JP2006201896A - Network system and mobile communication node - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ネットワークシステム及び移動通信ノードに関し、特に無線ネットワーク上で通信を行うネットワークシステム及び無線通信を行う移動通信ノードに関する。 The present invention relates to a network system and a mobile communication node, and more particularly to a network system that performs communication on a wireless network and a mobile communication node that performs wireless communication.
近年、IEEE(the Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.11で規格が統一化された無線LANやBluetoothといったディジタル無線通信技術が発展し、また、ノートパソコンやPDA(Personal Digital Assistants:携帯情報端末)などを用いたモバイルコンピューティングが急速に普及しており、両者の特性を活かしたアドホック網(ad hoc network)技術が注目されている。 In recent years, digital wireless communication technologies such as wireless LAN and Bluetooth, which are standardized by IEEE (the Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.11, have been developed. Mobile computing used is rapidly spreading, and ad hoc network technology that takes advantage of both characteristics is drawing attention.
アドホック網とは、無線LANのようなアクセスポイント(LANにつないである中継器(無線局)のこと)を必要としない、無線で接続できるノード(例えば、ノートパソコン、PDA、携帯電話など)のみで構成されたネットワークのことである。アドホック網は、基地局やアクセスポイントを持たないので、安価にネットワークを構築することができ、限られた域内での簡易なネットワークの構築手段として有望視されている。 An ad hoc network does not require an access point such as a wireless LAN (a repeater (wireless station) connected to the LAN) and can be connected wirelessly (for example, a notebook computer, a PDA, a mobile phone, etc.) It is a network composed of Since an ad hoc network does not have a base station or an access point, it can construct a network at a low cost and is regarded as a promising means for constructing a simple network in a limited area.
アドホック網では、移動可能なノードが無線により通信を行う。例えば、ノードA、Bが通信する場合、通信に使用する電磁波が直接到達可能な範囲にあるならば、ノードA、Bは直接通信を行う。また、電磁波が直接到達不可能な範囲にノードA、Bが位置するならば、ノードA、Bからの電磁波が到達可能な位置に存在するノードCがノードA、Bの通信内容を中継して通信を実現する。 In an ad hoc network, mobile nodes communicate wirelessly. For example, when nodes A and B communicate, if the electromagnetic waves used for communication are within a reachable range, nodes A and B perform direct communication. Also, if the nodes A and B are located in a range where the electromagnetic waves cannot reach directly, the node C existing at a position where the electromagnetic waves from the nodes A and B can reach relays the communication contents of the nodes A and B. Realize communication.
したがって、アドホック網を構成するノード自身は、通信の送受信を行う主体(終端点)である一方、他のノードを終端点とする通信の中継、すなわちルーチングを行う主体(ルータ)の機能をも同時に備えることになる。 Therefore, the node itself constituting the ad hoc network is a subject (termination point) that performs transmission / reception of communication, and at the same time functions as a subject (router) that relays, that is, routes, communication with other nodes as termination points. To prepare.
一方、近年になって、グリッドコンピューティング(Grid Computing)と呼ばれる技術の研究開発が進められている。グリッドコンピューティングとは、地理的に分散した計算機リソースをネットワークで接続し、あたかも1つの計算機システムのように利用する分散協調処理技術のことである。 On the other hand, in recent years, a technology called grid computing has been researched and developed. Grid computing is a distributed cooperative processing technology that connects geographically distributed computer resources via a network and uses them as if they were one computer system.
グリッドコンピューティングは例えば、1台の計算能力ではスーパーコンピュータに劣るパソコンを、インターネットを経由して数十台〜数百台と接続して、スーパーコンピュータを越える計算能力を引き出し、工学や医学等の分野での膨大な量の計算を実行させたりするものである。 Grid computing, for example, connects computers that are inferior to supercomputers with a single computing capacity to tens to hundreds of computers via the Internet, and draws computing power that exceeds supercomputers, such as engineering and medicine. It is a large amount of calculation in the field.
グリッドコンピューティングのサービス環境(グリッドサービス環境)において、ユーザは、計算処理がどのコンピュータで実行されているか、どのデータベースからデータを転送しているか等は全く意識する必要がなく、仮想的なスーパーコンピュータとして利用することができる。 In a grid computing service environment (grid service environment), the user does not need to be aware of which computer is executing the calculation process or from which database the data is transferred, and is a virtual supercomputer. Can be used as
また、グリッドサービス環境では、スケジューラと呼ばれるサーバが存在し、グリッドサービス環境内の各ノードの認証や、各ノードが持つ計算資源情報の管理を行っている。さらに、スケジューラは、クライアントからの依頼を受けて、ジョブの各ノードへの分配や、スケジューリングといった役目を担う。 In the grid service environment, there is a server called a scheduler, which authenticates each node in the grid service environment and manages computing resource information held by each node. Further, the scheduler receives a request from the client and plays a role of distributing the job to each node and scheduling.
従来の分散処理の技術としては、処理依頼に対して、自己の能力を評価して受け付けるか否かを判断し、分散処理を行う技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
上記で説明したアドホック網では、基地局を持たずに、移動可能な各ノードが、無線による通信を互いに対等に行うという性質から、アドホック網へのノードの参加・脱退は随時行われる。 In the ad hoc network described above, each node that can move without having a base station performs wireless communication on an equal basis, so that nodes join and leave the ad hoc network as needed.
また、ノードの移動によって、ノード間の物理的な位置関係の変化や、電磁波の伝播状況の変化によるネットワークトポロジの変化が煩雑に起こり得る。さらに、ノードは移動通信機であるので、電池駆動が前提であり、必然的に各ノードは消費電力の節約を意識し、アドホック網上で動作するプロトコルは、電力を消費する不要な通信を抑制する必要がある。 Further, due to the movement of the node, a change in the physical positional relationship between the nodes and a change in the network topology due to a change in the propagation state of the electromagnetic wave may occur in a complicated manner. In addition, since the node is a mobile communication device, it is assumed that it is battery-powered. Naturally, each node is conscious of saving power consumption, and the protocol operating on the ad hoc network suppresses unnecessary communication that consumes power. There is a need to.
このように、アドホック網では、既存の有線通信技術を前提としたイーサネット(登録商標)のような網とは特性が全く異なるものなので、既存の有線通信技術上でチューニングされたアプリケーションやミドルウェアなどはアドホック網上では効率的に動作しない。したがって、これまで特に有線通信技術を前提に研究開発が進められてきたグリッドサービス環境を、アドホック網上で実現する場合においても、例えば、以下のような困難が存在する。 In this way, the ad hoc network has completely different characteristics from the network such as Ethernet (registered trademark) based on the existing wired communication technology, so applications and middleware tuned on the existing wired communication technology are not It does not operate efficiently on ad hoc networks. Therefore, even when a grid service environment, which has been researched and developed especially on the premise of wired communication technology, is realized on an ad hoc network, there are the following difficulties, for example.
アドホック網上では、電磁波の伝播状況の変化による一時的な通信不能状態や、ノードの電池切れ、移動によるアドホック網からの離脱が煩雑に発生し得ることから、既存のグリッドサービス環境の方式をそのままアドホック網上で構築すると、極めて信頼性に乏しいものとなることが予想される。 On an ad hoc network, the temporary inability to communicate due to changes in the propagation status of electromagnetic waves, the battery running out of nodes, and the detachment from the ad hoc network due to movement can be complicated. When built on an ad hoc network, it is expected to be extremely unreliable.
アドホック網上では、すべてのノードが自由にネットワークに参加・離脱できることから、グリッドサービスで存在していた固定局としてのスケジューラを設置することができない。 On an ad hoc network, since all nodes can freely join and leave the network, it is not possible to install a scheduler as a fixed station that existed in the grid service.
アドホック網を構成するノードは、既存のグリッドコンピューティングを構成するワークステーションや数値演算用コンピュータに比較して、処理能力に劣る限定的なものとなる。また、無線通信インタフェースの帯域幅は、有線通信インタフェースの帯域幅に対して狭いことから、既存のグリッドサービス環境に比べて性能的に劣るものになる。 The nodes that make up the ad hoc network are limited in terms of processing power compared to the workstations and numerical computers that make up the existing grid computing. Further, since the bandwidth of the wireless communication interface is narrower than the bandwidth of the wired communication interface, the performance is inferior to that of the existing grid service environment.
これらの障害から、グリッドサービスをアドホック網上で実現するには、既存の有線通信技術を前提としたグリッドサービス方式を適用するのではなく、移動体端末の限定的な処理能力や無線帯域、煩雑に変化するネットワークトポロジといったアドホック網の特性を考慮して最適化したグリッドサービスを実現することが必要となる。 Because of these obstacles, to implement grid services on an ad hoc network, instead of applying the grid service method based on the existing wired communication technology, the limited processing capability, radio bandwidth, and complexity of mobile terminals It is necessary to realize an optimized grid service in consideration of the characteristics of the ad hoc network such as a network topology that changes rapidly.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、アドホック網上にグリッドサービス環境を効率よく構築し、高品質な分散協調処理を実現したネットワークシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object thereof is to provide a network system that efficiently constructs a grid service environment on an ad hoc network and realizes high-quality distributed cooperative processing.
また、本発明の他の目的は、アドホック網上にグリッドサービス環境を効率よく構築し、高品質な分散協調処理を実現した移動通信ノードを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a mobile communication node that efficiently constructs a grid service environment on an ad hoc network and realizes high-quality distributed cooperative processing.
本発明では上記課題を解決するために、図1に示すような、無線通信を行うネットワークシステム1において、ジョブの実行を依頼する場合にはクライアント動作となって、他のノード群に対し、処理能力及び参加意思を問い合わせ、応答内容にもとづいて、ジョブ処理の受け入れ可能なノードを決定して、ジョブの実行を分配・依頼し、ジョブ処理結果を集計するクライアントノード20cと、依頼されたジョブを実行する場合にはサーバ動作となって、クライアントノードからの問い合わせに対して、処理能力及び参加意思により、依頼されたジョブの実行を受け入れるか否かを応答し、受け入れた場合にはジョブを実行して、処理結果をクライアントノード20cへ送信するサーバノード20s−1〜20s−nと、を有し、固定局を不要として、無線通信により移動可能な複数のノードで構築されたアドホック網1a上で分散協調処理を行うことを特徴とするネットワークシステム1が提供される。
In the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the
ここで、クライアントノード20cは、ジョブの実行を依頼する場合にはクライアント動作となって、他のノード群に対し、処理能力及び参加意思を問い合わせ、応答内容にもとづいて、ジョブ処理の受け入れ可能なノードを決定して、ジョブの実行を分配・依頼し、ジョブ処理結果を集計する。サーバノード20s−1〜20s−nは、依頼されたジョブを実行する場合にはサーバ動作となって、クライアントノードからの問い合わせに対して、処理能力及び参加意思により、依頼されたジョブの実行を受け入れるか否かを応答し、受け入れた場合にはジョブを実行して、処理結果をクライアントノード20cへ送信する。
Here, the
本発明のネットワークシステムは、クライアントノードでは、他のノード群に対し、処理能力及び参加意思を問い合わせ、応答内容にもとづいて、ジョブ処理の受け入れ可能なノードを決定して、ジョブの実行を分配・依頼し、サーバノードでは、クライアントノードからの問い合わせに対して、処理能力及び参加意思により、依頼されたジョブの実行を受け入れるか否かを応答し、受け入れた場合にはジョブを実行して、処理結果を送信する構成とした。これにより、不安定要素の多いアドホック網上に、有線通信技術を前提としたグリッドサービス環境を効率よく構築することができ、高品質な分散協調処理を実現することが可能になる。 In the network system of the present invention, the client node inquires about the processing capability and intention to participate in other node groups, determines the node that can accept the job processing based on the response content, and distributes the job execution. In response to the inquiry from the client node, the server node responds whether or not to accept execution of the requested job depending on the processing capability and willingness to participate. If accepted, the job is executed and processed. The result is transmitted. As a result, a grid service environment based on wired communication technology can be efficiently constructed on an ad hoc network with many unstable elements, and high-quality distributed cooperative processing can be realized.
また、本発明の移動通信ノードは、ジョブ管理部では、ジョブの実行を依頼する場合にはクライアント動作となって、他のノード群に対し、処理能力及び参加意思を問い合わせ、応答内容にもとづいて、ジョブ処理の受け入れ可能なノードを決定して、ジョブの実行を分配・依頼及びジョブ処理結果を集計し、依頼されたジョブを実行する場合にはサーバ動作となって、クライアントからの問い合わせに対して、処理能力及び参加意思により、依頼されたジョブの実行を受け入れるか否かを応答する構成とした。これにより、不安定要素の多いアドホック網上に、有線通信技術を前提としたグリッドサービス環境を効率よく構築することができ、高品質な分散協調処理を実現することが可能になる。 In the mobile communication node of the present invention, when the job management unit requests execution of a job, it becomes a client operation, inquires other nodes for processing capability and intention to participate, and based on the response content. Determine nodes that can accept job processing, distribute and request job execution, aggregate job processing results, and execute the requested job as a server operation, in response to inquiries from clients Depending on the processing capability and willingness to participate, it is configured to respond whether or not to accept execution of the requested job. As a result, a grid service environment based on wired communication technology can be efficiently constructed on an ad hoc network with many unstable elements, and high-quality distributed cooperative processing can be realized.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1はネットワークシステムの原理図である。ネットワークシステム1は、固定局を持たずに、無線通信により移動可能な複数の移動通信ノード(以下、単にノード)で構築されたネットワーク(アドホック網1a)上で分散協調処理(グリッドサービス)を行うシステムである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a principle diagram of a network system. The
ネットワークシステム1では、各ノードが無線通信を行いながら協調し、単一ノードでは実現不可能な処理を実現する。なお、ネットワークシステム1のアドホック網1a上で実現されるグリッドサービスを以降ではアドホックグリッドサービスとも呼ぶ。
In the
クライアントノード20cは、ジョブの実行を依頼する場合にはクライアント動作となって、他のノード群に対し、処理能力及び参加意思の問い合わせ(クエリ:query)を行い、応答内容にもとづいて、ジョブ処理の受け入れ可能なノードを決定して、ジョブの実行を分配・依頼し、ジョブ処理結果を集計する。
When the
サーバノード20s−1〜20s−nは、依頼されたジョブを実行する場合にはサーバ動作となって、クライアントノードからの問い合わせに対して、処理能力及び参加意思により、依頼されたジョブの実行を受け入れるか否かを応答し、受け入れた場合にはジョブを実行して、処理結果をクライアントノード20cへ送信する。
When the requested job is executed, the
図2はネットワークシステム1のサービス動作例を示す図である。図では、ノード11が、ジョブを依頼してクライアントノードとなり、グリッドサービス環境を通じて他ノード12〜15にジョブが分配されて処理が行われる様子を示している。
FIG. 2 is a diagram showing an example of service operation of the
アドホックグリッドサービスに関与するノード上では、グリッドサービス環境11b〜15bが動作中であり、この環境を介してクライアントアプリケーション21とグリッドジョブ処理部22−1〜22−5が協調動作を行う。
On the nodes involved in the ad hoc grid service, the
アドホック網は、無線通信機能を備える複数のノードにより構成されるもので、通信内容であるトラヒックの中継を専門に行うノードは(既存の有線インターネットとの中継を行うゲートウェイノードを除いては)存在せず、各ノードは通信を終端する機能と、他ノードの通信内容を中継する機能を持つ。 An ad hoc network is composed of a plurality of nodes with wireless communication functions, and there is a node that specializes in relaying traffic, which is communication content (except for gateway nodes that relay to the existing wired Internet). Each node has a function of terminating communication and a function of relaying communication contents of other nodes.
なお、各ノード間の通信は無線で行われるため、目視可能な通信ケーブルの類は存在しないが、図2においては、通信可能なノードの関係を明示するため、通信可能なノード同士を矢印で結んで示している。 In addition, since communication between each node is performed wirelessly, there is no visible communication cable, but in FIG. 2, the nodes that can communicate with each other are indicated by arrows in order to clearly indicate the relationship between the nodes. Shown tied.
各ノードは対等の立場であり、アドホックグリッドサービス環境を備えるノードは、状況に応じてジョブを依頼するクライアントにも、依頼を受けてジョブを処理するサーバにもなり得る。このためクライアントとサーバという関係は固定したものではなく、ジョブを依頼した時点でそのノードはクライアントの役割を担い(クライアントロール)、またジョブ依頼を受けたノードはサーバの役割を担う(サーバロール)。 Each node is in an equal position, and a node having an ad hoc grid service environment can be a client that requests a job or a server that processes a job in response to a request depending on the situation. For this reason, the relationship between the client and the server is not fixed. When a job is requested, the node assumes the role of client (client role), and the node that receives the job request assumes the role of server (server role). .
次に構成・動作の詳細を説明する前に、グリッドサービスをアドホック網上で実現したネットワークシステム1の全体的な特徴について(A1)〜(A4)で説明する。
(A1)アドホック網上では、ネットワークトポロジが煩雑に変化し得ることから、特定のノードがネットワーク上で必ず到達可能であることを前提にできない。特にGlobus等、既存のグリッドサービス環境でサーバノードの認証、サーバノード間でのジョブの分配等を行うスケジューラの存在を前提とできない。
Next, before describing the details of the configuration and operation, the overall characteristics of the
(A1) On an ad hoc network, the network topology can change complicatedly, so it cannot be assumed that a specific node is always reachable on the network. In particular, it cannot be premised on the existence of a scheduler that performs server node authentication and job distribution among server nodes in an existing grid service environment such as Globus.
このため、ネットワークシステム1では、アドホック網を構成する各ノード自身がスケジューラ機能を有する構成とした(1つのノードは、クライアント、サーバの両方の機能を持つ)。
For this reason, in the
(A2)アドホック網を構成するノードの性能、またネットワークインタフェースの帯域が極めて限定的なものであること、またノードのほとんどが電池駆動であることから、不要な処理、通信を可能な限り抑制する必要がある。 (A2) Since the performance of the nodes constituting the ad hoc network and the bandwidth of the network interface are extremely limited, and most of the nodes are battery-powered, unnecessary processing and communication are suppressed as much as possible. There is a need.
また、アドホック網は可搬なノードで構成される一時的なネットワークであることから、網上のノード間で逐一認証処理を実施することは非効率的な場合が多い。また認証処理は処理能力・ネットワーク帯域の双方でオーバヘッドとなる場合がある。 Further, since an ad hoc network is a temporary network composed of portable nodes, it is often inefficient to perform authentication processing between nodes on the network. In addition, authentication processing may be overhead in both processing capacity and network bandwidth.
このため、ネットワークシステム1の各ノードでは、自ノードのバッテリ電力を節約、またはオーバヘッドの削減のために、ノード間での認証処理を省いてノード間で通信を行う構成とした。
For this reason, each node of the
言い換えれば、ネットワークシステム1のアドホックグリッド上では、ジョブ処理の依頼元と依頼先の両ノード間で認証を必要とするような秘匿性、機密性を持ったアプリケーションよりも、簡素に入力データから処理結果を得る、また各ノードの可搬性を活かして、ノードの持つセンサから得た測定結果を処理した結果を集計するといったアプリケーションが有効である。
In other words, on the ad hoc grid of the
(A3)ノードの可搬性、また電池駆動であることから、ジョブ処理を依頼したサーバノードが予測不可能な状況で通信不能となったりすることが考えられる。このため、ネットワークシステム1では、サーバノードが通信不能となった場合を予想して、他ノードへのジョブ処理が実行される構成とした。
(A3) Since the node is portable and is battery-powered, the server node that requested the job processing may be unable to communicate in an unpredictable situation. For this reason, the
(A4)アドホックグリッドサービスにおいて、アドホック網上で既存のHPC分野等のアプリケーションが満足できる性能を得られるとは考えづらい。したがって、必ずしも処理能力を求めない、アドホック網に適したアプリケーションとしては、多数のサーバに依頼したジョブの処理結果がすべて得られなければ効果が得られないようなものよりも、依頼したジョブの一部について処理結果が得られれば有効であるようなものを対象とした。 (A4) In an ad hoc grid service, it is difficult to think that an existing application in the HPC field or the like can satisfy performance on an ad hoc network. Therefore, an application suitable for an ad hoc network that does not necessarily require processing capability is more suitable for an application that is requested than a job that cannot be effective unless all the processing results of the requested jobs are obtained. If the processing result is obtained for the part, it is effective.
次にネットワークシステム1を構築するノード20の構成について説明する。図3はノード20の構成を示す図である。ノード20は、クライアントアプリケーション21、グリッドジョブ処理部22、ジョブ管理部23、リソース管理部24、ノード状態計測部25、アドホック網プロトコル処理部26、IP処理/無線通信インタフェース部27から構成される。
Next, the configuration of the node 20 that constructs the
クライアントアプリケーション21は、アドホックグリッドサービスを利用するアプリケーションであり、アドホックグリッドサービスを提供する各ノード上に配備される。アドホックグリッドサービス稼動時には、このクライアントアプリケーション21を起動したノードが、クライアントノードとしての役割を担うことになる。
The
グリッドジョブ処理部22は、アドホックグリッドサービス環境上で、クライアントノードから依頼を受けたジョブを処理する部分である。ジョブ管理部23は、ジョブ管理表23aとジョブ履歴表23bを含み、クライアントアプリケーション21からのジョブ要求を受けて、ジョブの分配と、ジョブ処理結果の集計を行う。
The grid
ジョブ管理表23aは、他ノードに処理依頼中のジョブの情報、また他ノードから依頼されて処理中のジョブの情報を保持し管理する。ジョブ履歴表23bは、他ノードとのアドホックグリッドサービスに関連する通信内容に対して、これまでの自ノードでのジョブ処理の履歴及び他ノードへのジョブ依頼の履歴を一定期間記録し保持する。 The job management table 23a holds and manages information on jobs that are requested to be processed by other nodes and information on jobs that are requested by other nodes. The job history table 23b records and holds a history of job processing in the current node and a history of job requests to other nodes for a certain period for communication contents related to the ad hoc grid service with other nodes.
リソース管理部24は、リソース管理表保持部24aとノード構成情報保持部24bを含み、ジョブの遂行に必要なリソースの情報を把握する。リソースには、ジョブを実行する他ノードの情報などが含まれる。
The
リソース管理表保持部24aは、現在依頼しているジョブと、ジョブの依頼先ノードとの対応関係、また依頼されているジョブと、ジョブの依頼元ノードとの対応関係などを記憶する。
The resource management
ノード構成情報保持部24bは、ノードの静的な特性を記憶する。ノードの静的な特性としては、ノードの計算処理能力、無線通信インタフェースの最大帯域、バッテリの最大容量(最大限充電した場合の最大駆動時間)などが含まれる。
The node configuration
ノード状態計測部25は、ノードの動的な状態を計測し、ノード状態をリソース管理部24に提供する。ノードの動的な状態としては、ノードの計算処理負荷、無線通信インタフェースの帯域占有率、バッテリの残余時間などが含まれる。
The node
アドホック網プロトコル処理部26は、アドホック網の構築・維持を担う機能であり、通信の必要に応じた経路の探索(宛先ノードのアドレス情報を元にした、パケットの転送先ノードの探索)、通信の必要が生じる以前の、事前の経路情報の蓄積(近隣ノード情報を予め収集しておき、パケットの宛先ノードアドレスとパケットを次に転送すべきノードの対応関係を保持しておく)、ノードの移動や障害発生時の経路情報の更新などを行う。
The ad hoc network
なお、通信内容の中継を制御する際に参照される経路表は、アドホック網プロトコルにより動的に形成されることから、事前のコンフィグレーションを必要としない(アドレス等のデータ設定が不要)。 Note that the routing table that is referred to when controlling the relay of communication contents is dynamically formed by the ad hoc network protocol, so no prior configuration is required (data setting such as an address is not required).
IP処理/無線通信インタフェース部27は、アドホック網プロトコル処理部26の下位層を形成する。すなわち、無線通信プロトコル処理を基盤として、IP通信処理のインタフェース制御を行う。
The IP processing / wireless
次にノード20がクライアントノードになった場合の処理の流れについて説明する。図4はクライアントノードの処理の流れを示す図である。ノード20がクライアントとして動作する場合の、機能ブロック間の処理の流れを示している(すなわち、ジョブの処理を他ノードへ依頼し、処理結果を受信する過程の動作を示している)。 Next, the flow of processing when the node 20 becomes a client node will be described. FIG. 4 is a diagram showing a processing flow of the client node. The flow of processing between functional blocks when the node 20 operates as a client is shown (that is, the operation in the process of requesting processing of a job to another node and receiving the processing result).
〔S1〕アドホックグリッドサービス上で処理すべきジョブを持つノードは、クライアントアプリケーション21からジョブ管理部23にジョブ処理を要求する。
〔S2〕ジョブ管理部23は、ジョブの計算量を見積もり、ジョブを依頼するサーバ数を導出し、リソース管理部24にリソース探索要求を出す。
[S1] A node having a job to be processed on the ad hoc grid service requests job processing from the
[S2] The
〔S3〕リソース管理部24は、リソース管理表保持部24aを参照し、ジョブ依頼先として有効な(充分に新しいエントリであり、かつ依頼するジョブ処理に必要な属性を持つ)サーバ情報を抽出する。
[S3] The
〔S3a〕抽出されたサーバ数が、ジョブ管理部23から要求されたサーバ数に満たない場合、リソース管理部24は、IP処理/無線通信インタフェース部27を通じて他にサーバとなり得るノードを探索する。
[S3a] When the number of extracted servers is less than the number of servers requested by the
〔S4〕リソース管理部24は、IP処理/無線通信インタフェース部27から受け取ったリソース探索結果を参照し、ノード探索の成否を判断する。
〔S5〕ノード探索に成功した場合、リソース管理部24は、得られたリソース探索の結果をジョブ管理部23に返す。
[S4] The
[S5] If the node search is successful, the
〔S6〕ジョブ管理部23は、得られたリソース探索結果を元にジョブの依頼先サーバを決定し、IP処理/無線通信インタフェース部27を介してジョブを依頼する。
例えば、リソース探索結果として、サーバノードの過去に実行したジョブ処理の実行履歴にもとづいて、サーバノードのジョブ処理の実績を判断して、ジョブ処理の受け入れ可能なノードを決定する。
[S6] The
For example, as a resource search result, based on the job processing execution history executed in the past by the server node, the job processing result of the server node is determined, and a node that can accept the job processing is determined.
または、サーバノードのバッテリ残余時間にもとづいて、サーバノードでのバッテリ切れによるジョブ処理のシャットダウンを予測して、ジョブ処理の受け入れ可能なノードを決定する。 Alternatively, based on the remaining battery time of the server node, a job processing shutdown due to battery exhaustion at the server node is predicted, and a node that can accept the job processing is determined.
〔S7〕ジョブ依頼後、ジョブ処理結果を得るまでの期間、リソース管理部24は、IP処理/無線通信インタフェース部27にリソース監視要求を発行する。
〔S8〕IP処理/無線通信インタフェース部27は、現在、該当のジョブ処理を行っているノードに対するリソース監視結果を返信し、リソース管理部24は、適宜ジョブ依頼先サーバの動作状況を確認する。
[S7] The
[S8] The IP processing / wireless
〔S9〕ジョブ処理依頼中、処理結果が得られるまでの間にノードの移動、電磁波の伝播状況の変化などによりアドホック網のトポロジに変動が発生する場合がある。このようなネットワーク上での変動の結果、アドホック網プロトコル処理部26で管理する経路情報が変化した場合、アドホック網プロトコル処理部26はリソース管理部24にトポロジの変化を通知する。
[S9] During the job processing request, the topology of the ad hoc network may fluctuate due to the movement of the node, the change of the propagation state of the electromagnetic wave, etc., until the processing result is obtained. When the route information managed by the ad hoc network
〔S10〕サーバノードからジョブ処理結果が返ってきた場合、ジョブ管理部23は、処理結果を元にジョブ管理表23aを更新し、処理結果を集計する。
〔S11〕ジョブ管理部23は、リソース管理部24に対し、ジョブ依頼先サーバのジョブ処理結果を登録する。
[S10] When a job processing result is returned from the server node, the
[S11] The
〔S12〕すべてのジョブの処理結果が得られた場合、ジョブ管理部23は、処理結果をクライアントアプリケーション21に返し、アドホックグリッドサービスの分散協調処理を完了する。
[S12] When the processing results of all jobs are obtained, the
次にノード20がサーバノードになった場合の処理の流れについて説明する。図5はサーバノードの処理の流れを示す図である。ノード20がサーバとして動作する場合の、機能ブロック間の処理の流れを示している(すなわち、依頼されたジョブを処理し、処理結果を送信する過程の動作を示している)。 Next, the flow of processing when the node 20 becomes a server node will be described. FIG. 5 is a diagram showing a processing flow of the server node. A flow of processing between functional blocks when the node 20 operates as a server is shown (that is, an operation in a process of processing a requested job and transmitting a processing result).
〔S21〕ジョブ管理部23は、IP処理/無線通信インタフェース部27を介して、ジョブ要請メッセージを受信することで、サーバノードとなる。
〔S22〕ジョブ管理部23は、ジョブ要請メッセージを受信すると、ジョブ実行履歴、ノード構成情報、またノード状態計測部25から得られるノード状態からジョブを受け付けるべきか否かの指標となるwillingness(参加意思)情報を動的に導出し(過去のジョブ実行履歴として、例えば、ノードの計算処理負荷、帯域占有率、バッテリ残余時間の少なくとも1つにもとづき、参加意思を動的に求める)、この値を元にジョブ受付の可否を判断し、問い合わせに応答する(ジョブ要請応答メッセージの返信)。
[S21] The
[S22] When the
〔S23〕ジョブ管理部23は、クライアントからジョブ処理要求を受信する。
〔S24〕ジョブ管理部23は、ジョブ受付の最終的な可否を判断し、ジョブを受け付けると判断した場合は、クライアントノードに受け付けた旨の応答を返す(ジョブ受付通知の返信)。
[S23] The
[S24] The
〔S25〕ジョブ管理部23は、要求を受けたジョブを自ノードで処理すると判断した場合は、ジョブ管理表23aにジョブ内容を記録し、グリッドジョブ処理部22にジョブ処理要求を渡す。
[S25] If the
〔S26〕グリッドジョブ処理部22は、ジョブ処理を完了すると、ジョブ管理部23に処理結果を返す。
〔S27〕ジョブ管理部23は、ジョブ管理表23aから対応するエントリを削除し、ジョブ履歴表23bに処理結果を記録する。その後、ジョブ管理部23は、IP処理/無線通信インタフェース部27を介して、ジョブ処理結果をクライアントノードに返す。
[S26] When the job processing is completed, the grid
[S27] The
次にノード20の主要構成要素の1つであるジョブ管理部23の詳細動作について説明する。最初にクライアントロール時の動作について図6、図7を用いて説明する。
図6はクライアントロール時のジョブ管理部23の動作フローを示す図である。図7はジョブ管理表23aの構成を示す図である。ジョブ管理表23aは、依頼ジョブ管理表23a−1及び被依頼ジョブ管理表23a−2から構成される。依頼ジョブ管理表23a−1はクライアントロール時に、被依頼ジョブ管理表23a−2はサーバロール時に使用される。
Next, a detailed operation of the
FIG. 6 is a diagram showing an operation flow of the
〔S30〕クライアントアプリケーション21は、ジョブ処理要求をジョブ管理部23へ送信する。
〔S31〕ジョブ管理部23は、ジョブ処理要求を受けると、リソース管理部24にリソース探索要求を出す。このとき、リソースであるサーバの処理能力等に関する条件とリソース探索範囲を指定する。
[S30] The
[S31] Upon receiving a job processing request, the
〔S32〕ジョブ管理部23は、リソース管理部24からリソース探索結果を受け取る。
〔S32a(図7)〕ジョブ管理部23は、探索結果として得られたノード群の情報を依頼ジョブ管理表23a−1に追加する。このとき、オリジナルジョブ識別子k1の欄及びジョブ依頼元k2の欄は空欄に設定する。
[S 32] The
[S32a (FIG. 7)] The
〔S33〕ジョブ管理部23は、得られたサーバノード数と、ジョブの必要とするサーバノード数(n個とする)とを比較する。
〔S34〕得られたサーバノード数がジョブの必要とするサーバノード数に対して少ない場合、リソース探索範囲、必要なサーバの条件を緩和し、リソース管理部24に再びリソース探索要求を出す。
[S33] The
[S34] If the obtained number of server nodes is smaller than the number of server nodes required by the job, the resource search range and necessary server conditions are relaxed, and a resource search request is issued to the
〔S35〕得られたサーバノード数がジョブの必要とするサーバノード数に対して多い場合、サーバ探索終了後、ジョブ管理部23はIP処理/無線通信インタフェース部27を通じて、ジョブ管理表23aの先頭のn個のサーバに対してジョブ処理要求を送信する。
[S35] When the obtained number of server nodes is larger than the number of server nodes required by the job, after the server search is completed, the
〔S35a(図7)〕ジョブ処理要求を送信したサーバノードに対しては、依頼先ステータスk3を要求中に設定する(なお、IP処理/無線通信インタフェース部27を通じてジョブ処理結果を受け取ったジョブ管理部23は、依頼ジョブ管理表23a−1の依頼先ステータスk3を完了に更新する)。
[S35a (FIG. 7)] For the server node that sent the job processing request, the request destination status k3 is set to “requesting” (note that the job management that has received the job processing result through the IP processing / wireless communication interface unit 27) The
〔S36〕処理を依頼中のサーバが監視不能となった場合、またはジョブ処理進捗が遅い場合、リソース管理部24はジョブ管理部23へ通知する。
〔S37〕通知を受けたジョブ管理部23は、該当サーバに対応する依頼先ステータスk3をofflineに設定し、依頼ジョブ管理表23a−1より依頼先ステータスk3が要求中でもofflineでもないノードを選択し、回復の見込みのないジョブの依頼を、選択したノードに対して再試行する。
[S36] The
[S37] Upon receiving the notification, the
〔S38〕ジョブ管理部23は、ジョブ処理結果を受信する。
〔S39〕すべてのジョブ処理結果の受信を完了しなければステップS36へ戻り、完了すればステップS39aへいく。
[S38] The
[S39] If reception of all job processing results is not completed, the process returns to step S36, and if completed, the process proceeds to step S39a.
〔S39a〕ジョブ管理部23は、ジョブ処理結果をクライアントアプリケーション21に返した後、ジョブ履歴表23bに該当ジョブに対応するエントリを追加する。
次にサーバロール時のジョブ管理部23の動作について図7〜図9を用いて説明する。図8はサーバロール時のジョブ管理部23の動作フローを示す図である。図9はジョブ履歴表23bの構成を示す図である。ジョブ履歴表23bは、ジョブ処理履歴表23b−1とジョブ依頼履歴表23b−2から構成される。
[S39a] The
Next, the operation of the
〔S41〕クライアントからのジョブサーバ要請メッセージは、IP処理/無線通信インタフェース部27経由でジョブ管理部23が受け取る。
〔S42a〕ジョブ管理部23は、リソース管理部24にノード構成、ノード状態を問い合せる。
[S41] A job server request message from the client is received by the
[S42a] The
〔S42b〕ジョブ管理部23は、リソース管理部24から問い合せたノード構成、ノード状態を受け取る。
〔S43〕ジョブ管理部23は、得られた結果を収容したジョブサーバ要請応答メッセージをIP処理/無線通信インタフェース部27を介して返す。
[S42b] The
[S 43] The
〔S44〕クライアントからのジョブ処理要求メッセージは、IP処理/無線通信インタフェース部27経由でジョブ管理部23が受け取る。
〔S45〕ジョブ管理部23は、ジョブ処理要求メッセージの内容を解析し、自ノード内で処理する場合はステップS46aへ、他ノードに処理を委譲する場合はステップS47aへいく。
[S44] The job management request message from the client is received by the
[S45] The
〔S46a〕自ノード内で処理する場合、ジョブ管理部23は図7の被依頼ジョブ管理表23a−2に該当ジョブ情報を追加する。このとき、ジョブ処理区分k4をownedに更新する。表への追加後、グリッドジョブ処理部22にジョブ処理要求を送る。
[S46a] When processing is performed in the own node, the
〔S46b〕グリッドジョブ処理部22は、ジョブを処理し、処理結果をジョブ管理部23へ送信する。
〔S46c〕ジョブ管理部23は、被依頼ジョブ管理表23a−2の該当エントリを削除した後、IP処理/無線通信インタフェース部27経由でクライアントノードに処理結果を返す。
[S46b] The grid
[S46c] The
〔S46d(図9)〕ジョブ管理部23は、ジョブ処理履歴表23b−1にエントリを追加する。
〔S47a〕他ノードに処理を委譲する場合は、被依頼ジョブ管理表23a−2に該当ジョブのエントリを追加した後、クライアントノードとして、クライアントノード時のジョブ管理部23の動作フローに従い動作する。
[S46d (FIG. 9)] The
[S47a] When delegating the processing to another node, after adding the entry of the corresponding job to the requested job management table 23a-2, the client node operates according to the operation flow of the
〔S47b(図7)〕ただし、このとき、被依頼ジョブ管理表23a−2の該当エントリのジョブ処理区分はpassedに更新し、依頼ジョブ管理表23a−1のオリジナルジョブ識別子k1には、依頼を受けたジョブのジョブ識別子を設定し(図中、001を設定している)、ジョブ依頼元k2には依頼元ノードのアドレスを設定する(図中、addr aを設定している)。以降の処理は、クライアントロール時の処理に準ずる。処理完了後はジョブ処理履歴表23b−1、ジョブ依頼履歴表23b−2にエントリを追加する。 [S47b (FIG. 7)] However, at this time, the job processing classification of the corresponding entry in the requested job management table 23a-2 is updated to “passed”, and a request is sent to the original job identifier k1 in the requested job management table 23a-1. The job identifier of the received job is set (001 is set in the figure), and the address of the request source node is set to the job request source k2 (addr a is set in the figure). Subsequent processing is in accordance with processing at the time of client roll. After the processing is completed, an entry is added to the job processing history table 23b-1 and the job request history table 23b-2.
次にノード20の主要構成要素の1つであるリソース管理部24の詳細動作について説明する。リソース管理部24の動作としては、以下の(A)〜(D)の動作がある。
(A)リソース管理部24の通常時の動作
ノードの通常時のリソース管理部24の動作では、アドホック網プロトコル処理部26内の経路表情報を定期的に取得する。図10はアドホック網プロトコル処理部26が有する経路表を示す図である。図は、あるタイミングtnのときの経路表(tn)と、その1回前のタイミング(tn−1)での経路表(tn−1)をそれぞれ示している。
Next, the detailed operation of the
(A) Normal operation of the
図11はリソース管理表保持部24aの構成を示す図である。リソース管理表保持部24aは、リソース管理表24a−1とリソース管理履歴表24a−2から構成される。リソース管理部24は、時系列上連続する経路表の差分を取り、変化が生じた場合にリソース管理表24a−1を更新する。
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the resource management
〔S50a(図10)〕任意の宛先アドレスについて、次ホップアドレスが変化した場合は、リソース管理履歴表24a−2に該当アドレスのエントリを新規に作成し、変化時刻と変化内容(neighbor changed)を設定する。 [S50a (FIG. 10)] When the next hop address changes for an arbitrary destination address, an entry for the corresponding address is newly created in the resource management history table 24a-2, and the change time and change contents (neighbor changed) are displayed. Set.
〔S50b(図10)〕ホップ数が変化した場合も、リソース管理履歴表24a−2に該当アドレスのエントリを新規に作成し、変化時刻と変化内容(distance changed)を設定する。経路表上に新規に出現した宛先アドレスについて、経路表から削除された宛先アドレスについても同様である。 [S50b (FIG. 10)] Even when the number of hops changes, an entry of the corresponding address is newly created in the resource management history table 24a-2, and the change time and the change content (distance changed) are set. The same applies to the destination address newly appearing on the routing table and the destination address deleted from the routing table.
(B)サーバ探索時のリソース管理部24の動作
図12はリソース管理部24の探索時の動作フローを示す図である。ノードがクライアントロールとして動作する際の、サーバ探索時の動作を示している。
(B) Operation of
〔S51〕リソース管理部24は、ジョブ管理部23からリソース探索要求を受け取る。
〔S52〕リソース管理部24は、ジョブサーバ要請メッセージを生成し、このとき、オプションとしてジョブサーバ要請メッセージに自ノードのジョブ処理履歴を収容する場合があれば、ジョブサーバ要請メッセージ生成の前にリソース管理表24a−1の内容の抽出を行う。
[S51] The
[S52] The
〔S53〕リソース管理部24は、IP処理/無線通信インタフェース部27を介して、生成されたジョブサーバ要請メッセージを出力する。
〔S54〕リソース管理部24は、ノードからIP処理/無線通信インタフェース部27を介してジョブサーバ要請応答メッセージを受信し、リソース管理表24a−1の該当サーバノードのアドレスに対応するエントリの最新タイムスタンプe1(図11)を更新する。
[S53] The
[S54] The
〔S55〕リソース探索の経過時間を計測する。タイマ設定時間以内にジョブサーバ要請応答メッセージを受信した場合はステップS56へ、そうでなければサーバからの応答を待つ。 [S55] The elapsed time of resource search is measured. If the job server request response message is received within the set time of the timer, the process proceeds to step S56. Otherwise, the server waits for a response from the server.
〔S56〕リソース探索結果をジョブ管理部23へ返す。
(C)ノード監視時のリソース管理部24の動作
図13はリソース管理部24のノード監視時の動作フローを示す図である。ノードがジョブを依頼してクライアントロールとして動作する際、またはジョブ依頼を受けてサーバロールとして動作する際の、ノード監視時におけるリソース管理部24の動作を示している。
[S56] The resource search result is returned to the
(C) Operation of
〔S61〕ノードのアドホック網からの離脱、ノードのアドホック網への参加その他アドホック網のトポロジが変化すると、アドホック網プロトコル処理部26が動作し、経路の導出を行う。このときトポロジ変化情報は、アドホック網プロトコル処理部26からリソース管理部24へ送られる。
[S61] When the node leaves the ad hoc network, joins the node to the ad hoc network, or changes in the topology of the ad hoc network, the ad hoc network
〔S61a(図11)〕トポロジ変化の通知を受けたリソース管理部24は、リソース管理表24a−1内でトポロジ変化の影響を受けるノードのアドレス、変化時刻、変化の内容をリソース管理履歴表24a−2に登録する。
[S61a (FIG. 11)] Upon receiving the topology change notification, the
〔S62〕トポロジの変化によりノードがネットワーク的に到達不可能となったか否かを判断する。
〔S63〕到達不可能となったノードに対しては、該当ノードがリソース管理表24a−1に存在する場合、リソース応答受信待ちタイマを起動後、IP処理/無線通信インタフェース部27を介して該当サーバにリソース監視メッセージを送信する。
[S62] It is determined whether or not the node has become unreachable in terms of network due to a topology change.
[S63] For a node that has become unreachable, if the corresponding node exists in the resource management table 24a-1, the resource response reception waiting timer is started, and then the corresponding node is set via the IP processing / wireless
〔S64〕リソース管理部24は、リソース応答メッセージを受信した場合、リソース管理表24a−1の該当アドレスの最新タイムスタンプを更新する。
〔S65〕リソース応答受信待ちタイマ期限切れか否かを判断する。
[S64] When the
[S65] It is determined whether the resource response reception waiting timer has expired.
〔S66〕リソース応答受信待ちタイマ期限切れまでにリソース応答メッセージを受信できなかった場合、リソース管理表24a−1の対応するエントリを削除し、ジョブ管理部23にノード監視不能を通知する。
[S66] If the resource response message cannot be received before the expiration of the resource response reception waiting timer, the corresponding entry in the resource management table 24a-1 is deleted and the
(D)サーバ探索応答処理時のリソース管理部24の動作
図14はリソース管理部24のサーバ探索応答処理時の動作フローを示す図である。サーバ探索中のクライアントノードへの応答処理におけるリソース管理部24の動作を示している。
(D) Operation of
〔S71〕クライアントノードから、IP処理/無線通信インタフェース部27経由でジョブサーバ要請メッセージを受信する。
〔S72〕ノード構成情報を取得する。
[S71] A job server request message is received from the client node via the IP processing / wireless
[S72] Node configuration information is acquired.
〔S73〕ノード状態計測部25にノード状態を問い合わせる。
〔S74〕ノード状態計測部25からの計測結果を受信する。
〔S75〕ジョブサーバ要請メッセージがwillingness形式(該当ジョブを処理するか否かの参加意思を求める形式)での応答要求か否かを判断する。willingness形式での応答要求ならステップS76へ、そうでなければステップS77へいく。
[S73] The node
[S74] The measurement result from the node
[S75] It is determined whether or not the job server request message is a response request in a willingness format (a format for requesting participation in whether to process the job). If the response request is in the willingness format, go to step S76, otherwise go to step S77.
〔S76〕willingness形式での応答を要求していた場合は、収集した情報からwillingnessを動的に導出する。
〔S77〕収集・導出された情報からジョブサーバ要請応答メッセージを構築する。
[S76] If a response in the willingness format is requested, the willingness is dynamically derived from the collected information.
[S77] A job server request response message is constructed from the collected and derived information.
〔S78〕IP処理/無線通信インタフェース部27経由でジョブサーバ要請メッセージを送信元のクライアントノードへ返す。
次にアドホック網を構成するノード間でジョブ処理を分担、融通しあい、アドホック網全体であたかも高性能な単一の計算機であるかのように計算処理を行うときのネットワークシステム1の動作について詳しく説明する。最初に、メッセージの詳細を以下の(1)、(1−1)〜(1−4)で説明する。
[S78] A job server request message is returned to the source client node via the IP processing / wireless
Next, job processing is shared and interchanged between the nodes constituting the ad hoc network, and the operation of the
(1)プロトコルメッセージの送信
図15はアドホック網の構成を示す図である。ノード51〜58は、無線通信を行って移動可能であり、図中の矢印a1〜a7は、無線通信に用いる電磁波が到達可能で、直接通信可能である状態を表している。
(1) Transmission of Protocol Message FIG. 15 is a diagram showing the configuration of an ad hoc network. The
アドホックグリッドサービスを制御するアドホックグリッドプロトコルメッセージは、アドホック網上で交換される。各ノードではアドホック網プロトコルが動作し、プロトコルメッセージを交換することでメッセージのルーチングに必要な情報であるルーチング情報を生成し、ノード内に該当情報を保持する。 Ad hoc grid protocol messages for controlling the ad hoc grid service are exchanged on the ad hoc network. Each node operates an ad hoc network protocol, and exchanges protocol messages to generate routing information, which is information necessary for message routing, and holds the corresponding information in the node.
ルーチング情報には、受信したメッセージを転送する際に、メッセージの転送元とメッセージの宛先から自ノードがメッセージの転送をすべきか否かを判断するための経路表と、ブロードキャストメッセージを受信した際に自ノードがメッセージの転送をすべきか否かを判断するための情報とが含まれる。 In the routing information, when a received message is transferred, a routing table for determining whether or not the node should transfer the message from the message transfer source and the message destination, and when a broadcast message is received. Information for determining whether or not the own node should transfer the message.
そして、アドホックグリッドプロトコルメッセージの種類には、既存ネットワークプロトコルと同様にユニキャストメッセージとブロードキャストメッセージ2種類が存在する。 As the types of ad hoc grid protocol messages, there are two types of unicast messages and broadcast messages as in the existing network protocol.
(1−1)ユニキャストメッセージの送信
図15に対し、ノード51を送信元、ノード57を宛先とするユニキャストメッセージが伝送される場合を考える。ユニキャストメッセージの転送処理は、既存のアドホック網プロトコル上で処理される。ノード51から送信されたユニキャストメッセージは、まず隣接する(通信に用いる電磁波が直接到達可能な)ノード56により受信される(矢印y1)。
(1-1) Transmission of Unicast Message Consider a case in which a unicast message having a
ノード56は、アドホック網を制御する経路表を検索し、ノード51方向から受信したメッセージを宛先ノード57へ転送する経路上に自ノードが存在することを認識すると、メッセージをノード57に転送する(矢印y2)。
When the
ノード57は、メッセージの宛先が自ノードであることを確認すると、メッセージをアプリケーションで処理する。このとき、ノード51から受信したメッセージを宛先ノード57へ転送する経路上に自ノードが存在しないノード(ノード52、54)は、たとえメッセージを受信したとしても転送を行わず、特にエラーを通知することなく(silently)メッセージを破棄する。
When the
なお、アドホックグリッドプロトコルの内、ジョブ依頼メッセージ、ノード監視メッセージ、ノード監視応答メッセージ、ジョブ処理結果メッセージがユニキャストメッセージ中に収容される。 Of the ad hoc grid protocol, a job request message, a node monitoring message, a node monitoring response message, and a job processing result message are accommodated in the unicast message.
(1−2)ブロードキャストメッセージの送信
図16はブロードキャストメッセージの送信の様子を示す図である。ノード51を送信元、メッセージの到達範囲を2とするブロードキャストメッセージが伝送される様子を示している。ブロードキャストメッセージの転送処理は、既存のアドホック網プロトコル上で処理される。ノード51から送信されたブロードキャストメッセージは、まず隣接するノード52、54、56により受信される(矢印b1、b3、b5)。
(1-2) Transmission of Broadcast Message FIG. 16 is a diagram illustrating how a broadcast message is transmitted. A state is shown in which a broadcast message with a
メッセージ送信時、メッセージのヘッダ中のパケット寿命フィールドには非0の整数値が収容される。パケット寿命フィールドの値はメッセージを転送可能な最大数を表す(すなわちブロードキャストメッセージの到達範囲を表す)。 When a message is transmitted, a non-zero integer value is accommodated in the packet lifetime field in the message header. The value of the packet lifetime field represents the maximum number of messages that can be transferred (ie, the reach of broadcast messages).
メッセージを受信した各ノード52、54、56は、アドホック網を制御する経路表を検索し、ノード51方向から受信したメッセージをブロードキャストする際に自ノードがブロードキャストの転送を受け持つノードであるか否かの情報を参照する。自ノードがブロードキャストメッセージの転送を行うノードである場合は、該当メッセージの転送を試みる(矢印b2、b4、b6、b7)。
Each
ノードは転送時に、メッセージのヘッダに含まれるパケット寿命フィールドが0でない場合には1減ずる。もしパケット寿命フィールドが0である場合は該当メッセージの転送を行わず、特にエラーを通知することなく(silently)メッセージを破棄する。 The node decrements by 1 when the packet lifetime field included in the header of the message is not 0 at the time of transfer. If the packet lifetime field is 0, the corresponding message is not transferred, and the message is silently discarded without any error notification (silently).
図の場合ノード53、55、57、58はパケット寿命フィールドが0のブロードキャストパケットを受信するため、これらのノードはこれ以上該当ブロードキャストパケットの転送を行わない。また、アドホックグリッドプロトコルの内、ジョブサーバ要請メッセージがブロードキャストメッセージ中に収容される。
In the case of the figure, since the
(1−3)メッセージフォーマット
図17はアドホックグリッドサービス上で交換されるプロトコルメッセージのフォーマットを示す図である。プロトコルメッセージには、(1−1)(1−2)で述べた通り、ユニキャストメッセージU1と、ブロードキャストメッセージB1の2種類が存在する。ユニキャストメッセージU1は、ユニキャストメッセージヘッダU1aとメッセージボディm10からなる。
(1-3) Message Format FIG. 17 is a diagram showing a format of protocol messages exchanged on the ad hoc grid service. As described in (1-1) and (1-2), there are two types of protocol messages: unicast message U1 and broadcast message B1. The unicast message U1 includes a unicast message header U1a and a message body m10.
ブロードキャストメッセージB1は、ブロードキャストメッセージヘッダB1aとメッセージボディm10からなる。アドホックグリッドメッセージで用いるメッセージのメッセージボディm10のフォーマットは共通であり、アドホックグリッドメッセージヘッダm11とアドホックグリッドメッセージボディm12からなる。 The broadcast message B1 includes a broadcast message header B1a and a message body m10. The message body m10 used in the ad hoc grid message has a common format and includes an ad hoc grid message header m11 and an ad hoc grid message body m12.
アドホックグリッドメッセージヘッダm11は、メッセージを生成したノードを特定するメッセージ生成ノードアドレスm11a、メッセージの宛先ノードを特定するメッセージ宛先ノードアドレスm11b、メッセージ交換に用いるアドホックグリッドプロトコルの版数を示すプロトコルバージョンm11c、アドホックグリッドメッセージボディに収容されるメッセージの種類を示すメッセージ種別m11d、メッセージのサイズを示すメッセージ長m11eからなる。 The ad hoc grid message header m11 includes a message generation node address m11a for specifying the node that generated the message, a message destination node address m11b for specifying the destination node of the message, a protocol version m11c indicating the version of the ad hoc grid protocol used for message exchange, It consists of a message type m11d indicating the type of message accommodated in the ad hoc grid message body, and a message length m11e indicating the size of the message.
一方、アドホックグリッドメッセージボディm12は、メッセージを構成する属性であるメッセージフィールドm12dの任意の個数の連結で構成される。各メッセージフィールドは、収容される属性の種類を示すフィールドタイプm12a、メッセージフィールドのサイズを示すフィールド長m12b、属性値を示すフィールドボディm12cで構成される。 On the other hand, the ad hoc grid message body m12 includes an arbitrary number of concatenations of message fields m12d, which are attributes constituting the message. Each message field includes a field type m12a indicating the type of attribute accommodated, a field length m12b indicating the size of the message field, and a field body m12c indicating the attribute value.
(1−4)メッセージボディ形式
図18、図19はメッセージボディm10の詳細を示す図である。アドホックグリッドサービス上で交換されるプロトコルメッセージのメッセージボディm10の内容を示している。
(1-4) Message Body Format FIGS. 18 and 19 are diagrams showing details of the message body m10. The contents of the message body m10 of the protocol message exchanged on the ad hoc grid service are shown.
メッセージの種類はアドホックグリッドメッセージヘッダm11のメッセージ種別m11dで表され、メッセージにはジョブサーバ要請メッセージ101、ジョブサーバ要請応答メッセージ102、ジョブ処理要求メッセージ103、ジョブ処理結果メッセージ104、ノード監視メッセージ105、ノード監視応答メッセージ106といった種類がある。
The message type is represented by the message type m11d of the ad hoc grid message header m11. The message includes a job
ジョブサーバ要請メッセージ101は、ジョブを識別するためにジョブの依頼元が付与するジョブID101a、ジョブの依頼元を識別するためのジョブ依頼元ID101b、ジョブの種類を概略的に示すジョブ分野101c、ジョブの種類を詳細に示すジョブ種別101d、ジョブ処理の負荷を示すジョブ単位101e、センサや2次記憶バッファ等、ジョブの遂行に必要な機器を示す必須機器101f、依頼を受けたジョブを他のノードに委譲/分配可能か否かを示す委譲/分配可否101g、ジョブ処理要求を送信してから結果を受信するまでの最大ターンアラウンド時間を示す許容応答時間101h、自ノードがこれまで処理してきたジョブ処理履歴101i(オプション)等から構成される。
The job
ジョブサーバ要請応答メッセージ102は、対応するジョブサーバ要請メッセージ中のジョブID102a、処理サーバの処理能力を示すサーバ計算能力102b、ノードが保持するセンサ等を示す保有機器102c、自ノードが処理を引き受けたいと希望する度合いを示す処理willingness102d、処理要求を受信してから処理結果を送信するまでの処理遅延として保証可能な時間長を示す保証応答時間102e、自ノードのネットワークモビリティ(自ノードがアドホック網から離脱・参加を繰り返し、その頻度が高い場合に大きい値をとる)を示すモビリティ102f、自ノードがこれまで処理してきたジョブ処理履歴102g(オプション)等から構成される。
The job server
ジョブ処理要求メッセージ103は、当初ジョブの依頼元がジョブサーバ要請メッセージ101送信時に付与したオリジナルジョブID103a、依頼時に細分化されたジョブ毎に割り当てられたジョブユニットID103b、個々のジョブ処理に必要なジョブパラメータ103c、ジョブデータ103d等から構成される。
The job
ジョブ処理結果メッセージ104は、対応するジョブ処理要求メッセージ103中のジョブID104a、ジョブユニットID104b、ジョブ処理を他ノードへ委譲や分配した場合に、その履歴を収容するジョブ処理履歴104c、ジョブ処理結果104d等から構成される。
The job
ノード監視メッセージ105は、対応するジョブ処理要求メッセージ103中のジョブID105a、ジョブユニットID105b、該当ノード監視メッセージの送信元がメッセージを識別するために付与する監視メッセージID105c等から構成される。
The
ノード監視応答メッセージ106は、対応するノード監視メッセージ中のジョブID106a、ジョブユニットID106b、監視メッセージID106c、さらにジョブの進捗状況を示すジョブ進捗106d、ジョブ処理中に生じたエラーや障害を報告するエラーメッセージ106e(エラーが発生している場合にのみ)等から構成される。
The node
次にジョブサーバ要請メッセージ101の詳細を以下の(2)、(2−1)、(2−2)で説明する。
(2)ジョブサーバ要請メッセージ101
図20はジョブサーバ要請メッセージ101の送信の様子を示す図である。アドホックグリッドサービス開始のためのサーバノード情報収集の様子を示している。クライアントノード51は、サーバとして利用可能なノードを募集するため、ジョブサーバ要請メッセージ101をブロードキャストメッセージとして送信する(矢印c1〜c3)。
Next, details of the job
(2) Job
FIG. 20 is a diagram illustrating how the job
ブロードキャストされたジョブサーバ要請メッセージ101は、直接通信可能な、隣接する(電磁波が到達可能な)すべてのノードに受信される。メッセージを受信したノードは、該当メッセージがブロードキャストメッセージであること、メッセージに設定されているパケット寿命フィールドの値が非0であることを確認すると、メッセージ中のパケット寿命を1減じた後、隣接するノードに転送する(矢印c4〜c7)。図の場合、メッセージのパケット寿命の初期値が2であったため、転送は1回だけ行われ、それより遠いノードへは転送されない(矢印c8)。
The broadcast job
図21はジョブサーバ要請応答メッセージ102の送受信の様子を示す図である。ジョブサーバ要請応答メッセージは、個々のサーバノードからクライアントメッセージに向けて送信される(矢印d1〜d7)。
FIG. 21 is a diagram showing how the job server
(2−1)ジョブサーバ要請メッセージ101の送信と応答
図22はクライアントノードとサーバノードの間のジョブ要請・応答の送受信の様子を示す図である。
(2-1) Transmission and Response of Job
〔S81〕クライアントノードは、サーバノード群に対しブロードキャストでジョブサーバ要請メッセージ101を送信する。
〔S82〕クライアントノードから送信されるジョブサーバ要請メッセージ101を受信した各サーバノードは、ノード状態を計測、ノード構成情報を取得する。
[S81] The client node transmits a job
[S82] Each server node that receives the job
〔S83〕サーバノードは、ジョブサーバ要請応答メッセージ102中に自ノードの構成、自ノードの状態、自ノードのネットワークモビリティ、自ノードのジョブ処理履歴の情報を収容し応答する。
[S83] The server node accommodates and responds to the job server
〔S84〕ジョブサーバ要請応答メッセージ102を受信したクライアントノードは、アドホックグリッドアプリケーションの必要とする構成、状態と照合し、該当クライアントノードをジョブ依頼対象とするか否かを判断する。
[S84] The client node that has received the job server
〔S85〕ネットワークモビリティの条件と適合するか判断する。
〔S86〕ジョブ処理履歴条件に適合するか判断する。
〔S87〕ステップS84〜S86の条件に適合したら、リソース管理表24a−1に該当ノードを追加する。
[S85] It is determined whether the network mobility condition is met.
[S86] It is determined whether the job processing history condition is met.
[S87] If the conditions in steps S84 to S86 are met, the node is added to the resource management table 24a-1.
〔S88〕ジョブサーバ要請応答メッセージ待ち時間を計測し、メッセージ待ち時間が期限切れとなった場合、ジョブサーバ要請処理を終了する。期限切れとなっていない場合、ステップS83へ戻り、再度ジョブサーバ要請応答メッセージ待機状態に入る。 [S88] The job server request response message waiting time is measured, and if the message waiting time has expired, the job server request processing is terminated. If it has not expired, the process returns to step S83 to enter the job server request response message standby state again.
(2−2)(2−1)の手順の代替手段
図23はクライアントノードとサーバノードの間のジョブ要請・応答の送受信の様子を示す図である。図22で示した処理の代替処理を示している。
(2-2) Alternative means of the procedure of (2-1) FIG. 23 is a diagram showing how job requests and responses are transmitted and received between a client node and a server node. 23 shows an alternative process of the process shown in FIG.
〔S91〕クライアントノードはサーバノード群に対しブロードキャストでジョブサーバ要請メッセージ101を送信する。ジョブサーバ要請メッセージ101には、ジョブ実行に必要な処理能力、ジョブ実行に必要な機能、クライアントノードのネットワークモビリティ、クライアントノードのジョブ処理履歴、ジョブID、必要ノード構成などが含まれる。
[S91] The client node transmits a job
〔S92〕ジョブサーバ要請メッセージ101を受信したサーバノードは、自ノードの構成、ステータス、機能、クライアントノードのネットワークモビリティ、クライアントノードのジョブ実行履歴を収集する。
[S92] Upon receiving the job
〔S93〕サーバノードは、ジョブ実行の意思を表すwillingnessを導出する。
〔S94〕ジョブサーバ要請応答メッセージ102中にwillingnessを収容しジョブクライアントノードに応答する。
[S93] The server node derives willingness representing the intention of executing the job.
[S94] The willingness is accommodated in the job server
〔S95〕ジョブサーバ要請応答メッセージ102を受信したクライアントノードは、メッセージ中のwillingnessが、ジョブ依頼対象となるか否かを示す最低限の閾値より大きいか判断する。大きい場合ステップS96へ、大きくなければステップS97へいく。
[S95] The client node that has received the job server
〔S96〕リソース管理表24a−1に該当ノードを追加する。
〔S97〕ジョブサーバ要請応答メッセージ待ち時間を導出し、メッセージ待ち時間が期限切れとなった場合、ジョブサーバ要請処理を終了する。期限切れとなっていない場合、ステップS94へ戻り、再度ジョブサーバ要請応答メッセージ待機状態に入る。
[S96] The node is added to the resource management table 24a-1.
[S97] A job server request response message waiting time is derived, and when the message waiting time expires, the job server request processing is terminated. If it has not expired, the process returns to step S94 to enter the job server request response message standby state again.
(3)クライアントからのジョブ依頼
図24はクライアントからのジョブ依頼の様子を示す図である。ジョブ依頼メッセージはジョブクライアントからサーバノード52、56に向けてユニキャストで送信される(矢印f1、f2)。ジョブ依頼メッセージを受信したサーバノードが、自身がアドホック網制御プロトコル上ブロードキャストメッセージの中継を行うノードである場合(ノード56)、ジョブサーバ要請メッセージ中の指示に従い自身の隣接ノードの処理能力、その他の情報を元にジョブサーバ要請応答メッセージを構築できる。
(3) Job Request from Client FIG. 24 is a diagram showing a job request from the client. The job request message is transmitted from the job client to the
クライアントからジョブ依頼メッセージを受信したサーバは、メッセージを受け取った隣接ノード以外の隣接ノード57、58にジョブのすべて、あるいは一部を依頼できる(矢印f3、f4)。ジョブの依頼対象となる隣接ノードは複数存在し得る。
The server that has received the job request message from the client can request all or part of the job to the
(4)サーバ進捗監視
図25はサーバによるジョブ実行中の監視処理の様子を示す図である。クライアントノードからサーバノードへのジョブ依頼後、サーバからクライアントへジョブ処理結果が返されるまでは、サーバはジョブ実行中である。
(4) Server Progress Monitoring FIG. 25 is a diagram showing the state of monitoring processing during job execution by the server. After the job request from the client node to the server node, the server is executing the job until the job processing result is returned from the server to the client.
クライアントノードは、実行中のジョブの状態を把握するため、アドホック網プロトコル処理部26の把握するアドホック網の経路表の時系列変化を調べる。経路表に変化が生じた場合、ジョブ実行中のサーバノードが変化に含まれるかを判断し、含まれる場合は該当サーバノードに監視要求メッセージを送信する。
The client node checks the time series change of the route table of the ad hoc network grasped by the ad hoc network
図中、ジョブ処理中に移動の結果クライアントノードの隣接ノードでなくなったサーバノード52を検知したクライアントノード51は、該当サーバノードに向けて監視要求メッセージを送信する。監視要求メッセージ送信は、何回か再試行される。図では移動してきた別ノード50aにより新たな経路p1が形成され、該当経路上で監視要求メッセージが転送される。
In the figure, a
監視要求メッセージを受信したサーバノードは、自身のジョブ処理状況を収容した監視応答メッセージを応答する。監視応答メッセージを受信したジョブクライアントノードは、メッセージ中のジョブ処理状況を確認する。ジョブ処理状況が、サーバの申請した処理能力と依頼からの経過時間の積から期待される予想ジョブ処理量よりも著しく少ない場合、また監視応答メッセージが時間切れまでに受信できなかった場合、ジョブ復旧処理を行う。 The server node that has received the monitoring request message responds with a monitoring response message containing its own job processing status. The job client node that has received the monitoring response message checks the job processing status in the message. If the job processing status is significantly less than the expected job processing amount expected from the product of the processing capacity requested by the server and the elapsed time from the request, or if the monitoring response message could not be received by the time out, job recovery Process.
(5)ジョブ復旧処理
(4)のサーバ進捗監視プロセスにおいて、サーバがアドホックグリッドサービス環境からの離脱が確認された場合、またジョブ処理の進捗が予想より大幅に遅れている場合、またはネットワーク環境の変化により、依頼を受けたジョブのすべてを実行できなくなった場合など、例外的状況として他サーバノードへジョブを振り分け、復旧処理を行う。
(5) Job recovery processing In the server progress monitoring process of (4), if the server is confirmed to leave the ad hoc grid service environment, or if the progress of job processing is significantly behind expectations, or the network environment If the requested job cannot be executed due to a change, the job is distributed to other server nodes as an exceptional situation, and recovery processing is performed.
図26はサーバによる復旧処理の様子を示す図である。ジョブ復旧処理において、ジョブクライアントノードはジョブサーバ要請段階において作成されたリソース管理表24a−1を検索し、ジョブを依頼していない、空いているサーバに対し、ジョブ依頼メッセージを送信する(矢印g1)。 FIG. 26 is a diagram showing the state of the recovery process by the server. In the job recovery process, the job client node searches the resource management table 24a-1 created at the job server request stage, and transmits a job request message to an empty server that has not requested a job (arrow g1). ).
空いているサーバがない場合、リソース管理表24a−1中のエントリが時間の経過などにより無効となっている場合には、ジョブサーバ要請のプロセスを再度実行する。この際、ブロードキャストの範囲を広げるなどの対処を施し、新たなサーバノード探索を行う。 If there is no free server, and the entry in the resource management table 24a-1 is invalid due to elapse of time, the job server request process is executed again. At this time, a new server node search is performed by taking measures such as expanding the broadcast range.
図ではメッセージの転送可能回数を増やしてジョブサーバ要請メッセージを送信していることから、図20におけるメッセージ到達範囲(矢印c8)より遠くまで、ジョブサーバ要請メッセージが到達している(矢印g2)。 In the figure, since the job server request message is transmitted by increasing the number of times that the message can be transferred, the job server request message arrives farther than the message reachable range (arrow c8) in FIG. 20 (arrow g2).
(6)ジョブ処理結果のバッファリング及び集計処理
ジョブ処理サーバがジョブ処理を完了し、クライアントノードへ処理結果を応答する際に、クライアントノードと該当ジョブ処理サーバ間のネットワーク接続性が失われている場合、ジョブ処理サーバはジョブ処理結果を一定時間バッファリングする。
(6) Job processing result buffering and aggregation processing When the job processing server completes the job processing and returns the processing result to the client node, the network connectivity between the client node and the job processing server is lost. In this case, the job processing server buffers the job processing result for a certain time.
ネットワーク接続性が回復した場合(ネットワーク接続性の喪失が偶発的な電磁波の不到達によるものであった場合等)、またはアドホック網プロトコル処理部26がジョブクライアントとの間の代替経路の探索に成功した場合、バッファリングされたジョブ処理結果をジョブクライアントへ送信する。
When the network connectivity is restored (for example, when the loss of network connectivity is due to accidental non-arrival of electromagnetic waves), or the ad hoc network
クライアントからではなく、サーバノードからジョブ依頼メッセージを受信したサーバノードは、ジョブ処理終了後、ジョブ依頼メッセージの送信元であるクライアントノードにジョブ処理結果を応答する。ジョブ処理結果を受信したクライアントノードは、他サーバノードから受信したジョブ処理結果、また自ノードのジョブ処理結果を集計し、ジョブ依頼元へ応答する。 The server node that has received the job request message from the server node instead of the client returns the job processing result to the client node that is the transmission source of the job request message after the job processing is completed. The client node that has received the job processing result totals the job processing results received from other server nodes and the job processing results of its own node, and responds to the job request source.
図27はジョブ処理サーバがジョブ処理を完了し、処理結果をクライアントノードへ返す様子を示す図である。サーバノード57、58はジョブを終了するとジョブ依頼を受けたサーバノード56へジョブ処理結果メッセージを送信する(矢印h1、h2)。ジョブ処理結果メッセージを受信したサーバノード56は、ジョブ処理結果メッセージを統合し、ジョブクライアントノードへ送信する(矢印h3)。
FIG. 27 is a diagram illustrating a state where the job processing server completes the job processing and returns the processing result to the client node. When the job ends, the
以上説明したように、ネットワークシステム1では、スケジューラを必要とせず、アドホックグリッドサービスの利用を必要とする状況に応じて、アドホック的にジョブを依頼可能なノードを召集し、ジョブを依頼する構成とした。
As described above, the
これによりアドホック網上で、処理能力、消費電力、ネットワーク帯域等の観点から効率的にグリッドサービス環境を構築でき、アドホック網上に存在する多数の計算資源を共有して、仮想的に強力な計算能力を利用できるようになる。 This makes it possible to efficiently build a grid service environment on the ad hoc network from the viewpoint of processing capacity, power consumption, network bandwidth, etc., and share a large number of computing resources existing on the ad hoc network to create virtually powerful calculations. Ability will be available.
また、ネットワークシステム1のアドホック網の性質を利用して、空間的に広範囲をカバーするセンサや、ノードの利用者や存在位置を反映した多種多様なデータソースとして利用することができる。
In addition, by utilizing the characteristics of the ad hoc network of the
さらに、アドホック網上での効率的なグリッドサービスの実現により、アドホック網により構成されたセンサネットワーク上で計測情報を収集すると同時に、計測結果を分散処理することや、災害時に構成されたアドホック網上での避難経路シミュレーション、市街地に携帯端末を使ったマーケティングリサーチといった、これまでにないアプリケーションを実行することが可能になる。 Furthermore, by realizing an efficient grid service on the ad hoc network, measurement information is collected on the sensor network configured by the ad hoc network, and at the same time, the measurement results are distributed and processed on the ad hoc network configured in the event of a disaster. This makes it possible to execute unprecedented applications such as evacuation route simulation and marketing research using mobile devices in urban areas.
(付記1) 無線ネットワーク上で通信を行うネットワークシステムにおいて、
ジョブの実行を依頼する場合にはクライアント動作となって、他のノード群に対し、処理能力及び参加意思を問い合わせ、応答内容にもとづいて、ジョブ処理の受け入れ可能なノードを決定して、ジョブの実行を分配・依頼し、ジョブ処理結果を集計するクライアントノードと、
依頼されたジョブを実行する場合にはサーバ動作となって、前記クライアントノードからの問い合わせに対して、処理能力及び参加意思により、依頼されたジョブの実行を受け入れるか否かを応答し、受け入れた場合にはジョブを実行して、処理結果を前記クライアントノードへ送信するサーバノードと、
を有し、固定局を不要として、無線通信により移動可能な複数のノードで構築されたアドホック網上で分散協調処理を行うことを特徴とするネットワークシステム。
(Supplementary note 1) In a network system that performs communication on a wireless network,
When requesting job execution, it becomes a client operation, inquires about the processing capability and intention to participate in other node groups, determines the node that can accept job processing based on the response content, A client node that distributes and requests execution and aggregates job processing results;
When the requested job is executed, it becomes a server operation, and responds to the inquiry from the client node by accepting whether or not to accept the requested job depending on the processing capability and willingness to participate. In this case, a server node that executes a job and transmits a processing result to the client node;
A network system characterized in that distributed cooperative processing is performed on an ad hoc network constructed by a plurality of nodes that can move by wireless communication without using a fixed station.
(付記2) 前記サーバノードは、過去に実行したジョブ処理の実行履歴を保持し、前記クライアントノードからの問い合わせに対して、前記実行履歴を応答し、前記クライアントノードは、前記実行履歴にもとづいて、前記サーバノードのジョブ処理の実績を判断して、ジョブ処理の受け入れ可能なノードを決定することを特徴とする付記1記載のネットワークシステム。
(Additional remark 2) The said server node hold | maintains the execution history of the job processing performed in the past, responds with the said execution history with respect to the inquiry from the said client node, and the said client node is based on the said execution history. The network system according to
(付記3) 前記サーバノードは、自ノードのバッテリ残余時間を計測し、前記クライアントノードからの問い合わせに対して、前記バッテリ残余時間を応答し、前記クライアントノードは、前記バッテリ残余時間にもとづいて、前記サーバノードでのバッテリ切れによるジョブ処理のシャットダウンを予測して、ジョブ処理の受け入れ可能なノードを決定することを特徴とする付記1記載のネットワークシステム。
(Additional remark 3) The said server node measures the battery remaining time of a self-node, responds to the said battery remaining time with respect to the inquiry from the said client node, The said client node is based on the said battery remaining time, The network system according to
(付記4) 前記サーバノードは、過去のジョブ実行履歴にもとづいて、ジョブ処理への参加意思を動的に求め、前記クライアントノードからのジョブ実行依頼に対して、ジョブ処理を受け入れ可能かを応答することを特徴とする付記1記載のネットワークシステム。
(Appendix 4) The server node dynamically obtains an intention to participate in job processing based on the past job execution history, and responds to the job execution request from the client node whether it can accept job processing. The network system according to
(付記5) 前記クライアントノード及び前記サーバノードは、他ノードの前記アドホック網の参加・離脱により生じるネットワークトポロジの変化を検出して、経路の導出を行い、ノードのネットワーク接続状況を確認することを特徴とする付記1記載のネットワークシステム。
(Additional remark 5) The said client node and the said server node detect the change of the network topology which arises by joining / separation of the said ad hoc network of another node, derivation | leading-out a path | route, and confirming the network connection condition of a node The network system according to
(付記6) 前記サーバノードは、前記クライアントノードからの依頼されたジョブを受信した場合に、依頼されたジョブを実行できなくなった場合は、依頼を受けたジョブの全部または一部を、他のノードに分配・転送することを特徴とする付記1記載のネットワークシステム。
(Supplementary Note 6) When the server node receives the requested job from the client node and cannot execute the requested job, all or a part of the requested job is transferred to another The network system according to
(付記7) 前記クライアントノードと前記サーバノードとのネットワーク接続性が失われた場合は、複数ノードからのジョブ処理結果を、ジョブ依頼元の前記クライアントノード以外のノードが受信した上で集計して一定時間バッファリングし、一定時間内にネットワーク接続性が回復された場合に、元の前記クライアントノードへ処理結果を送信することを特徴とする付記1記載のネットワークシステム。
(Supplementary note 7) When network connectivity between the client node and the server node is lost, job processing results from a plurality of nodes are aggregated after being received by a node other than the client node of the job request source. The network system according to
(付記8) 前記クライアントノード及び前記サーバノードは、自ノードのバッテリ電力を節約し、かつオーバヘッドを削減するために、ノード間での認証処理を省いてノード間で通信を行うことを特徴とする付記1記載のネットワークシステム。
(Supplementary Note 8) The client node and the server node perform communication between nodes by omitting an authentication process between the nodes in order to save battery power of the own node and reduce overhead. The network system according to
(付記9) 前記クライアントノードは、センサ機能を有し、センサで測定した測定情報の処理を前記サーバノードへ依頼し、処理結果を集計することを特徴とする付記1記載のネットワークシステム。
(Supplementary note 9) The network system according to
(付記10) 無線ネットワーク上で通信を行う移動通信ノードにおいて、
クライアントから依頼を受けたジョブを処理するグリッドジョブ処理部と、
ジョブの実行を依頼する場合にはクライアント動作となって、他のノード群に対し、処理能力及び参加意思を問い合わせ、応答内容にもとづいて、ジョブ処理の受け入れ可能なノードを決定して、ジョブの実行を分配・依頼及びジョブ処理結果を集計し、依頼されたジョブを実行する場合にはサーバ動作となって、前記クライアントからの問い合わせに対して、処理能力及び参加意思により、依頼されたジョブの実行を受け入れるか否かを応答するジョブ管理部と、
ジョブ実行に必要なノードのリソースを管理し、かつ過去のジョブ実行履歴にもとづいて、ジョブ処理への参加意思を動的に求めるリソース管理部と、
を有し、固定局を不要として、無線通信により移動可能な複数のノードで構築されたアドホック網上で分散協調処理を行うことを特徴とする移動通信ノード。
(Supplementary Note 10) In a mobile communication node that performs communication on a wireless network,
A grid job processing unit for processing a job requested by a client;
When requesting job execution, it becomes a client operation, inquires about the processing capability and intention to participate in other node groups, determines the node that can accept job processing based on the response content, When the requested job is executed by distributing and executing the execution and the requested job is executed, it becomes a server operation, and in response to the inquiry from the client, the requested job is processed according to the processing capability and the intention to participate. A job management unit that responds whether or not to accept execution;
A resource management unit that manages node resources necessary for job execution and dynamically requests participation in job processing based on past job execution history;
A mobile communication node characterized in that distributed cooperative processing is performed on an ad hoc network constructed by a plurality of nodes that can be moved by wireless communication without using a fixed station.
(付記11) 前記ジョブ管理部は、サーバ動作時は、過去に実行したジョブ処理の実行履歴を保持し、クライアントからの問い合わせに対して、実行履歴を応答し、クライアント動作時は、前記実行履歴にもとづいて、サーバのジョブ処理の実績を判断して、ジョブ処理の受け入れ可能なノードを決定することを特徴とする付記10記載の移動通信ノード。
(Additional remark 11) The said job management part hold | maintains the execution log | history of the job process performed in the past at the time of a server operation | movement, respond | corresponds with an execution log | history with respect to the inquiry from a client, and the said execution log | history at the time of a client operation |
(付記12) 前記ジョブ管理部は、サーバ動作時、自ノードのバッテリ残余時間を計測し、クライアントからの問い合わせに対して、前記バッテリ残余時間を応答し、クライアント動作時は、前記バッテリ残余時間にもとづいて、サーバでのバッテリ切れによるジョブ処理のシャットダウンを予測して、ジョブ処理の受け入れ可能なノードを決定することを特徴とする付記10記載の移動通信ノード。 (Additional remark 12) The said job management part measures the battery remaining time of a self-node at the time of a server operation | movement, responds to the said battery remaining time with respect to the inquiry from a client. 11. The mobile communication node according to supplementary note 10, wherein a node that can accept job processing is determined by predicting shutdown of job processing due to running out of battery in the server.
(付記13) 他ノードの前記アドホック網の参加・離脱により生じるネットワークトポロジの変化を検出して、経路の導出を行い、ノードのネットワーク接続状況を確認するアドホック網プロトコル処理部をさらに有することを特徴とする付記10記載の移動通信ノード。 (Additional remark 13) It further has the ad hoc network protocol processing part which detects the change of the network topology which arises by joining / separation of the said ad hoc network of another node, derives | leads-out a path | route, and confirms the network connection condition of a node The mobile communication node according to appendix 10.
(付記14) 前記ジョブ管理部は、サーバ動作時、クライアントからの依頼されたジョブを受信した場合に、依頼されたジョブを実行できなくなった場合は、依頼を受けたジョブの全部または一部を、他のノードに分配・転送することを特徴とする付記10記載の移動通信ノード。 (Supplementary Note 14) When the job management unit receives a requested job from a client during server operation and cannot execute the requested job, the job management unit performs all or part of the requested job. The mobile communication node according to appendix 10, wherein the mobile communication node is distributed / transferred to another node.
(付記15) 前記ジョブ管理部は、ノード間のネットワーク接続性が失われた場合は、複数ノードからのジョブ処理結果を、ジョブ依頼元のクライアント以外のノードが受信した上で集計して一定時間バッファリングし、一定時間内にネットワーク接続性が回復された場合に、元のクライアントへ処理結果を送信する制御を行うことを特徴とする付記10記載の移動通信ノード。 (Supplementary Note 15) When the network connectivity between the nodes is lost, the job management unit aggregates job processing results from a plurality of nodes after being received by a node other than the client that is the job request source, for a certain period of time. 11. The mobile communication node according to appendix 10, wherein the mobile communication node performs control to transmit a processing result to an original client when buffering is performed and network connectivity is restored within a predetermined time.
(付記16) 前記ジョブ管理部は、自ノードのバッテリ電力を節約し、かつオーバヘッドを削減するために、ノード間での認証処理を省いたノード間での通信を行うことを特徴とする付記10記載の移動通信ノード。 (Supplementary Note 16) The supplementary note 10 is characterized in that the job management unit performs communication between nodes in which authentication processing between the nodes is omitted in order to save battery power of the node and reduce overhead. The mobile communication node described.
(付記17) センサ機能をさらに有し、前記ジョブ管理部は、センサで測定した測定情報の処理を前記サーバノードへ依頼し、処理結果を集計することを特徴とする付記10記載の移動通信ノード。 (Supplementary note 17) The mobile communication node according to supplementary note 10, further comprising a sensor function, wherein the job management unit requests the server node to process measurement information measured by the sensor, and totals the processing results. .
(付記18) クライアント上のアドホック網プロトコルにより、ノード上に生成され保持される情報をもとに自ノードのネットワークへの接続状況の変化を判断し、クライアントがどのノードにジョブを依頼するかを判断する移動通信制御方法。 (Supplementary Note 18) Based on the information generated and held on the node by the ad hoc network protocol on the client, the change of the connection status to the network of the own node is judged, and to which node the client requests a job Mobile communication control method to be determined.
(付記19) ノード上のルーチングプロトコルにより生成され保持される情報をもとに、クライアントのネットワークへの接続状況の変化を判断し、ノードがクライアントからのジョブを受け入れ可能かを判断する移動通信制御方法。 (Supplementary note 19) Mobile communication control for determining a change in the connection status of a client to a network based on information generated and held by a routing protocol on the node and determining whether the node can accept a job from the client Method.
1 ネットワークシステム
1a アドホック網
20c クライアントノード
20s−1〜20s−n サーバノード
1 network system 1a ad hoc
Claims (5)
ジョブの実行を依頼する場合にはクライアント動作となって、他のノード群に対し、処理能力及び参加意思を問い合わせ、応答内容にもとづいて、ジョブ処理の受け入れ可能なノードを決定して、ジョブの実行を分配・依頼し、ジョブ処理結果を集計するクライアントノードと、
依頼されたジョブを実行する場合にはサーバ動作となって、前記クライアントノードからの問い合わせに対して、処理能力及び参加意思により、依頼されたジョブの実行を受け入れるか否かを応答し、受け入れた場合にはジョブを実行して、処理結果を前記クライアントノードへ送信するサーバノードと、
を有し、固定局を不要として、無線通信により移動可能な複数のノードで構築されたアドホック網上で分散協調処理を行うことを特徴とするネットワークシステム。 In a network system that performs communication on a wireless network,
When requesting job execution, it becomes a client operation, inquires about the processing capability and intention to participate in other node groups, determines the node that can accept job processing based on the response content, A client node that distributes and requests execution and aggregates job processing results;
When the requested job is executed, it becomes a server operation. In response to the inquiry from the client node, whether or not the execution of the requested job is accepted depending on the processing capability and the intention to participate is accepted. In this case, a server node that executes a job and transmits a processing result to the client node;
A network system characterized in that distributed cooperative processing is performed on an ad hoc network constructed by a plurality of nodes that can move by wireless communication without using a fixed station.
クライアントから依頼を受けたジョブを処理するグリッドジョブ処理部と、
ジョブの実行を依頼する場合にはクライアント動作となって、他のノード群に対し、処理能力及び参加意思を問い合わせ、応答内容にもとづいて、ジョブ処理の受け入れ可能なノードを決定して、ジョブの実行を分配・依頼及びジョブ処理結果を集計し、依頼されたジョブを実行する場合にはサーバ動作となって、前記クライアントからの問い合わせに対して、処理能力及び参加意思により、依頼されたジョブの実行を受け入れるか否かを応答するジョブ管理部と、
ジョブ実行に必要なノードのリソースを管理し、かつ過去のジョブ実行履歴にもとづいて、ジョブ処理への参加意思を動的に求めるリソース管理部と、
を有し、固定局を不要として、無線通信により移動可能な複数のノードで構築されたアドホック網上で分散協調処理を行うことを特徴とする移動通信ノード。
In a mobile communication node that performs communication on a wireless network,
A grid job processing unit for processing a job requested by a client;
When requesting job execution, it becomes a client operation, inquires about the processing capability and intention to participate in other node groups, determines the node that can accept job processing based on the response content, When the requested job is executed by distributing and executing the execution and the requested job is executed, it becomes a server operation, and in response to the inquiry from the client, the requested job depends on the processing capability and the intention to participate. A job management unit that responds whether or not to accept execution;
A resource management unit that manages node resources necessary for job execution and dynamically requests participation in job processing based on past job execution history;
A mobile communication node characterized in that distributed cooperative processing is performed on an ad hoc network constructed by a plurality of nodes that can be moved by wireless communication without using a fixed station.
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