[发明专利]在网络中从分布式原理转换到主从原理的方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种在网络中从分布式原理转换到主从原理的方法，其中所述网络由多个端点系统组成，并且其中所述端点系统能够以报文的形式交换信息。

此外，本发明涉及一种由多个端点系统组成的网络的集中器，其中所述端点系统能够以报文的形式交换信息，并且其中所述集中器是用来在所述网络中从分布式原理转换到主从原理。

本发明还涉及由多个端点系统组成的网络的星形耦合器，其中所述端点系统能够以报文的形式交换信息，其中所述端点系统通过星形耦合器连接，并且其中至少一个集中器是所述星形耦合器的一部分。

最后，本发明涉及除其他之外还包含了上述星形耦合器的集成设置，及涉及至少包括集中器，和/或星形耦合器和/或集成设置的网络。

背景技术

计算机网络由端点系统和通信信道组成。所述端点系统能通过使用所述通信信道发送和接收报文而互相通信。此外，端点系统的特征是各端点系统都保存有本地时间(local clock)。

在这样的计算机网络中，能通过多个端点系统之间的交互作用实现系统级功能。这样的系统级功能的一个例子是同步功能。同步功能包括旨在使所述端点系统的本地时间都接近一致的所有功能性的变体。在本文中把同步功能用作说明性例子。

同步功能能实现主从原理或分布式原理。

●在主从原理中，单个端点系统是时间信息的来源。所有其他端点系统作为接受时间信息的从端点系统并以其从主端点系统所接收到的时间值设定其本地时间。

●在分布式原理中，多个端点系统提供时间信息。在这种情况下，第一步，各端点系统收集传送时间信息的不同端点系统的时序信息。第二步，各端点系统把会聚功能运用到所收集的时间信息上。这一会聚功能能够是例如平均功能或容错中点功能。第三步，各端点系统以从第二步得到的计算项校正其本地时间。

主从原理因其简单而有吸引力：主端点系统定期发送同步报文，所有从端点系统以该同步报文调整其本地时间。通过将主端点系统复制作为系统级的另一计算机或通过将单个主计算机设计成高完整性能够使得基于主从原理的同步功能容错，所述高完整性设计可基于在该主计算机设计内的冗余部件。主计算机的复制保证了万一失去了一个主机或一组主机，仍有获得时间信息的主机。因此，所述复制能确立同步功能的可用性。

高完整性设计是一般使用的、充分地限制故障组件的故障状态的工业流程。因此，一个或多个主计算机的高完整性设计确立了同步的完整性。该容错方法的缺点是因为将组件设计成高完整性而通常增加了成本。

从容错的角度来看分布式原理是有吸引力的。如果单个端点系统或一组端点系统出现故障并传送错误的同步报文，则其对同步功能的影响就被会聚功能限制。有关能容错的分布式功能的背景文献的一个关键成果是对于k个故障端点系统，需要有3*k+1个正确端点系统来容许有k个任意的故障端点系统。如考虑该等式，则能保证系统中的任何两个无错的本地时间在最差情况下的误差不会超过规定值。与主从原理相比下，分布式原理的缺点是算法较为复杂。

是否使用主从原理或分布式原理又或者使用两个原理的配合来实现系统级功能是设计上重要的决策。根据上述其中一个原理设计成的组件本身(指没有被修改)不能根据另一原理操作。

发明内容

本发明的目的是提供从分布式原理转换到主从原理的转换策略以得到系统级功能，并同时可向后与分布式原理兼容。

为此目的，在上述方法中使用了至少一个集中器，其中所述至少一个集中器装设在网络中并且其中所述至少一个集中器

a)能够对端点系统所收到的一个或多个协议层的任意报文进行处理，然后把所述报文(经处理或未经处理)传播到所述端点系统，

和/或

b)能够产生一个或多个协议层的任意报文，所述报文被传播到所述端点系统，并且其中由所述集中器所传播的报文被用于所述端点系统中以实现至少一个系统级功能，例如本地时间的同步。所述端点系统通过至少一个星形耦合器连接并且按照本发明，所述至少一个集中器是至少一个星形耦合器的一部分。

按照本发明的方法和不同设置(集中器、星形耦合器、集成设置)的其他一些有利的实现以及所述的网络如下：

●可处理一个或多个协议层的任意报文，不论其是否有故障都可被独立处理；

●由所述端点系统发送的所有报文都途经所述至少一个星形耦合器；

●由所述至少一个集中器产生的报文是定期产生的；

●包含所述至少一个集中器的所述至少一个星形耦合器适于执行监护功能；