzknoten zumindest eines Teils der Netzknoten des Datennetzes, ob er mit seinen Zu- standsparametern den Dienst ausführen kann. Die Netzknoten, die den Dienst ausführen können, publizieren dann ihre Zu- Standsparameter im Datennetz, wodurch eine zu dem Dienst gehörige Gruppe gebildet wird, wobei die Gruppe die Netzknoten umfasst, die den Dienst ausführen können. Schließlich wird zumindest ein Netzknoten der Gruppe als koordinierender Netzknoten bestimmt, wobei beliebige Auswahlverfahren, insbesondere auch Auswahlverfahren aus dem Stand der Technik, zur Bestimmung eines Netzknotens verwendet werden können. Im ein- fachsten Fall kann gegebenenfalls auch gemäß einem Zufalls¬ verfahren ein koordinierender Netzknoten ausgewählt werden. Der zumindest eine koordinierende Netzknoten dient zur Ver¬ waltung der Ausführung des Dienstes, wobei der koordinierende Netzknoten in Abhängigkeit von dem Dienst und den Zustandspa- rametern der Netzknoten der Gruppe zumindest einen Netzknoten der Gruppe als ausführenden Netzknoten festlegt. Dieser ausführende Netzknoten führt dann den Dienst aus.In the method according to the invention, a task to be performed by a service to be executed is published in the data network, wherein the publication can be carried out using any method known from the prior art. In particular, the task may be published in the form of an above-mentioned RMF resource. In each case, state parameters are assigned to the network nodes of the data network, and after the publication of the task to be performed by the service, each network node of at least a part of the network nodes of the data network determines whether it can execute the service with its status parameters. The network nodes that can run the service then publish their own parameters in the data network, forming a group associated with the service, the group comprising the network nodes that can run the service. Finally will at least one network node of the group is determined as a coordinating network node, wherein any selection method, in particular also selection methods from the prior art, can be used to determine a network node. In the simplest case a coordinating network node can optionally be selected according to a random ¬ process. The at least one coordinating network node is used for the Ver ¬ administration of the execution of the service, wherein the coordinating node in response to the service and the Zustandspa- rametern the network nodes of the group defines at least one network node of the group as executive node. This executing network node then executes the service.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass selbst-organisierend die Ausführung eines Dienstes imThe inventive method is characterized by the self-organizing execution of a service in
Datennetz initialisiert und durchgeführt wird. Dies wird da¬ durch erreicht, dass die Netzknoten, welche einen Dienst aus¬ führen können, zu einer Gruppe zusammengefasst werden und anschließend in der Gruppe mit Hilfe eines koordinierenden Netzknotens ein geeigneter Netzknoten ausgewählt wird, der den Dienst ausführen kann.Data network is initialized and carried out. This is because ¬ achieved by that network node, which can cause a service from ¬, are combined into a group, then a suitable network node is selected in the group with the aid of a coordinating network node that can execute the service.
Ein Dienst kann hierbei auf beliebige Art und Weise im Daten¬ netz beschrieben sein. Insbesondere enthält ein Dienst Para- meter zur Charakterisierung des Dienstes und/oder einzuhaltende Qualitätsparameter bei Ausführung des Dienstes. Solche Parameter können beispielsweise eine Minimalanzahl und/oder Maximalanzahl von Netzknoten in der zu dem Dienst gehörigen Gruppe sein. Ferner können die Qualitätsparameter auch ein Zeitintervall umfassen, wobei im Falle, dass ein Netzknoten innerhalb des Zeitintervalls keine Aktivität an den koordi¬ nierenden Netzknoten meldet, ein Fehler bei der Ausführung des Dienstes festgestellt wird. Auf diese Weise wird sicher¬ gestellt, dass ein ausgeführter Dienst auch immer mit einer von einem Benutzer festgelegten Mindest-Qualität durchgeführt wird. Die Zustandsparameter eines Netzknotens im Datennetz können beliebige Eigenschaften des Netzknotens betreffen, insbesondere die Rechenleistung des Netzknotens und/oder die Prozes¬ sorauslastung und/oder den zur Verfügung stehenden Speicher und/oder auf dem Netzknoten gespeicherten Inhalte.A service here can be described in any way in the data ¬ net. In particular, a service contains parameters for characterizing the service and / or quality parameters to be maintained when the service is executed. Such parameters may be, for example, a minimum number and / or maximum number of network nodes in the group associated with the service. Further, the quality parameters may also comprise a time interval, in the event that a node does not report any activity to the coordi ¬ alternating network node within the time interval, an error in the execution of the service is detected. In this way it is ensured ¬ that an executed service is always done with a set by a user minimum quality. The state parameters of a network node in the data network can affect any properties of the network node, in particular the processing power of the network node and / or the Prozes ¬ sorauslastung and / or the available memory and / or stored on the network node content.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Netzknoten über eine neue von einem Dienst zu erledigende Aufgabe bzw. über Zustandsparameter von anderen Netz- knoten mit Hilfe eines Subskriptionsdienstes informiert. Sol¬ che Subskriptionsdienste sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt. Sie stelle eine Art Abonnement auf bestimmte Inhalte dar, wobei bei einer neuen Publikation der abonnierten Inhalte der entsprechende Netzknoten, der diese Inhalte abonniert hat, hierüber informiert wird.In a particularly preferred embodiment of the invention, network nodes are informed of a new task to be performed by a service or of other network nodes using state parameters with the aid of a subscription service. Such subscription services are well known in the art. It is a kind of subscription to certain content, with a new publication of the subscribed content of the corresponding network node that has subscribed to this content is informed about this.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Netzknoten einer Gruppe gemäß einem Bewertungsmaß, welches von den Zustandsparametern des jeweili- gen Netzknotens und dem Dienst abhängt, dahingehend bewertet, wie gut sie für die Erledigung der von dem Dienst zu erledi¬ genden Aufgabe geeignet sind, wobei die Bewertung vorzugswei¬ se durch den koordinierenden Netzknoten durchgeführt wird. Hierdurch wird ein geeigneter Mechanismus geschaffen, mit dem besonders gut für die Erledigung der Aufgabe geeignete Netz¬ knoten spezifiziert werden. Dabei wird vorzugsweise derjenige Netzknoten der Gruppe als ausführender Netzknoten festgelegt, welcher gemäß dem Bewertungsmaß der am besten für die Erledi¬ gung der durch den Dienst zu erledigenden Aufgabe geeignete Netzknoten ist.In a further, particularly preferred embodiment of the invention, the network node of a group according to an evaluation criterion which depends on the state parameters of the respective gene network node and the service evaluated as to how well it for the execution of the of the service to erledi ¬ constricting task are are suitable, wherein the evaluation vorzugswei ¬ se is performed by the coordinating network node. This creates a suitable mechanism with which network nodes which are suitable for performing the task are specified particularly well. Preferably one network node of the group is defined as an exporting network node, which is in accordance with the evaluation criterion, the most suitable for the Erledi ¬ supply of tasks to be by the service object network nodes.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch den koordinierenden Netzknoten nicht nur ein ausführender Netzknoten festgelegt, sondern es werden ferner in Abhängigkeit von dem Dienst und den Zustandsparame¬ tern der Netzknoten der Gruppe ein oder mehrere überwachende Netzknoten festgelegt, wobei die überwachenden Netzknoten die Ausführung des Dienstes auf dem zumindest einen ausführenden Netzknoten überwachen. Auf diese Weise wird ein Mechanismus geschaffen, mit dem innerhalb einer Gruppe festgestellt wer¬ den kann, wenn Probleme bei der Ausführung eines Dienstes auftreten. Es können dann entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.In a further, particularly preferred embodiment of the invention, not only a performer network node wherein the monitoring network node is determined by the coordinating network node, but it shall also be defined depending on the service and the Zustandsparame ¬ tern of the network nodes of the group, one or more monitoring network node, the Monitor execution of the service on the at least one executing network node. In this way, a mechanism is created, which can be found within a group ¬ who can when problems occur in the execution of a service. It can then be initiated appropriate countermeasures.
Vorzugsweise werden als die überwachenden Netzknoten diejenigen Netzknoten verwendet, welche nach dem ausführenden Netz- knoten die am besten für die Erledigung der durch den Dienst zu erledigenden Aufgabe geeigneten Netzknoten sind. Ferner sollte sichergestellt sein, dass die überwachenden Netzknoten andere Netzknoten als der zumindest eine ausführende Netzkno¬ ten und/oder koordinierende Netzknoten sind.Preferably, the network nodes used are those network nodes which, after the executing network node, are the network nodes which are best suited for the task to be performed by the service. It should also be ensured that the monitoring network nodes than the at least one executive Netzkno ¬ th and / or coordinating network nodes are other network nodes.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läuft die Überwachung durch die überwachenden Netzknoten derart ab, dass der zumindest eine ausführende Netzknoten in zeitlichen Abständen Nachrichten an den oder die überwachen- den Netzknoten sendet, wobei beim Ausbleiben der Nachrichten ein Fehler bei der Ausführung des Dienstes von dem oder den überwachenden Netzknoten festgestellt wird.In a particularly preferred embodiment of the invention, the monitoring by the monitoring network nodes proceeds in such a way that the at least one executive network node sends messages to the network node (s) at intervals, whereby if the messages fail, an error occurs during the execution of the service the or the monitoring network node is determined.
Die Verwendung von überwachenden Netzknoten ist vorteilhaft, jedoch nicht obligatorisch. Sollten überwachende Netzknoten eingesetzt werden, wird vorzugsweise eine Maximalanzahl an überwachenden Netzknoten für eine Gruppe mit Hilfe der Qualitätsparameter des Dienstes festgelegt.The use of monitoring network nodes is advantageous, but not mandatory. If monitoring network nodes are used, a maximum number of monitoring network nodes for a group is preferably determined with the aid of the quality parameters of the service.
Während der Durchführung eines Dienstes sind gemäß der Erfin¬ dung zumindest ein ausführender und ein koordinierender Netzknoten und gegebenenfalls auch überwachende Netzknoten betei¬ ligt. Vorzugsweise werden dabei alle anderen Netzknoten, d.h. die Netzknoten, welche keine ausführenden, koordinierenden oder überwachenden Netzknoten sind, als inaktive Netzknoten eingestuft, welche momentan nicht aktiv bei der Durchführung des Dienstes einbezogen sind. Diese Netzknoten werden auf ei- ne Warteliste gesetzt und können gegebenenfalls zu einem spä¬ teren Zeitpunkt, beispielsweise bei Ausfall eines Netzknotens oder der Veränderung der Zustandsparameter der Netzknoten der Gruppe, zum Einsatz kommen.During the implementation of a service according to the OF INVENTION ¬ dung at least one performer and a coordinating node and optionally also monitored network node BETEI ¬ ligt. Preferably, all other network nodes, ie the network nodes, which are not executing, coordinating or monitoring network nodes, are classified as inactive network nodes, which are not currently actively involved in the performance of the service. These network nodes are ne waiting list set, and may optionally be later than a ¬ direct time, for example upon failure of a network node or the change of the status parameter of the network nodes of the group, are used.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Migration (d.h. eine Übertragung) eines auf einem ausführenden Netzknoten ausgeführten Dienstes auf einen anderen Netzknoten dann veranlasst, wenn ein entsprechendes Migrationskriterium vorliegt, wobei die Migration durch den zumindest einen koordinierenden Netzknoten veranlasst wird.In a particularly preferred embodiment of the invention, a migration (i.e., a transmission) of a service running on an executing network node to another network node is then initiated if there is a corresponding migration criterion, the migration being initiated by the at least one coordinating network node.
Das Migrationskriterium liegt dabei insbesondere bei Eintre¬ ten eines oder mehrerer der folgenden Ereignisse vor: - ein Fehler bei der Ausführung des Dienstes wird durch wenigstens einen überwachenden Netzknoten festgestellt; - der zumindest eine koordinierende Netzknoten gibt einThe migration criterion is in particular at Eintre ¬ th one or more of the following events: - an error in the execution of the service is determined by at least one monitoring network node; - The at least one coordinating network node indicates
Stoppsignal zum Stoppen des ausgeführten Dienstes auf dem ausführenden Netzknoten aus.Stop signal for stopping the service being executed on the executing network node.
Im ersteren Fall handelt es sich um eine fehlerbedingte und dadurch unabdingbare Migration des Dienstes auf einen neuen ausführenden Netzknoten. Im letzteren Fall handelt sich um eine Migration nach anderen Kriterien bzw. in Abhängigkeit von externen Einflüssen, deren Ursache nicht in einem Fehler liegt. Das Stoppsignal, das in dem letzteren Fall ausgegeben wird, kann beispielsweise dann erzeugt werden, wenn festge¬ stellt wird, dass ein anderer Netzknoten aufgrund seiner Zu¬ standsparameter um einen vorbestimmten Grad besser als der zumindest eine ausführende Netzknoten geeignet ist, die durch den Dienst zu erledigende Aufgabe zu erledigen, wobei die Eignung zur Erledigung der durch den Dienst zu erledigenden Aufgabe vorzugsweise mit Hilfe des oben beschriebenen Bewer¬ tungsmaßes bestimmt wird. Ein Stoppsignal kann ferner dann ausgegeben werden, wenn festgestellt wird, dass Qualitätspa¬ rameter des ausgeführten Dienstes nicht mehr eingehalten werden . Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise derart ausge¬ bildet, dass bei einem Fehler bei der Ausführung des Dienstes der Dienst auf zumindest einen der überwachenden Netzknoten übertragen wird. Diese Migration ist besonders einfach, da die überwachenden Netzknoten bei der Ausführung des Dienstes bereits aktiv sind.In the former case, this is a fault-related and therefore essential migration of the service to a new executing network node. In the latter case, this is a migration according to other criteria or depending on external influences, the cause of which is not an error. The stop signal, which is outputted in the latter case, for example, can then be generated when Festge ¬ provides is that a different network node than a performing network node is suitable due to its stand parameters ¬ better by a predetermined level at least, by the service to complete task at wherein the suitability for execution of tasks to be by the service object is preferably determined by means of the above-described Bewer ¬ tung measure. A stop signal may be output also when it is determined that Qualitätspa ¬ parameters of the service performed no longer be observed. The inventive method is preferably such ¬ out forms that is transmitted when an error occurs during the execution of the service of the service on at least one of the monitored network node. This migration is particularly easy because the monitoring nodes are already active when the service is running.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden Zwi- schenergebnisse eines gerade ausgeführten Dienstes in zeitli¬ chen Abständen zwischengespeichert. Hierdurch wird eine Wie¬ deraufnahme eines Dienstes nach dessen Migration auf einen anderen Rechner erleichtert. Insbesondere kann nach der Migration eines Dienstes ein noch nicht zu Ende ausgeführter Dienst unter Zuhilfenahme der zuletzt zwischengespeicherten Zwischenergebnisse wieder aufgenommen werden.In a further embodiment of the invention are intermediate results of a service rule being executed in zeitli ¬ chen intervals cached. As a result, ¬ resumption of a service is facilitated to another computer according to its migration. In particular, after the migration of a service, a service which has not yet been completed can be resumed with the aid of the last buffered intermediate results.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung fallen der zumindest eine ausführende Netzknoten und der zu- mindest eine koordinierende Netzknoten zusammen. Des Weiteren wird in einer besonders bevorzugten Variante ein einziger Netzknoten als koordinierender Netzknoten bestimmt, wodurch die Koordination des Dienstes besonders einfach gestaltet wird. Analog legt der zumindest eine koordinierende Netzkno- ten auch nur einen einzigen Netzknoten als ausführenden Netzknoten fest, was die Ausführung des Dienstes vereinfacht.In a particularly preferred embodiment of the invention, the at least one executing network node and the at least one coordinating network node coincide. Furthermore, in a particularly preferred variant, a single network node is determined as a coordinating network node, whereby the coordination of the service is made particularly simple. Similarly, the at least one coordinating network node also specifies only a single network node as the executing network node, which simplifies the execution of the service.
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden während der Durchführung eines Dienstes die publizier- ten Zustandsparameter durch die Netzknoten der zu dem Dienst gehörigen Gruppe in zeitlichen Abständen aktualisiert. Sollten dabei gravierende Änderungen auftreten, kann beispielsweise die oben beschriebene Migration auf einen anderen aus¬ führenden Netzknoten ausgelöst werden.In a further variant of the method according to the invention, the published state parameters are updated by the network nodes of the group belonging to the service at intervals during the performance of a service. If this serious changes occur, such as the migration described above can be triggered to another leading from ¬ network nodes.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in einem Peer-to-Peer-Datennetz eingesetzt, wobei die Netzknoten Peers des Datennetzes sind. Das Datennetz ist hierbei in einer be¬ sonders bevorzugten Ausführungsform das eingangs erwähnte RMF-Netz .The method according to the invention is preferably used in a peer-to-peer data network, the network nodes being peers of the data network. The data network is employed in an ¬ be Sonder preferred embodiment, the initially mentioned RMF network.
Neben dem oben beschriebenen Verfahren betrifft die Erfindung ferner ein dezentrales Datennetz mit einer Vielzahl von Netzknoten, wobei das Datennetz derart ausgestaltet ist, dass das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.In addition to the method described above, the invention further relates to a decentralized data network with a plurality of network nodes, wherein the data network is designed such that the inventive method is feasible.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren beschrieben.Embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying figures.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines dezentralen Datennetzes, in dem das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird;Fig. 1 is a schematic representation of a decentralized data network in which the method according to the invention is used;
Fig. 2 ein Flussdiagramm, welches die im erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführten Schritte verdeutlicht.FIG. 2 shows a flowchart which illustrates the steps carried out in the method according to the invention.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines Peer-to-Peer-Netzes unter Verwendung des RMF-Konzeptes (RMF = Ressource Management Framework) beschrieben. Das RMF- Konzept ist hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in den eingangs erwähnten Druckschriften [1] und [2] beschrieben. Das RMF-Konzept stellt eine Ressourcen- Verwaltung in der Form einer auf einem Peer-to-Peer-Netzwerk aufgesetzten Schicht dar. Es wird hierdurch ein Verfahren ge- schaffen, um Ressourcen in einem Peer-to-Peer-Netz zu registrieren und zu suchen.Hereinafter, an embodiment of the invention using a peer-to-peer network using the RMF concept (RMF = Resource Management Framework) will be described. The RMF concept is well known from the prior art and described for example in the above-mentioned references [1] and [2]. The RMF concept represents resource management in the form of a peer-to-peer network layer. It provides a method for registering and accessing resources in a peer-to-peer network search.
In einem RMF-Netz wird es insbesondere ermöglicht, dass Meta¬ daten bezüglich Diensten den einzelnen Peers bereitgestellt werden. Dienste werden hierbei durch so genannte RMF-Ressour- cen repräsentiert, welche die Meta-Information über diese Dienste beschreiben. Im Rahmen des RMF-Konzeptes werden zwei allgemeine Ressourcen zur Beschreibung von Diensten verwendet. Diese zwei Ressourcen sind zum einen die so genannte ServiceTaskRessource und zum anderen eine Zustands-Ressource in der Form von so genannten Checkpoints. Eine Service- TaskRessource stellt hierbei die durch einen Dienst zu erle¬ digende Aufgabe im Sinne der Ansprüche dar und die Check¬ points stellen den letzten Zustand eines Dienstes dar und entsprechen im Wesentlichen zwischengespeicherten Zwischenergebnissen des Dienstes im Sinne der Ansprüche.In a RMF network it is in particular possible that meta ¬ data are provided to the individual peers with respect to services. Services are represented by so-called RMF resources, which describe the meta-information about these services. Under the RMF concept, two general resources used to describe services. These two resources are on the one hand the so-called ServiceTaskRessource and on the other hand a state resource in the form of so-called checkpoints. A service task resource, in this case to the alder by a service-damaging ¬ object within the meaning of the claims and the check represents ¬ points represent the last state of a service and correspond substantially between the stored intermediate results of the service within the meaning of the claims.
ServiceTaskRessources sind an die unterschiedlichen Anforde¬ rungen der Aufgabe des entsprechenden Dienstes anpassbar. Ein Dienst, der eine Primzahl-Zerlegung berechnet, weist bei¬ spielsweise andere Eingabeparameter auf als Dienste, welche sich mit der Verarbeitung von Videoströmen beschäftigen. Bei der Primzahl-Zerlegung ist der Eingabeparameter die zu zerlegende Zahl, wohingegen bei einem Videostrom die Eingabeparameter den Ort des Videostroms und weitere Informationen be¬ züglich des Videostroms betreffen. Neben diesen Eingabepara- metern enthalten die Dienste in der hier beschriebenen Ausführungsform ferner so genannte QoS-Parameter (QoS = Quality of Service) , welche nicht die Funktionalität des Dienstes be¬ schreiben, sondern bestimmte Qualitätskriterien festlegen, die der betrachtete Dienst einzuhalten hat. Diese QoS-Para- meter können beispielsweise die minimale Anzahl von Peers o- der die maximale Anzahl von Peers festlegen, welche bei der Bildung der Gruppe im Sinne der Ansprüche verwendet werden dürfen. Darüber hinaus können die Parameter ein so genanntes Heartbeat-Intervall betreffen, welches festlegt, in welchen Abständen ein koordinierender Netzknoten im Sinne der Ansprüche Nachrichten an überwachende Netzknoten im Sinne der Ansprüche aussendet.Task Service Resources are adaptable to the different Anforde ¬ approximations of the task of the corresponding service. A service that charges a prime number decomposition, has at ¬ game, other input parameters as services, which deal with the processing of video streams. In the prime factorization of the input parameters is the number to be broken down, whereas the input parameters be ¬ relate to the location of the video stream and further information züglich of the video stream in a video stream. In addition to these Input-meters the services also included in the embodiment described herein called QoS parameters (QoS = Quality of Service) not be ¬ write the functionality of the service but set specific quality criteria, which shall comply with the considered service. These QoS parameters can specify, for example, the minimum number of peers or the maximum number of peers which may be used in the formation of the group in the sense of the claims. In addition, the parameters may relate to a so-called heartbeat interval, which determines at which intervals a coordinating network node within the meaning of the claims sends messages to monitoring network nodes in the sense of the claims.
Im Folgenden wird anhand von Fig. 1 erläutert, wie in einem RMF-Netzwerk eine Gruppe von Peers gebildet wird, welche ei¬ nem auszuführenden Dienst zugeordnet sind. Fig. 1 zeigt ein Peer-to-Peer-Netz , wobei beispielhaft 10 Netzknoten Pl bis PlO dargestellt sind. Durch einen beliebigen dieser Peers wird erfindungsgemäß eine in diesem Netzwerk durch den auszu¬ führenden Dienst S zu erledigende Aufgabe publiziert, indem eine ServiceTaskRessource in dem Peer-to-Peer-Netz veröffent- licht werden. Einzelne Peers können hierbei beispielsweise durch einen Subkriptions-Mechanismus über das Vorhandensein einer bestimmten ServiceTaskRessource informiert werden. Hierbei abonnieren einzelne Peers eine bestimmte Service¬ TaskRessource. Sobald eine solche ServiceTaskRessource publi- ziert wird, werden die Peers, welche diese ServiceTaskRes¬ source abonniert haben, über die entsprechenden Parameter der ServiceTaskRessource informiert.Hereinafter, will be explained with reference to FIG. 1, such as a group formed of peers in a network which RMF ei ¬ nem service to be performed are assigned. Fig. 1 shows a peer-to-peer network, with 10 network nodes Pl to PlO are shown. By any of these peers one in this network to be done by the for For ¬ leading service S task will be published according to the invention by a Service Task resource in the peer-to-peer network published are light. Individual peers can be informed about the presence of a specific ServiceTask resource, for example by means of a subcription mechanism. Here, individual peers subscribe to a specific service ¬ task resource. As soon as such a ServiceTaskResource is pub- lished, the peers who have subscribed to this ServiceTaskRes ¬ source are informed about the corresponding parameters of the ServiceTaskResource.
Neben den ServiceTaskRessources existieren auch so genannte CandidatePeerRessources . Die CandidatePeerRessources entspre¬ chen den Zustandsparametern der Netzknoten im Sinne der Ansprüche. Die CandidatePeerRessources enthalten insbesondere Informationen über die CPU-Last und den verfügbaren Speicherplatz des entsprechenden Peers sowie Informationen über be- stimmte Präferenzen des Benutzers des entsprechenden Peers, über die auf dem Peer verfügbaren Binär-Codes von Diensten, über die letzte Aktualisierung der CandidatePeerRessource im Netz sowie über die Dienste, an denen der entsprechende Peer teilnimmt. Die CandidatePeerRessource wird dazu verwendet, um hierüber zu ermitteln, ob ein Peer dafür geeignet ist, einen auszuführenden Dienst auszuführen, und ob ein Peer als potentieller Kandidat dafür betrachtet werden kann, dass auf ihn ein Dienst von einem anderen Peer migriert (d.h. übertragen) wird.In addition to the ServiceTaskResources, there are also so-called candidate peer resources. The CandidatePeerRessources entspre ¬ chen the status parameters of the network nodes within the meaning of the claims. In particular, the CandidatePeerRessources contain information about the CPU load and the available space of the corresponding peer as well as information about certain preferences of the user of the corresponding peer, about the binary codes of services available on the peer, about the last update of the CandidatePeerResource in the network and the services in which the peer participates. The candidate peer resource is used to determine if a peer is capable of performing a service to be performed and if a peer may be considered a potential candidate for migrating (ie, transmitting) a service from another peer ,
In der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung werden die Parameter der publizierten ServiceTaskRessource mit den Parametern der CandidatePeerRessource lokal in den ein¬ zelnen Peers verglichen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die CandidatePeerRessources in regelmäßigen Abständen aktua¬ lisiert werden, so dass beim Vergleich immer möglichst der aktuelle Zustand des Peers verwendet wird. Erfindungsgemäß erfolgt somit in jedem Peer lokal der Vergleich seiner Candi- datePeerRessource mit der publizierten ServiceTaskRessource . Sollte der Vergleich ergeben, dass der Peer zur Ausführung des entsprechenden Dienstes geeignet ist, registriert sich der entsprechende Peer durch Publizieren seiner Candidate- PeerRessource in dem Datennetz, wodurch er sein Interesse mitteilt, dass er bei der Ausführung des Dienstes beteiligt sein möchte. Die Registrierung läuft innerhalb einer Regist¬ rierungsperiode ab, und nach Ablauf dieser Periode wird eine anfängliche Dienstgruppe gebildet, welche alle während derIn the herein described embodiment of the invention the parameters of the given task service resource with the parameters of CandidatePeerRessource be compared locally in a ¬ individual peers. Is It should be noted that the CandidatePeerRessources be periodically aktua ¬ lisiert so used in the comparison whenever possible, the current status of the peer. According to the invention Thus, in each peer, the comparison of its Candi- datePeerResource with the published ServiceTaskResource takes place locally. If the comparison shows that the peer is capable of executing the corresponding service, the corresponding peer registers by publishing its candidate peer resource in the data network, thereby informing it that it wants to be involved in the execution of the service. The registration takes place within one Regist ¬ rierungsperiode, and after this period, an initial service group is formed, all of which during the
Registrierungsperiode registrierten Peers umfasst. In Fig. 1 ist eine solche Gruppe beispielhaft als G bezeichnet. Die Gruppe umfasst hierbei die Peers Pl bis P6.Registration period includes registered peers. In Fig. 1, such a group is exemplified as G. The group comprises here the peers Pl to P6.
In einem nächsten Schritt wird erfindungsgemäß einer derIn a next step, one of the
Peers Pl bis P6 als so genannter Koordinator bzw. koordinie¬ render Peer ausgewählt. Es können hierbei beliebige aus dem Stand der Technik bekannte Algorithmen verwendet werden, um einen Peer als Koordinator zu bestimmen. Insbesondere können bekannte Wahlverfahren eingesetzt werden. Gegebenenfalls kann ein koordinierender Peer auch zufällig ausgewählt werden. Im Beispiel der Fig. 1 ist der Koordinator der Peer Pl. Die Aufgabe des Koordinators ist die Verwaltung der Gruppe G. Der Koordinator bestimmt, welche Peers zur Ausführung des Diens- tes vorgesehen sind und welche Peers die Ausführung desPeers Pl to P6 are selected as so-called co-ordinator or coor ¬ render peer. Any algorithms known from the prior art can be used to determine a peer as coordinator. In particular, known election methods can be used. Optionally, a coordinating peer may also be randomly selected. In the example of FIG. 1, the coordinator of the peer is Pl. The task of the coordinator is the administration of the group G. The coordinator determines which peers are provided for the execution of the service and which peers the execution of the
Dienstes S überwachen. Die Peers, welche die Dienste ausfüh¬ ren, sind hierbei die ausführenden Netzknoten im Sinne der Ansprüche und werden weiter unten noch näher erläutert. Die Peers, welche die Ausführung überwachen, sind die überwachen- den Netzknoten im Sinne der Ansprüche. Diese Netzknoten werden auch als so genannte Watchdogs bezeichnet und ebenfalls weiter unten noch näher erläutert.Monitor service S The peers which the services exporting ¬ reindeer, here are the executive node within the meaning of the claims and are explained in more detail below. The peers which monitor the execution are the monitoring network nodes in the sense of the claims. These network nodes are also referred to as so-called watchdogs and also explained in more detail below.
In der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung exis- tiert allgemein für jede gebildete Gruppe G nur ein Koordina¬ tor, wobei eine Gruppe nicht ohne Koordinator existieren kann. Koordinator können jedoch die gleichen Peers sein, wel- che auch einen Dienst ausführen. Im Falle, dass der ausführende Peer und der Koordinator den gleichen Peer darstellen, ergibt sich hieraus der Vorteil, dass der Koordinator überwacht wird und gegen einen Ausfall durch die überwachenden Watchdogs geschützt wird. Dies liegt daran, dass die Watch- dogs den gesamten Peer und nicht nur die Rolle des ausführenden Peers überwachen. Somit detektieren die Watchdogs Ausfäl¬ le des ausführenden Peers und des koordinierenden Peers, wenn beide Rollen auf dem gleichen Rechner ausgeführt werden. Dies ist von großem Nutzen, da eine Gruppe nicht ohne Koordinator existieren kann, so dass im Falle, dass der Koordinator nicht mit dem ausführenden Peer zusammenfällt, Mechanismen bereitgestellt werden müssten, welche sicherstellen, dass der Koordinator jederzeit aktiv ist. Das Zusammenlegen der Rollen von Koordinator und ausführenden Peers reduziert somit den Überwachungsaufwand, da die Anzahl der zu überwachenden Peers vermindert wird. Nichtsdestotrotz ist es gemäß der Erfindung auch möglich, dass die Rollen von koordinierendem Peer und ausführendem Peer auf unterschiedliche Rechner verteilt sind.In the embodiment described herein the invention exis- advantage common to each formed group G only a Coordina ¬ gate, wherein a group can not exist without a coordinator. However, coordinators may be the same peers, who You can also do a service. In the event that the executing peer and the coordinator represent the same peer, this has the advantage that the coordinator is monitored and protected against failure by the supervising watchdogs. This is because the watchdogs monitor the entire peer, not just the role of the executing peer. Thus detect the watchdog Ausfäl ¬ le executive peers and a coordinating peers if both rollers are running on the same computer. This is of great benefit, as a group can not exist without a coordinator, so if the coordinator does not coincide with the executing peer mechanisms would need to be provided to ensure that the coordinator is active at all times. Merging the roles of coordinator and executing peer thus reduces monitoring overhead by reducing the number of peers to be monitored. Nevertheless, according to the invention, it is also possible that the roles of coordinating peer and executive peer are distributed among different computers.
Nachdem mit einem Wahlverfahren der anfängliche Koordinator Pl bestimmt wurde, wird die Gruppe basierend auf den Zu- standsparametern der einzelnen Peers der Gruppe durch den Koordinator analysiert. Dabei wird jeder Peer mit vorbestimmten Verfahren bewertet, wobei diese Verfahren in der Service-After the initial coordinator P1 has been determined by means of an election procedure, the group is analyzed by the coordinator based on the state parameters of the individual peers of the group. Each peer is evaluated using predefined procedures, these procedures being used in the service
TaskRessource bereitgestellt sind. Die ServiceTaskRessource enthält hierbei ein Bewertungsmaß in der Form von QoS- Definitionen, welche festlegen, wie einzelne Zustände des Peers dahingehend einzustufen sind, wie gut der Peer zur Er- ledigung der von dem Dienst auszuführenden Aufgabe geeignet ist. In der hier beschriebenen Ausführungsform wird der am besten für die Erledigung der Aufgabe geeignete Peer automa¬ tisch der ausführende Peer. Ferner fallen in der hier beschriebenen Ausführungsform die Rolle von ausführendem und koordinierenden Peer zusammen. Im Falle, dass der anfängliche Koordinator nicht als der Peer bewertet wird, welcher der am besten geeignete Peer für die Erledigung der Aufgabe ist, gibt der Peer deshalb seine Rolle als Koordinator umgehend ab, und die Aufgaben des Koordinators werden zusammen mit der Rolle des ausführenden Peers von demjenigen Peer übernommen, der als der am besten für die Erledigung der Aufgabe geeigne- te Peer eingestuft wurde.TaskResource are provided. The ServiceTaskResource contains an evaluation measure in the form of QoS definitions, which determine how individual states of the peer are to be classified in terms of how well the peer is suitable for performing the task to be performed by the service. In the embodiment described herein, the most suitable for the completion of the task peer is automatic ¬ table executive peer. Further, in the embodiment described herein, the role of executive and coordinating peer coincides. In the case that the initial coordinator is not rated as the peer, which is the most suitable peer for completing the task, Therefore, the peer immediately relinquishes his role as coordinator, and the coordinator's duties, together with the role of the executive peer, are taken over by the peer who has been deemed to be the most appropriate peer for the task.
Neben den soeben genannten Bewertungsverfahren können auch andere Faktoren die Bildung einer Gruppe beeinflussen. Koordinierende Peers berücksichtigen auch Metriken, welche in der ServiceTaskRessource definiert sind, insbesondere einen Re¬ dundanzfaktor und die maximal tolerierte Zeitperiode, bevor ein Ausfall eines Peers in einer Gruppe festzustellen ist. Der Redundanzfaktor spezifiziert dabei die Anzahl der Watch- dogs, welche den ausführenden Peer überwachen und ferner als Ersatz-Peers in dem Falle dienen, wenn der ausführende Peer ausfällt. Darüber hinaus legt der Redundanzfaktor eine Mini- mal-Anzahl und eine Maximal-Anzahl der Peers in einer Gruppe fest. Eine Gruppe muss hierbei nicht notwendigerweise überwa¬ chende Peers umfassen, jedoch kann sie andererseits auch meh- rere dieser überwachenden Peers beinhalten. Nachdem der koordinierende Peer die anderen Peers der Gruppe gemäß vorgegebe¬ ner, in dem Dienst enthaltener Kriterien bewertet hat, bestimmt er den ausführenden Peer und die im Redundanzfaktor festgelegte Anzahl an Watchdogs. Alle weiteren Netzknoten, die über die Anzahl an Watchdogs hinausgehen, werden in der Gruppe auf eine Warteliste gesetzt. Sollte der Fall auftre¬ ten, dass weniger Netzknoten als die Minimal-Anzahl an Netzknoten gemäß dem Redundanzfaktor vorhanden ist, wird die Gruppe als unvollständig eingestuft.In addition to the evaluation methods just mentioned, other factors can influence the formation of a group. Coordinating peers also take account of metrics, which are defined in the Service Task resource, in particular a Re ¬ dundanzfaktor and the maximum tolerated period of time before it should be noted a failure of a peer in a group. The redundancy factor specifies the number of watchdogs which monitor the executing peer and also serve as replacement peers in the event the executing peer fails. In addition, the redundancy factor sets a minimum number and a maximum number of peers in a group. A group does not necessarily include surveil ¬ sponding peers here, but may on the other hand sev- eral this monitoring peers include. After the coordinating peer evaluated the other peers of the group according to pre-admit ¬ ner, contained in the service criteria, it determines the executing peer and set in the redundancy factor number of watchdogs. All other network nodes that exceed the number of watchdogs are placed on a waiting list in the group. If the case occurring defects ¬ th that fewer nodes than the minimum number of network nodes according to the redundancy factor is present, the group is considered incomplete.
Neben der Aufgabe der Bildung von Gruppen sind die Koordinatoren auch für die Verwaltung der Gruppen verantwortlich. Ist ein Peer nicht mehr in der Lage, einen Qualitätsparameter einzuhalten, der z.B. in einer Service-Level-Vereinbarung festgelegt ist, wird der Dienst zu einem anderen Peer migriert. Der Koordinator ist somit in der Lage, auf Verände¬ rungen in der bereitgestellten Leistungsfähigkeit der Peers zu reagieren, und er kann somit Dienst-Migrationen basierend auf einer Service-Level-Vereinbarung auslösen. Es wird somit ermöglicht, dass Dienste basierend auf vorbestimmten Krite¬ rien migriert werden, wodurch ein automatischer Lastausgleich zwischen den Peers erreicht wird, so dass Dienste immer auf Peers laufen, welche die meisten Ressourcen bereitstellen.In addition to the task of forming groups, the coordinators are also responsible for managing the groups. If a peer is no longer able to comply with a quality parameter that is specified, for example, in a service level agreement, the service is migrated to another peer. The coordinator is thus able to Variegated ¬ stakes in the provided performance of peers It can therefore trigger service migrations based on a service level agreement. It is thus possible that services will be migrated based on predetermined Krite ¬ rien, result in an automatic load balancing between peers is achieved, so that services are always running on peers that provide the most resources.
Wie bereits oben erwähnt, werden Peers auf eine Warteliste gesetzt, wenn die festgelegte Anzahl an Watchdogs erreicht ist. Diese Peers auf der Warteliste werden auch als so ge¬ nannte Idle-Peers bezeichnet. Die Zustandsparameter dieser Peers sind nicht gut genug, dass sie als ausführende Peers bzw. Watchdogs eingestuft werden können. Sie partizipieren nicht aktiv bei der Dienstausführung, sind jedoch als poten- tielle Kandidaten registriert, welche aktive Teilnehmer in einer Gruppe werden können, wenn sie ihre Zustandsparameter verbessern oder wenn die Zustandsparameter von anderen Peers in der Gruppe sich derart verschlechtern, dass ein Idle-Peer ein Peer wird, welcher bessere Zustandsparameter als ein Peer aufweist, der aktuell in der Rolle eines Watchdogs bzw. eines ausführenden Peers ist.As mentioned above, peers are put on a waiting list when the set number of watchdogs is reached. These peers on the waiting list are also known as so-called idle ¬ peers. The state parameters of these peers are not good enough to qualify as executing peers or watchdogs. They are not actively participating in the service execution, but are registered as potential candidates who can become active participants in a group as they improve their state parameters or if the state parameters of other peers in the group deteriorate such that an idle peer becomes a peer having better state parameters than a peer currently in the role of watchdog or executive peer.
Wie ebenfalls oben erwähnt wurde, werden durch den koordinie¬ renden Peer ein ausführender Peer sowie gegebenenfalls über- wachende Peers definiert. Die Einstufung als ausführenderAs also noted above, peers are defined by the coor ¬ leaders Peer Peer an exporting and optionally monitored on. The classification as executive
Peer bzw. als überwachender Peer erfolgt in Abhängigkeit von einem entsprechenden Bewertungsmaß, wobei der am besten bewertete Peer als ausführender Peer und anschließend die Peers in absteigender Reihe ihres Bewertungsmaßes als Watchdogs eingestuft werden. In dem Beispiel der Fig. 1 ergibt sich ge¬ mäß dem Bewertungsmaß folgende Reihenfolge der Bewertung: Der Peer Pl, der den Koordinator und auch den ausführenden Peer darstellt, weist das beste Bewertungsmaß auf. Das zweitbeste Bewertungsmaß weist der Peer P4 auf, das drittbeste der Peer P2, das viertbeste der Peer P5, das fünftbeste der Peer P6 und das sechstbeste der Peer P3. In Abhängigkeit von dem Be¬ wertungsmaß werden dann den Peers P2 bis P6 ihre Rollen zuge- wiesen. Sollte beispielsweise als Anzahl an Watchdogs die Zahl 3 festgelegt sein, werden die Peers P4, P2 und P5 nacheinander als Watchdogs eingestuft. Die durch den Peer Pl durchgeführte Rollenzuweisung wird in Fig. 1 durch entspre- chende Pfeile vom Peer Pl zu den anderen Peers P2 bis P6 in der Gruppe G verdeutlicht.Peer or as monitoring peer takes place depending on a corresponding evaluation measure, whereby the best rated peer as executive peer and then the peers are classified in descending order of their evaluation measure as watchdogs. . In the example of Figure 1, ge ¬ Mäss results in the following sequence evaluation criterion of the evaluation: The peer Pl, which is the coordinator and the executing peer, has the best evaluation criterion. The second best rating is the peer P4, the third best the peer P2, the fourth best the peer P5, the fifth best the peer P6 and the sixth best the peer P3. Peers then the P2 to P6 conces- their roles in response to the loading ¬ wertungsmaß grasslands. If, for example, the number of watchdogs is set to 3, the peers P4, P2 and P5 are successively classified as watchdogs. The role assignment performed by the peer P1 is illustrated in FIG. 1 by corresponding arrows from the peer Pl to the other peers P2 to P6 in the group G.
Im Folgenden werden die Aufgaben des ausführenden Peers und der Watchdogs innerhalb der zu dem Dienst S gehörigen Gruppe G erläutert. Die Rolle des ausführenden Peers besteht darin, den entsprechenden Dienst, der in der ServiceTaskRessource festgelegt ist, tatsächlich auszuführen. In der hier beschriebenen Ausführungsform kann ein Peer des Datennetzes nur einmal die Rolle des ausführenden Peers für einen Dienst ü- bernehmen, wobei jedoch mehrere Dienste gleichzeitig in dem Datennetz ausgeführt werden können. Wie bereits dargelegt, wird einem Peer die Rolle des ausführenden Peers durch den Koordinator zugewiesen. Jeder Peer, der Mitglied einer Gruppe ist, kann potentiell ein ausführender Peer sein, und der Ko- ordinator entscheidet, welcher der am besten geeignete Peer für die Rolle des ausführenden Peers ist.The tasks of the executing peer and the watchdogs within the group G belonging to the service S are explained below. The role of the executing peer is to actually execute the corresponding service set in the ServiceTaskResource. In the embodiment described herein, a peer of the data network may only once assume the role of the executing peer for a service, but multiple services may be performed concurrently in the data network. As already stated, a peer is assigned the role of the executive peer by the coordinator. Any peer that is a member of a group can potentially be an executive peer, and the co-ordinator decides which of the most appropriate peers is for the role of the executing peer.
Ausführende Peers spielen eine wichtige Rolle in dem weiter unten beschriebenen Migrations-Prozess, bei dem ein Dienst von einem ausführenden Peer auf einen anderen Peer übertragen wird. Durch die Migration wird sichergestellt, dass die Zu- standsparameter eines ausführenden Peers immer derart sind, dass der ausführende Peer für die Durchführung des Dienstes geeignet ist. Es ist somit erforderlich, dass der ausführende Peer konstant überwacht wird, um Abweichungen innerhalb einer Zeitspanne zu erkennen, um dadurch eine nahtlose Fortsetzung eines Dienstes zu gewährleisten.Executing peers play an important role in the migration process described below, in which a service is transferred from one executing peer to another peer. The migration ensures that the state parameters of an executing peer are always such that the executing peer is suitable for carrying out the service. It is thus necessary for the executing peer to be constantly monitored to detect deviations within a period of time to thereby ensure seamless continuation of a service.
Die Überwachung des ausführenden Peers wird hierbei durch das Aussenden von so genannten Heartbeat-Nachrichten erreicht.The monitoring of the executing peer is achieved here by the transmission of so-called heartbeat messages.
Diese Nachrichten werden regelmäßig von dem ausführenden Peer an andere Peers der Gruppe gesendet. Heartbeat-Nachrichten stellen eine einfache Möglichkeit dar, mit der anderen Peers mitgeteilt werden kann, dass ein Peer noch aktiv ist und nicht ausgefallen ist. Jedoch erzeugt das Aussenden von Heartbeat-Nachrichten von jedem Peer in dem Datennetz eine große Last, wodurch Netzbandbreite verbraucht wird. Um dieThese messages are sent periodically by the executing peer to other peers in the group. Heartbeat messages A simple way to tell other peers that a peer is still active and not down. However, sending heartbeat messages from each peer in the data network creates a large load, thereby consuming network bandwidth. To the
Anzahl der Peers, welche die Heartbeat-Nachrichten empfangen, zu minimieren, übernehmen die Watchdogs die Aufgabe, solche Nachrichten zu empfangen. Auf diese Weise erhalten die Watchdogs die Verantwortung zur Detektion von Ausfällen, wobei ein Ausfall dann detektiert wird, wenn eine vorbestimmte Zeit¬ spanne keine Heartbeat-Nachricht mehr von dem ausführenden Peer empfangen wird. Das heißt, beim Ausbleiben von Heartbeat-Nachrichten länger als eine vorbestimmte Schwelle, wird ein Alarm ausgegeben und ein entsprechender Prozess zur Ver- arbeitung des Ausfalls initiiert.To minimize the number of peers receiving the heartbeat messages, the watchdogs take over the task of receiving such messages. In this way, the watchdog obtain the responsibility for the detection of failures, a failure is detected when a predetermined time span ¬ no heartbeat message is received from the exporting more peer. That is, in the absence of heartbeat messages longer than a predetermined threshold, an alarm is issued and a corresponding process for processing the failure initiated.
Die einem Dienst zugeordnete Gruppe muss nicht notwendiger¬ weise Watchdogs enthalten. Insbesondere kann in den Quali¬ tätsparametern des Dienstes spezifiziert sein, dass es nicht notwendig ist, den ausführenden Peer zu überwachen. Jedoch kann ein Watchdog (falls vorhanden) nicht der gleiche Peer sein, der aktuell den Dienst ausführt. Gemäß dieser Beschrän¬ kung wird es ermöglicht, dass beim Vorhandensein eines Watchdogs immer ein Ausfall des ausführenden Peers detektiert wer- den kann.The associated with a service group must not necessarily ¬ as watchdogs. In particular, may be specified in the quality ¬ tätsparametern of the service that it is not necessary to monitor the executing peer. However, a watchdog (if any) may not be the same peer that is currently running the service. According to this restric ¬ effect it is possible that more and detects a failure of executive peers in the presence of a watchdog advertising the can.
Neben ihrer Überwachungsaufgabe haben die Watchdogs auch die Aufgabe, einen ausgefallenen ausführenden Peer zu ersetzen. Gemäß der von dem Koordinator vorgenommenen Bewertung der Watchdogs werden die Watchdogs nummeriert, d.h. der Peer mit dem höchsten Bewertungsmaß nach dem ausführenden Peer wird der Watchdog mit der Nummer 1, der Peer mit dem zweitbesten Bewertungsmaß der Watchdog mit der Nummer 2 usw. Jeder Peer in einer Gruppe kennt die Bewertungen innerhalb der Gruppe und weiß somit, welcher Peer der am besten bewertete Watchdog ist. Auf diese Weise wird es ermöglicht, dass sehr schnell auf den Ausfall eines ausführenden Peers reagiert wird. Der am besten bewertete Watchdog migriert hierbei automatisch den Dienst auf sich selbst, ohne dass es eine Schleife für geeig¬ nete Kandidaten gibt. Dieses Merkmal ermöglicht eine schnelle echtzeit-ähnliche Migration von Diensten, so dass die Zeit zwischen einem Ausfall und einer Wiederaufnahme eines Diens¬ tes minimiert wird.In addition to their monitoring task, the watchdogs also have the task of replacing a failed executing peer. According to the evaluation of the watchdogs made by the coordinator, the watchdogs are numbered, ie the peer with the highest score after the executing peer becomes the watchdog with the number 1, the peer with the second best rating measure the watchdog with the number 2, etc. Each peer in A group knows the ratings within the group and thus knows which peer is the top rated watchdog. In this way it is possible to react very quickly to the failure of an executing peer. Of the Best Rated Watchdog automatically migrated this service to itself, without that there is a loop for geeig ¬ designated candidates. This feature allows for quick real-time migration of similar services, so the time is minimized between a failure and a resumption of a diene ¬ tes.
Im Folgenden wird anhand von Fig. 2 die erfindungsgemäße Mig¬ ration eines Dienstes von einem ausführenden Peer auf einen anderen Peer erläutert. Die Dienst-Migration ist dabei selbst-organisierend und benötigt keine zentrale Instanz, um den Prozess zu initialisieren. Der Prozess der Migration um- fasst fünf Phasen, nämlich eine Initialisierungs-Phase, eine Dienst-Aufnahme-Phase, eine Dienst-Ausführungs-Phase, die ei- gentliche Migrations-Phase und eine Beendigungs-Phase.In the following the invention Mig ¬ ration of a service by a performing peer will be explained to another peer on the basis of FIG. 2. The service migration is self-organizing and does not require a central instance to initialize the process. The process of migration comprises five phases, namely an initialization phase, a service intake phase, a service execution phase, the actual migration phase and a termination phase.
Die Initialisierungs-Phase ist in Fig. 2 als IP gekennzeich¬ net und umfasst die bereits im Vorangegangenen erläuterte Re¬ gistrierung eines Dienstes in dem RMF-Netz über eine Service- TaskRessource, welche alle Informationen über den Dienst in¬ klusive von QoS-Anforderungen enthält. Die ServiceTaskRes- source wird somit in dem Netz publiziert, woraufhin Peers ihr Interesse an der Teilnahme des Dienstes dadurch anzeigen, dass sie ihre CandidateRessource aktualisieren. Auf diese Weise wird die anfängliche, dem Dienst zugeordnete Gruppe ge¬ bildet, was in Fig. 2 durch den Schritt Sl angedeutet ist. Schließlich wird ein anfänglicher koordinierender Peer bestimmt, wie bereits im Vorangegangenen erläutert wurde. Der koordinierende Peer bewertet dann gemäß einem Bewertungsmaß alle Peers der Gruppe gemäß ihren Zustandsparametern in der CandidateRessource und in Übereinstimmung mit den QoS- Anforderungen des Dienstes (Schritt S2 in Fig. 2) . Der Peer mit der besten Bewertung gemäß dem Bewertungsmaß wird der ausführende Peer und die anderen Peers werden in absteigender Reihenfolge ihrer Bewertungsmaße die Watchdogs. Sollte eine festgelegte Anzahl von teilnehmenden Watchdogs erreicht wer¬ den, werden alle nachfolgenden Peers als die Idle-Peers ein- gestuft. Jeder Peer wird dabei von dem Koordinator darüber in Kenntnis gesetzt, welche Rolle er in der Gruppe hat.The initialization phase is shown in FIG. 2 as IP gekennzeich ¬ net and comprises in the previous explained Re ¬ tration of a service in the RMF network via a service task resource that all the information about the service in ¬ klusive of QoS requirements contains. The ServiceTaskResource is thus published on the network, whereupon peers indicate their interest in participating in the service by updating their candidate resource. In this way, the initial, associated with the service group is ge ¬ forms, which is indicated in Fig. 2 by the step Sl. Finally, an initial coordinating peer is determined, as previously explained. The coordinating peer then evaluates, according to an evaluation measure, all peers of the group according to their state parameters in the candidate resource and in accordance with the service's QoS requirements (step S2 in Fig. 2). The peer with the best score according to the score becomes the executing peer and the other peers become the watchdogs in descending order of their scores. If a fixed number of participating watchdogs reach ¬ to, all subsequent peers than the idle peers are switched on stepped. Each peer will be notified by the coordinator about his / her role in the group.
Die Initialisierungs-Phase wird erfindungsgemäß durch das Re- gistrieren einer ServiceTaskRessource in dem RMF-Netz ausgelöst, wobei das Registrieren von Ressourcen durch jeden beliebigen Peer vorgenommen werden kann, der sich dem RMF- Netzwerk anschließt. Peers werden über einen neu im Netz registrierten Dienst insbesondere durch Subkriptions-Mecha- nismen informiert, indem die Peers entsprechende RMF-Subkri- ptionen für eine bestimmte Art von Ereignis im Netz regist¬ rieren. Beim Auftreten eines entsprechenden Ereignisses der registrierten Art wird der Peer hierüber durch eine Nachricht in Kenntnis gesetzt.The initialization phase is triggered according to the invention by registering a ServiceTaskResource in the RMF network, wherein the registering of resources can be performed by any peer connecting to the RMF network. Peers are informed mechanisms through a newly registered in the network service in particular by Subkriptions-mechanics by the peers ptions corresponding RMF Subkri- for a particular type of disturbance in the network regist ¬ Center. Upon the occurrence of a corresponding event of the registered type, the peer will be notified thereof by a message.
Nach dem Schritt S2 folgen die Schritte S3 bis S5, welche der Aufnahme-Phase RP des Dienstes entsprechen. In dieser Phase wird im Schritt S3 überprüft, ob der gerade betrachtete Dienst bereits zuvor schon einmal teilweise ausgeführt wurde. Ist dies der Fall, wird der Zustand des Dienstes wieder her¬ gestellt (Schritt S4) . Ist dies nicht der Fall, wird der Zu¬ stand des Dienstes neu initialisiert (Schritt S5) . Anschlie¬ ßend folgt die Ausführungs-Phase des Dienstes, welche mit EP bezeichnet ist.After the step S2, the steps S3 to S5 which correspond to the recording phase RP of the service follow. In this phase, it is checked in step S3 whether the service currently being considered has already been partially executed before. If this is the case, the state of the service is restored ¬ (step S4). If this is not the case, the status of the service is reinitialized (step S5). Subsequently ¬ ßend the execution phase of the service, which is denoted by EP follows.
In der Ausführungs-Phase EP erfolgt die tatsächliche Ausfüh¬ rung des Dienstes durch den ausführenden Peer und die Überwachung des Dienstes durch die Watchdogs. Die Watchdogs über¬ prüfen die bereits eingangs erwähnten Heartbeat-Nachrichten, welche von dem ausführenden Peer gesendet werden, und sie a- nalysieren, ob die Zeit seit dem Erreichen der letzten Heart- beat-Nachricht eine vorgegebene Zeitperiode überschritten hat. Die Frequenz der Heartbeat-Nachrichten hängt von der Art des Dienstes ab. Diese Frequenz ist ein QoS-Kriterium, wel- ches für den Dienst zusammen mit weiteren QoS-Kriterien festgelegt ist. Somit kann für jeden Service ein geeignetes Kri¬ terium festgelegt werden. Heartbeat-Nachrichten ermöglichen jedoch nicht die Unterscheidung zwischen Ausfalltypen (z.B. Netzausfall, Computerausfall, Dienstausfall) . In der vorlie¬ genden Ausführungsform werden diese Ausfalltypen generalisiert, und es wird davon ausgegangen, dass alle Arten von Ausfällen die gleiche Auswirkung auf den Migrations-Prozess haben .In the execution phase, the actual EP exporting ¬ tion of the service by the executing peer and the monitoring of the service by the watchdog is performed. The watchdog check on ¬ already mentioned heartbeat messages that are sent by the exporting peer, and she nalysis a- whether the time has exceeded a predetermined period of time since reaching the last heartbeat message. The frequency of heartbeat messages depends on the type of service. This frequency is a QoS criterion that is set for the service along with other QoS criteria. Thus, a suitable Kri ¬ criterion can be defined for each service. Enable heartbeat messages but not the distinction between types of failure (eg power failure, computer failure, service failure). In the vorlie ¬ constricting embodiment, these types of failures are generalized, and it is assumed that all types of failures have the same effect on the migration process.
Neben der Überwachung des ausführenden Peers in Bezug auf dessen Ausfall wird in der Dienst-Ausführungs-Phase auch de- tektiert, ob Signale zum "antizipierten Auslösen" von Migrationen vorliegen. Der Koordinator kann solche antizipierten Auslöse-Signale beispielsweise über einen Subkriptions-Mecha- nismus erfassen, der ihn über Veränderungen der CandidateRes- sources der Peers informiert. Kommt beispielsweise ein neuer Peer im Netzwerk hinzu oder ändert sich der Zustand einesIn addition to monitoring the executing peer with regard to its failure, the service execution phase also detects whether there are signals for the "anticipated triggering" of migrations. The coordinator can record such anticipated triggering signals, for example via a subcription mechanism, informing him of changes in the peer candidate candidates. For example, if a new peer is added to the network, or does the state change
Peers (z.B. aufgrund einer höheren CPU-Last auf der entspre¬ chenden Maschine) , wird der koordinierende Peer durch RMF- Subskriptions-Mechanismen hierüber in Kenntnis gesetzt und kann auf diese Veränderungen dadurch reagieren, dass er die Peers neu bewertet. Es sei hierbei angemerkt, dass die CPU- Last nur ein Beispiel ist und üblicherweise nicht ein ausrei¬ chendes Kriterium dafür ist, dass ein Dienst von einem aus¬ führenden Peer auf einen anderen migriert wird. Würde nämlich immer zu dem Peer mit der geringsten CPU-Auslastung integ- riert werden, würde dies zu Jitter zwischen den Peers führen. Somit wird die Entscheidung, ob ein Dienst migriert wird oder nicht, auf Kriterien über eine vorbestimmte Zeitperiode ge¬ stützt, z.B. mit Hilfe eines Profils für Peers, welche die CPU-Auslastung zusammen mit der Verfügbarkeit von Speicher und anderen Faktoren über mehrere Minuten hinweg betrachtet. Die einzelnen Schritte der Ausführungs-Phase sind in Fig. 2 als S6, S7 und S8 bezeichnet. Im Schritt S6 wird der eigent¬ liche Dienst ausgeführt. Der Schritt S7 stellt die regelmäßi¬ ge Überprüfung des Zustands des Dienstes dar, d.h. in S7 wer- den die Zustandsparameter der einzelnen Peers sowie der momentane Ausführungszustand des Dienstes aktualisiert und zwi- schengespeichert . Der Schritt S8 betrifft die kontinuierliche Überwachung des ausführenden Peers durch die Watchdogs.Peers (eg due to a higher load on the CPU entspre ¬ sponding machine), the coordinating peer informed by RMF subscription mechanisms of this and can respond to these changes in that it re-evaluates the peers. It should be noted here that the CPU load is an example only and is not usually a suffi ¬ and fair criterion for a service is migrated from one leading out ¬ peer to another. If it were always integrated to the peer with the lowest CPU utilization, this would lead to jitter between the peers. Thus, the decision is whether a service is migrated or not ge supports ¬ on criteria for a predetermined time period, for example using a profile for peers looking at the CPU utilization, along with the availability of memory and other factors over several minutes , The individual steps of the execution phase are designated in FIG. 2 as S6, S7 and S8. In step S6 OWNER ¬ Liche service is running. The step S7 is the PERIODIC ¬ ge checking the state of the service, ie S7 advertising to update the state parameters of the individual peers and the current execution state of the service and be- censored. Step S8 relates to the continuous monitoring of the executing peer by the watchdogs.
Sollten in Schritt S7 keine Auslösesignale zum Stoppen des Dienstes vorliegen, wird zu Schritt S6 zurückgegangen und der Dienst weiter ausgeführt. Sollte der koordinierende Peer je¬ doch aufgrund von einem durch die Aktualisierung des Dienstzustands hervorgerufenen Auslösesignal die Anweisung ausge¬ ben, dass der Dienst zu stoppen ist, geht das System in die Migrations-Phase über, welche mit MP bezeichnet ist.If there are no trigger signals for stopping the service in step S7, the process returns to step S6 and the service continues to be executed. If the coordinating Peer depending ¬ but due to a caused by the update of the service state release signal, the instruction being ¬ ben that the service is to be stopped, the system goes in the migration phase, indicated with MP.
In der Migrations-Phase wird nunmehr ein Dienst von einem ausführenden Peer auf einen anderen ausführenden Peer übertragen. Bei einer antizipierten Auslösung der Migration, wel- che nicht auf einen Fehler bei der Ausführung des Dienstes beruht, kann der aktuelle Zustand des Dienstes in der Form von Zwischenergebnissen nochmals abgespeichert werden, bevor der Dienst migriert wird. Dies ist bei einer Migration auf¬ grund eines Fehlers nicht möglich. In Fig. 2 ist die Migrati- ons-Phase durch die Schritte S9 und SlO verdeutlicht. ImIn the migration phase, a service is now transferred from one executing peer to another executing peer. In the case of an anticipated initiation of the migration, which is not based on an error in the execution of the service, the current state of the service can be saved again in the form of intermediate results before the service is migrated. This is not possible with a migration to ¬ ground of an error. In FIG. 2, the migration phase is illustrated by steps S9 and SLO. in the
Schritt S9 wird zunächst der aktuell durchgeführte Dienst ge¬ stoppt, wobei der Schritt S9 durch ein entsprechendes Signal des koordinierenden Peers ausgelöst wird. Es handelt sich so¬ mit um das antizipierte Auslösen einer Migration. Demgegen- über wird der Dienst in der Verzweigung Bl aufgrund einesStep S9, the currently performed service is first stopped , the step S9 being triggered by a corresponding signal from the coordinating peer. It is so ¬ with anticipated to triggering a migration. On the other hand, the service in the branch Bl becomes due to a
Fehlers in der Ausführung des Dienstes zwangsläufig gestoppt. Der Fehler wird dabei vorzugsweise aufgrund eines Ausbleibens von Heartbeat-Nachrichten detektiert. Bei beiden Varianten führt das Stoppen des Dienstes zu einer Beendigung der Über- wachung des Dienstes, was in Fig. 2 in Schritt SlO wiederge¬ geben ist, wobei der Schritt SlO auch die anschließende Durchführung der Migration umfasst. Das Stoppen des Dienstes und der Überwachungs-Aktivitäten führt zu einem Einfrieren des Dienstes, wenn ein Dienst auf einen anderen Peer übertra- gen wird. Der Koordinator stellt dieses Einfrieren sicher. Nach der Migration des Dienstes überprüft der Koordinator, ob der Dienst zuvor abgeschlossen wurde oder ob er nicht abgeschlossen wurde (Schritt Sil). Falls der Dienst nicht abge¬ schlossen wurde, wird eine Neubewertung der Zusammensetzung der zu dem Dienst gehörenden Gruppe vorgenommen. Dies ist in Fig. 2 durch die Verzweigung B2 wiedergegeben, die zu dem Schritt Sl zurückgeht, in dem die Gruppe aufgebaut wird. Ist der Dienst abgeschlossen, folgt die Beendigungs-Phase CP. In dieser Phase zeigt der gerade ausgeführte Dienst die Vervoll- ständigung des Dienstes dem koordinierenden Peer an, der daraufhin überprüft, ob der Zustand des Dienstes mit den QoS- Spezifikationen des Dienstes übereinstimmt. Falls diese Be¬ dingungen erfüllt sind, friert der koordinierende Peer alle teilnehmenden Peers in der Gruppe ein, woraufhin eine Meldung ausgegeben wird, welche das Ende der Dienstausführung anzeigt. Die Peers beenden dann ihre Aktivitäten und ignorieren alle weiteren Nachrichten in Bezug auf diesen Dienst. Ferner werden alle RMF-Ressourcen, welche nicht mehr benötigt werden, entfernt. Diese Ressourcen sind insbesondere die vorge- nommenen Subskriptionen, die in Bezug auf den Dienst vorgenommen wurden, sowie nicht mehr relevante Zustands-Ressour- cen. Die Ressource, welche dem Endzustand des Dienstes ent¬ spricht, wird jedoch nicht entfernt. Hierdurch wird der An¬ forderung Rechnung getragen, dass auf das Endergebnis des Dienstes auch dann noch zurückgegriffen werden kann, wenn die Ausführung des Dienstes bereits beendet wurde.Error in the execution of the service inevitably stopped. The error is preferably detected due to a lack of heartbeat messages. In both variants, the stopping of the service results in termination of the monitoring of the service, which is wiederge ¬ give in Fig. 2 in step S, the step S also includes the subsequent execution of the migration. Stopping the service and monitoring activities results in the service freezing when a service is transferred to another peer. The coordinator ensures this freezing. After the service has been migrated, the coordinator checks if the service has been previously completed or if it has not been completed (step Sil). If the service has not abge ¬ closed, re-evaluate the composition of the belonging to the service group is performed. This is shown in Fig. 2 by the branch B2, which goes back to the step Sl, in which the group is built. When the service is completed, the termination phase CP follows. At this stage, the service being executed indicates the completion of the service to the coordinating peer, who then checks to see if the state of the service matches the service's QoS specifications. If this Be ¬ conditions are satisfied, the coordinating peer freezes all participating peers in the group, then a message is output which indicates the end of the service execution. The peers then stop their activities and ignore any further messages related to this service. Furthermore, all RMF resources that are no longer needed are removed. These resources are, in particular, the subscriptions that have been made in relation to the service as well as no longer relevant state resources. The resource which speaks ent ¬ the final state of the service is not removed. In this way, the request is taken into account that the end result of the service can still be used even if the execution of the service has already ended.
Wie im Vorangegangenen beschrieben wurde, wird der Ausfall bzw. die Unterbrechung der Ausführung eines Dienstes durch die Watchdogs detektiert. Die Watchdogs analysieren hierbei die Frequenz der Heartbeat-Nachrichten, welche von dem ausführenden Peer ausgesendet werden, wobei bei Vorliegen bestimmter Kriterien die Migration des Dienstes ausgelöst wird. Das Konzept der Heartbeat-Nachrichten ist jedoch nicht das einzige Konzept, mit dem Ausfälle detektiert werden können. Es ist jedoch ein sehr einfaches Konzept. Ein Nachteil ist hierbei, dass nicht alle Arten von Fehlern mit Hilfe von Heartbeat-Nachrichten identifiziert werden können. In der hier beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nicht zwischen unterschiedlichen Fehlerarten (Netzwerkfehler, Dienstfehler und Computerfehler) unterschie- den. Demzufolge sind in der hier beschriebenen Ausführungs¬ form die Heartbeat-Nachrichten einfache und kurze Nachrichten, welche fast keinen Inhalt haben. Sie werden nur zu dem Zwecke versandt, dass anderen Peers mitgeteilt wird, dass der die Nachricht sendende Peer immer noch läuft. Hierbei senden der oder die ausführenden Peers diese Nachrichten in regelmäßigen Abständen zu vorbestimmten Watchdogs, wobei die Sendefrequenz als QoS-Parameter in dem Dienst spezifiziert ist. Das System kann ferner mit Verzögerungen umgehen, d.h. mit Nachrichten, welche verzögert aufgrund von Datenstaus im Netzwerk geliefert werden. Hierzu werden Sicherheits- Zeitspannen festgelegt, innerhalb derer die zu sendenden Nachrichten mit einer bestimmten Verzögerungszeit empfangen werden können. Werden diese Sicherheits-Zeitspannen überschritten, d.h. wird innerhalb der Sicherheits-Zeitspanne im- mer noch keine Nachricht empfangen, wird schließlich durch den entsprechenden Watchdog ein Alarm ausgegeben und die Migration des Dienstes auf einen anderen Peer ausgelöst.As described above, the failure or interruption of the execution of a service is detected by the watchdogs. The watchdogs analyze the frequency of the heartbeat messages that are sent out by the executing peer, whereby the migration of the service is triggered if certain criteria are met. However, the concept of heartbeat messages is not the only concept that can detect failures. However, it is a very simple concept. A disadvantage here is that not all kinds of errors with the help of Heartbeat messages can be identified. In the embodiment of the method according to the invention described here, no distinction is made between different types of errors (network errors, service errors and computer errors). Consequently, the heartbeat messages are described in this execution ¬ form simple and short messages which have almost no content. They are sent only for the purpose of informing other peers that the peer sending the message is still running. Here, the executing peer (s) periodically send these messages to predetermined watchdogs, the transmission frequency being specified as QoS parameters in the service. The system may also deal with delays, that is, with messages that are delayed due to congestion in the network. For this purpose, security periods are set, within which the messages to be sent can be received with a certain delay time. If these safety periods are exceeded, ie if no message is still received within the safety period, an alarm is finally issued by the corresponding watchdog and the migration of the service to another peer is triggered.
In der hier beschriebenen Ausführungsform werden die Heart- beat-Nachrichten immer nur vom ausführenden Peer zu denIn the embodiment described here, the heartbeat messages are always only from the executing peer to the
Watchdogs gesendet. Dies hat den Vorteil, dass das Netzwerk mit den Heartbeat-Nachrichten nicht überlastet wird. Es ist jedoch gegebenenfalls auch möglich, dass auch von den Watchdogs Heartbeat-Nachrichten an andere Peers gesendet werden, so dass auch die Watchdogs im Hinblick auf ihre Ausfälle ü- berwacht werden können und entsprechende Maßnahmen bei einem Ausfall von Watchdogs ergriffen werden können. Literaturverzeichnis :Watchdogs sent. This has the advantage that the network is not overloaded with the heartbeat messages. However, it may also be possible that heartbeat messages are also sent by the watchdogs to other peers, so that the watchdogs can also be monitored with regard to their failures and appropriate measures taken in the event of failure of watchdogs. Bibliography :
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Science . Revised Papers from the International Confer¬ ence NetObjectDays on Objects, Components, Architec- tures, Services, and Applications for a Networked World, 2591: 4-21, 2002. Science. Revised Papers from the International Confer ¬ ence NetObjectDays on Objects, Components, Architec- tures, Services, and Applications for a Networked World, 2591: 4-21., 2002

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Ausführen eines Dienstes (S) in einem dezen¬ tralen Datennetz mit einer Mehrzahl von Netzknoten (Pl, ..., PlO) , bei dem: a) eine durch einen auszuführenden Dienst (S) zu erledigende Aufgabe im Datennetz publiziert wird; b) den Netzknoten (Pl, ..., PlO) jeweils Zustandsparameter zu¬ gewiesen sind und jeder Netzknoten zumindest eines Teils der Mehrzahl von Netzknoten (Pl, ..., PlO) ermittelt, ob er mit seinen Zustandsparametern den Dienst (S) ausführen kann; c) die Netzknoten (Pl, ..., PlO), die den Dienst (S) ausführen können, ihre Zustandsparameter im Datennetz publizieren, wodurch eine zu dem Dienst gehörige Gruppe (G) gebildet wird, welche die Netzknoten (Pl, ..., PlO) umfasst, die den Dienst (S) ausführen können; d) zumindest ein Netzknoten (Pl, ..., PlO) der Gruppe (G) als koordinierender Netzknoten (Pl) bestimmt wird; e) der zumindest eine koordinierende Netzknoten (Pl) in Ab¬ hängigkeit von dem Dienst (S) und den Zustandsparametern der Netzknoten (Pl, ..., PlO) der Gruppe (G) zumindest ei¬ nen Netzknoten (Pl, ..., PlO) der Gruppe (G) als ausführen¬ den Netzknoten (Pl) festlegt; f) der zumindest eine ausführende Netzknoten (Pl) den Dienst (S) ausführt.1. A method for performing a service (S) in a decen ¬ spectral data network having a plurality of network nodes (Pl, ..., PLO), wherein: a) one (by a service to be performed S) task to be performed in the data network publishes becomes; b) the network nodes (Pl, ..., PLO) each state parameters are pointed to ¬ and each network node at least a portion of the plurality (of network nodes Pl, ..., PLO) determines whether it the service (with its state parameters S) can perform; c) the network nodes (Pl, ..., PlO) that can execute the service (S) publish their state parameters in the data network, whereby a group (G) belonging to the service is formed, which the network nodes (Pl, .. ., PlO) that can execute the service (S); d) at least one network node (Pl, ..., PlO) of the group (G) is determined as the coordinating network node (Pl); e) the at least one coordinating network node (Pl) (in Ab ¬ dependence of the service S) and the status parameters of the network node (Pl, ..., PLO) of the group (G) at least ei ¬ NEN network node (Pl, ... , PlO) of the group (G) as executing ¬ the network node (Pl) determines; f) the at least one executing network node (Pl) executes the service (S).
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem für den Dienst (S) Pa¬ rameter zur Charakterisierung des Dienstes (S) und/oder ein- zuhaltende Qualitätsparameter bei der Ausführung des Dienstes (S) festgelegt sind.2. The method of claim 1, wherein for the service (S) Pa ¬ parameters for characterizing the service (S) and / or to be kept quality parameters in the execution of the service (S) are defined.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Qualitätsparameter eine Minimalanzahl und/oder Maximalanzahl von Netzknoten (Pl, ..., PlO) der zu dem Dienst gehörigen Gruppe (G) und/oder ein Zeitintervall umfassen, wobei im Falle, dass ein Netzknoten (Pl, ..., PlO) der Gruppe (G) innerhalb des Zeitintervalls kei- ne Aktivität an den koordinierenden Netzknoten (Pl) meldet, ein Fehler bei der Ausführung des Dienstes festgestellt wird.3. The method of claim 2, wherein the quality parameters include a minimum number and / or maximum number of network nodes (Pl, ..., PlO) belonging to the service group (G) and / or a time interval, wherein in case Network nodes (Pl,..., PlO) of the group (G) within the time interval. ne activity at the coordinating network node (Pl) reports an error in the execution of the service is detected.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zustandsparameter eines Netzknotens (Pl, ..., PlO) die dem4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the state parameters of a network node (Pl, ..., PlO) the the
Netzknoten (Pl, ..., PlO) zur Verfügung stehenden Ressourcen betreffen, insbesondere die Rechenleistung und/oder die Prozessorauslastung und/oder den zur Verfügung stehenden Speicher und/oder auf dem Netzknoten (Pl, ..., PlO) gespeicherte Inhalte.Network nodes (Pl, ..., PlO) resources available, in particular the computing power and / or the processor utilization and / or the available memory and / or on the network node (Pl, ..., PlO) stored content.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Netzknoten (Pl, ..., PlO) durch einen Subskriptionsdienst über eine neue von einem Dienst (S) zu erledigende Aufgabe und/oder über Zustandsparameter von anderen Netzknoten (Pl, ..., PlO) informiert werden.5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the network node (Pl, ..., PlO) by a subscription service on a new task to be performed by a service (S) and / or state parameters of other network nodes (Pl, ... , PlO).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Netzknoten (Pl, ..., PlO) der zu dem Dienst (S) gehörigen Gruppe (G) gemäß einem Bewertungsmaß, welches von den Zu- standsparametern des jeweiligen Netzknotens (Pl, ..., PlO) und dem Dienst (S) abhängt, dahingehend bewertet werden, wie gut sie für die Erledigung der von dem Dienst (S) zu erledigenden Aufgabe geeignet sind, wobei die Bewertung vorzugsweise durch den zumindest einen koordinierenden Netzknoten (Pl) durchgeführt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the network nodes (Pl, ..., PlO) belonging to the service (S) group (G) according to an evaluation measure, which of the conditional parameters of the respective network node (Pl, ..., PlO) and the service (S) are evaluated in terms of how well they are suitable for performing the task to be performed by the service (S), the assessment preferably being carried out by the at least one coordinating network node (Pl). is carried out.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem als ausführender Netzknoten (Pl) ein Netzknoten der Gruppe (G) festgelegt wird, welcher gemäß dem Bewertungsmaß der am besten für die Erledi¬ gung der von dem Dienst (S) zu erledigenden Aufgabe geeignete Netzknoten ist.7. The method of claim 6, wherein said executive node (Pl), a network node of the group (G) is determined, which is in accordance with the evaluation criterion of the best for the Erledi ¬ account the from the service (S) the task at appropriate network nodes ,
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zumindest eine koordinierende Netzknoten (Pl) in Schritt e) des Anspruchs 1 in Abhängigkeit von dem Dienst (S) und den Zustandsparametern der Netzknoten (Pl, ..., PlO) der Gruppe (G) ferner einen oder mehrere überwachende Netzknoten (P2, P4, P5) festlegt, wobei die überwachenden Netzknoten (P2, P4, P5) die Ausführung des Dienstes (S) auf dem zumindest einen aus¬ führenden Netzknoten (Pl) überwachen.8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the at least one coordinating network node (Pl) in step e) of claim 1 in dependence on the service (S) and the state parameters of the network nodes (Pl, ..., PlO) of the group (G) further defines one or more monitoring network nodes (P2, P4, P5), wherein the monitoring network nodes (P2, P4, P5) monitor the execution of the service (S) on the at least one of ¬ leading network node (Pl).
9. Verfahren nach Anspruch 8 in Kombination mit Anspruch 6 oder 7, bei dem die überwachende Netzknoten (P2, P4, P5) diejenigen Netzknoten sind, welche nach dem ausführenden Netzknoten (Pl) die am besten für die Erledigung der durch den Dienst (S) zu erledigenden Aufgabe geeigneten Netzknoten sind.9. The method of claim 8 in combination with claim 6 or 7, wherein the monitoring network nodes (P2, P4, P5) are those network nodes, which after the executing network node (Pl) the best for the execution of the by the service (S ) are suitable network nodes to be done task.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die überwachenden Netzknoten (P2, P4, P5) andere Netzknoten als der zumin- dest eine ausführende Netzknoten (Pl) und/oder koordinierende Netzknoten (Pl) sind.10. The method according to claim 8 or 9, in which the monitoring network nodes (P2, P4, P5) are network nodes other than the at least one operating network node (Pl) and / or coordinating network nodes (Pl).
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem der zumindest eine ausführende und/oder koordinierende Netzknoten (Pl) in zeitlichen Abständen Nachrichten an zumindest einen überwachenden Netzknoten (P2, P4, P5) sendet, wobei beim Ausbleiben der Nachrichten ein Fehler bei der Ausführung des Dienstes von dem oder den überwachenden Netzknoten (P2, P4, P5) festgestellt wird.11. The method according to any one of claims 8 to 10, wherein the at least one executing and / or coordinating network node (Pl) at intervals sends messages to at least one monitoring network node (P2, P4, P5), wherein the failure of the messages an error is detected by the supervising network node (s) (P2, P4, P5) during the execution of the service.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11 in Kombination mit Anspruch 2, bei dem die Qualitätsparameter des Dienstes (S) eine Maximalanzahl an überwachenden Netzknoten (P2, P4, P5) der zu dem Dienst (S) gehörigen Gruppe (G) festlegen.12. The method according to any one of claims 8 to 11 in combination with claim 2, wherein the quality parameters of the service (S) specify a maximum number of monitoring network nodes (P2, P4, P5) belonging to the service (S) group (G) ,
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei dem Netzknoten (Pl, ..., PlO) der zu dem Dienst gehörigen Gruppe13. The method according to any one of claims 8 to 12, wherein the network node (Pl, ..., PlO) belonging to the service group
(G) , welche nicht ausführende oder koordinierende oder über¬ wachende Netzknoten (Pl, ..., PlO) sind, als inaktive Netzkno- ten eingestuft werden und auf eine Warteliste gesetzt werden. (, ..., PlO PI) are (G) which do not exporting or coordinating or ¬ monitored network nodes are classified as inactive network nodes and placed on a waiting list.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Migration eines auf einem ausführenden Netzknoten14. The method according to any one of the preceding claims, wherein a migration of one on an executing network node
(Pl) ausgeführten Dienstes (S) auf einen anderen Netzknoten bei Vorliegen eines Migrationskriteriums durch den zumindest einen koordinierenden Netzknoten (Pl) veranlasst wird.(Pl) performed service (S) to another network node in the presence of a migration criterion by the at least one coordinating network node (Pl) is caused.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Migrationskriterium bei Eintreten eines oder mehrerer der folgenden Ereignisse vorliegt: - ein Fehler bei der Ausführung des Dienstes (S) wird durch zumindest einen überwachenden Netzknoten (P2, P4, P5) festgestellt; - der zumindest eine koordinierende Netzknoten (Pl) gibt ein Stoppsignal zum Stoppen des ausgeführten Dienstes (S) auf dem ausführenden Netzknoten (Pl) aus.15. The method according to claim 14, wherein the migration criterion is present when one or more of the following events occur: an error in the execution of the service is determined by at least one monitoring network node; - The at least one coordinating network node (Pl) outputs a stop signal for stopping the executed service (S) on the operating network node (Pl).
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem das Stoppsignal durch den zumindest einen koordinierenden Netzknoten (Pl) dann ausgegeben wird, wenn festgestellt wird, dass Qualitätsparameter des ausgeführten Dienstes (S) nicht mehr eingehalten werden und/oder ein anderer Netzknoten (Pl, ..., PlO) aufgrund seiner Zustandsparameter um einen vorbestimmten Grad besser als der zumindest eine ausführende Netzknoten (Pl) geeignet ist, die durch den Dienst (S) zu erledigende Aufgabe zu erledigen, wo- bei die Eignung zur Erledigung der durch den Dienst (S) zu erledigenden Aufgabe vorzugsweise mit Hilfe des Bewertungsma¬ ßes gemäß Anspruch 6 bestimmt wird.16. The method of claim 15, wherein the stop signal is output by the at least one coordinating network node (Pl) when it is determined that quality parameters of the executed service (S) are no longer complied with and / or another network node (Pl,. .., PlO) due to its state parameters by a predetermined degree better than the at least one executing network node (Pl) is able to perform the task to be performed by the service (S), whereby the suitability for the completion of the service (S) S) is preferably determined task to be performed with the aid of Bewertungsma ¬ SLI according to claim. 6
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 16 in Kombina- tion mit einem der Ansprüche 8 bis 13, bei dem bei einem Feh¬ ler bei der Ausführung des Dienstes (S) der Dienst (S) auf zumindest einen der überwachenden Netzknoten (P2, P4, P5) migriert wird.17. The method according to any one of claims 14 or 16 in combination with one of claims 8 to 13, wherein in a Feh ¬ ler in the execution of the service (S) of the service (S) on at least one of the monitoring network nodes (P2 , P4, P5) is migrated.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Zwischenergebnisse eines gerade ausgeführten Dienstes (S) in zeitlichen Abständen zwischengespeichert werden. 18. The method according to any one of the preceding claims, are stored in the intermediate results of a service currently being performed (S) at intervals.
19. Verfahren nach Anspruch 18 in Kombination mit einem der Ansprüche 14 bis 17, bei dem nach der Migration eines Diens¬ tes (S) auf einen anderen Netzknoten (Pl) ein noch nicht zu Ende ausgeführter Dienst (S) unter Zuhilfenahme der zuletzt zwischengespeicherten Zwischenergebnisse wieder aufgenommen wird.19. The method of claim 18 in combination with one of claims 14 to 17, wherein after the migration of a Diens ¬ tes (S) to another network node (Pl) a not yet completed service (S) with the aid of the last cached Interim results will be resumed.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zumindest eine ausführende Netzknoten (Pl) mit dem zumindest einen koordinierenden Netzknoten (Pl) identisch ist .20. The method according to any one of the preceding claims, wherein the at least one executing network node (Pl) with the at least one coordinating network node (Pl) is identical.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein einziger Netzknoten als koordinierender Netzknoten21. The method according to any one of the preceding claims, wherein a single network node as the coordinating network node
(Pl) bestimmt wird.(Pl) is determined.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zumindest eine koordinierende Netzknoten (Pl) einen einzigen Netzknoten als ausführenden Netzknoten (Pl) festlegt.22. The method according to any one of the preceding claims, wherein the at least one coordinating network node (Pl) defines a single network node as an executing network node (Pl).
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem während der Durchführung eines Dienstes (S) die publi- zierten Zustandsparameter durch die Netzknoten (Pl, ..., PlO) der zu dem Dienst (S) gehörigen Gruppe (G) in zeitlichen Abständen aktualisiert werden.23. The method according to any one of the preceding claims, wherein during the execution of a service (S) the published state parameters by the network nodes (Pl, ..., PlO) belonging to the service (S) group (G) in temporal Intervals are updated.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren in einem Peer-to-Peer-Datennetz eingesetzt wird und die Netzknoten (Pl, ..., PlO) Peers des Datennetzes sind.24. The method according to any one of the preceding claims, wherein the method is used in a peer-to-peer data network and the network nodes (Pl, ..., PlO) are peers of the data network.
25. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das Datennetz ein RMF-Netz ist.25. The method of claim 24, wherein the data network is a RMF network.
26. Dezentrales Datennetz umfassend eine Vielzahl von Netz¬ knoten (Pl, ..., PlO), wobei das Datennetz derart ausgestaltet ist, dass ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausführbar ist. 26. Distributed data network comprising a plurality of network nodes ¬ (Pl, ..., PLO), wherein the data network configured is that a method according to any one of the preceding claims is executable.
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