[发明专利]发现分布式通信网络中的断开组件

说明书

相关申请

本申请要求于2007年3月9日提交的美国临时申请No.60/894,041 的优先权。

技术领域

本发明涉及一种通信网络中的网络管理活动。更具体地而非限制性 地说，本发明目的是提供在大型、复杂和动态的通信网络中发现断开的 (disconnected)应用层组件(application-level component)的系统 和方法。

背景技术

在通信网络中现今使用的管理架构基于由ITU-M系列标准规定的架 构。这项在网络管理领域的开创性工作的中心在于简单的客户机-服务器 架构。在该标准文本中，这被称作“代理器-管理器(agent-manager)” 关系，其中，代理器驻留在被管理的网络设备上，而管理器是与代理器 交互的中央实体，用于检索管理信息和协调配置任务。这基本上是目前 的第三代(3G)网络管理系统(NMS)方案所基于的同一模式。这种架构 依赖于负责从被管理的设备收集数据、汇总数据并在所述设备上设置状 态信息的集中式元件或服务器。在此服务器上实现的功能通常根据由 X.700规范族(specification family)中的ITU-T限定的FCAPS功能 分类法进行划分。

通信网络在规模和复杂性方面继续增长，这导致由于单独的节点上 线和下线以及链接失败和被修复而增加动态性。这些因素对现行的集中 式NMS架构带来了许多难题。为了部分地解决这些难题，网络管理任务 被向下分布到网络节点和其它网络实体本身，以试图增加网络管理系统 的可用性、工作特性、可伸缩性，以及正确性的保证。

在分布式网络管理任务的环境中，在应用层，通常需要各网络节点 能够识别为完成它那部分分配的任务而将会接触的特定数量的“邻居”。 邻居的集合由待解决的任务决定。例如，如果任务是在基于WCDMA的无 线网络中验证RNC内部邻居小区(neighbor-cell)关系的一致性，则各 无线网络控制器(RNC)必须开始联系与其小区具有相邻关系的其它RNC 的小区，并且必须请求其它RNC以确定该小区相邻关系是否对邻居侧对 称地限定。

一般地，在所管理的网络中存在的数据(例如，网络节点之间的关 系)通常定义能够用于应用层应用的有向图(directed graph)，以将处 理请求从一个网络元素传播至另一个网络元素，直到联系到所有应该参 与所述分布式任务的节点为止。如果该图是强连接图(即，图中任何两 个节点之间都存在路径)，则源于任何网络节点的请求将最终被传播到所 有其它网络节点(以使得能够进行节点发现和寻址的某下层为前提)。

但是，如果用于传播请求的图不是强连接的，则不能保证源于网络 中的一个节点的请求将会被(或能够被)传播到当前任务的所有感兴趣 节点。这种情形在动态网络环境中更有可能出现，在动态网络环境中， 故障或暂时断开的节点会使得在初始强连接图中的路径中断。

在当前集中式NM系统中，当处理管理任务时，使用网络的中央管理 节点视图。在规模、复杂度和动态性增加的网络环境中，使用用于确定 对网络管理任务进行分布式处理的请求是否已到达所有节点的中央知识 (central knowledge)在可伸缩性、性能和准确性方面不会提供较高的 保证。

在集中式解决方案中出现的问题有：(1)在动态情况下，网络的中 央管理节点视图可能已经过时；(2)每当网络中发生变化，发现强连接 组件的算法必须运行以在中央管理节点重建一个当前视图；(3)当提出 处理管理任务的请求时，中央管理节点必须记住发起请求的图组件，并 且基于整个网络的管理节点的视图，必须确定在图中是否存在不能直接 通过分布式传播技术到达的其它组件。

在2003年Bhadra等人的“Complexity of Connected Components in Evolving Graphs and the Computation of Multicast Trees in Dynamic Networks”中，显示了在演进(evolving)网络中发现强连接组件是NP- 完全(NP-complete)问题，这使得集中式方法行不通。这种集中式机制 将与网络中的事件和节点数量不相称。

本领域所需要的是一种能够分布网络管理任务的机制，以及能够适 应应用层图中的变化的分布式算法。本发明提供一种能够实现这些目标 的系统、方法和网络节点。

发明内容