数据管理系统的组态方法

专利名称：数据管理系统的组态方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在一分布式数据结构中进行数据访问的数据管理系统的组态方法。
所涉及的分布式数据结构可由许多不同方案提供。例如它可由一并行处理计算机的不同节点提供。另一方面在通信网络中，它可在网络中不同的转接点被提供，例如在一公共网络中的本局交换机。在一特定例子中，本发明可用于提供路线选定信息以将呼叫送往那些可能改变他们在网络中相对于逻辑或地理定位的位置的用户。
可经由通信网络实现的服务日趋复杂。引入针对相关的可能为用户选择可利用的各种服务特点而又不致带来过大的计算通信开销的管理系统，已显得十分重要。一个例子是个人化电话编号方案。在些方案中，各个用户或各组用户可被分配一个在此用户或该组用户改变他们在网络中的位置时保持不变的电话号码。
对于诸如个人编号的服务来说，地址数据能方便地更换显然是很重要的。从网络的观点看，地址数据会随时改变但必须总能迅速地在其当前的方案中可被访问。
网络服务例如个人编号的另一个方面是，它的能攀升性(scalable)看来也是很重要的。就是说，它必须能扩展到大得多的用户数量，也许是无限的。例如说，一网络系统能增长成支持数百万用户的情况看来很重要。而且这些用户多半会形成变化的负荷。例如，用户到达办公室可能希望将他们的个人号码由他们住宅地点转送至他们的办公室地点。这将导致很短时间空间中的数百万事务处理。如果要一固定网络来支持完全移动式的服务，即相当于一蜂窝无线网络的话，那么此固定网络在更新地点信息上所携载的开销将会产生每小时数百万的事务处理。
一种办法是建立一保持有关一服务例如个人编号的数据的中央数据库。任一需要被传送到该网络中的一目标的通讯业务均可访问此数据库来获取该目标的当前地点。但是这种型式的系统在网络携载仅仅访问中央数据库的业务，或是更新地点数据或是卸载当前方案中生成很大的开销。一种基于中央控制的装备显然是经受不住过载的。
另一种在蜂窝(移动)电话网络中采用的措施是对每一用户提供一家，被称之为“标识位置注册表(Home Location Register)”。各保持有有时在智能网络技术中被称作用户轮廓型式的有关用户的数据。亦就是，它能例如指明哪项服务是用户予约的并指出诸如关于能在一天不同时间被不同应用的“呼叫转向型”服务的细节。它还将包含用户的地点数据。家庭注册表总体有效地构成一分布式数据结构，并被编排成使得在用户的通常的地点与它们的在网络中的家庭注册表的位置间提供映射变换。但是，由于所有呼叫都自动地进入被呼叫的用户的家庭注册表，在处理离开他们通常的地点的用户时仍然存在有巨大开销。另外，用户地点的改变意味着家庭注册表中的地点数据必须更改，而增加通信负荷。而且存在有例如用户基础大小的增加的问题。蜂窝网络中对用户基址增大的结构反应是减小地区网络的大小。但不仅通讯负荷按照平方律急刷增长，而且管理过程的复杂性也增大，保证数据的完整性和整体性成为很大的问题。
已提出一种稍复杂一点的“标识位置注册表”(HLR)装置，其中设置一附加的注册表，这被称之为“被访问的地址注册表(Visited Location Register)”。它重复HLR的特点但被置于网络中其他地方，用于处理在被呼叫用户离开他们的通常地点时的呼叫请求。输入的呼叫按照输入呼叫在网络中提出的地点分属于这些环境中的二个登记表。但如果一呼叫请求被定向到HLR，它仅被通到被访问的地点注册表。
按照本发明，提供一为访问存放在一分布式数据结构中的数据元素的数据访问系统的组态方法，其中该系统由相互间具有通信链络的节点的层次结构组成，此层次结构由一个根节点伸展到多个端节点，所述多个端节点构成分布式数据结构，而其中通过此层次结构通向特定数据元素的路线可由存放在沿各路线的节点中的指针加以辩别，而且其中一访问一特定数据元素的请求触发一搜索消息，该搜索消息通过此层次结构由一端节点去到根节点，直至到达一具有关于此特定数据元件的指针的节点，然后此搜索消息沿着此相关的路线到含有该数据元素的端节点，所揭示的方法包括步骤(a)检测影响该层次结构的至少一有关的子节点与相应的母节点间的通信的层次结构的部分的故障；(b)建立第一个该子节点与另一节点间的另一通信链路，然后此另一节点即成为该对应子节点的第二相关母节点；
(c)建立此第二母节点与第一母节点间的第二个另一通信链路；(d)指令第一母节点将目标针对该子节点的消息发送给第二母节点，由此节点再将它们传送到该子节点；和(e)如果此子节点为层次结构，此第二母节点即对新的地点周期地更新层次结构的其他节点。
由建立第二个通讯链路然后针对子节点的层次结构中的新地址周期地更新此层次结构，为更新层次结构所需的信令就能在时间上分散或者被限制到层次结构的“负荷”是轻的期间。此另外的通讯链路满足由未被更新子节点的新地点的节点向该子节点提出的请求。
上面已经提到个人编号。预期这将是未来通信服务中的关键构成部分。这样的系统给个别用户(有可能给一组用户)分派一号码或地址。供该用户或这些用户进行的通讯就将被导向到位于网络中任何场所的个人(或人们)。虽然必定有一当前的实体地址与用户相关链以便能将该呼叫导向一目标，但是此实体地址仅仅是被分配的个人号码的一种解释，而且如果有关的用户在网络中移动了地点它就会改变。
在本发明的一实施例中，此实体地址由一端节点可能包含的数据成分代表。在个人编号系统中，一用户可能希望将他们的输入呼叫改向接到网络中由一不同的地区交换台服务的实体地址。用户就将相应地修正新地区交换台的端节点以便使有关的实体地址与用户的个人号码相联系。该端节点将由此优先地修正层次结构的节点中的相关指针来为该用户的个人号码的呼叫标识-去到新地区交换台的路线，并指示先前的该用户所存在的端节点删除对该用户个人号码的实体地址。这就意味着该用户的地点数据已经迁移和改变。但按照本发明实施例的数据访问系统能跟踪用户的迁移，这种跟踪在地区交换台被激发，并提供最新的实体地址。
按照本发明一实施例的数据访问系统能自动对自身进行组态，和/或按要求和因差错来重新安排其信息“空间”。例如，在本发明的实施例具有层次结构特性时，“泛滥式充满(flood-fill)”的搜索过程可迅速地伸展通过整个数据访问系统而使得有可能检测到缺区数据，并在需要时在一重组态系统中加以重新构成。
本发明的实施例能提供对例如象必须实时地精细改变在网络中的路线的个人编号的一种服务的选定路线问题的简单解决方案，甚至于在一固定的公共转换电话网络(PSTN)中。在一PSTN中，扩展和改变否则会对个人编号造成非常巨大的路由确定上的困难。
现在将参照附图(仅仅作为举例)来对本发明一实施方案的针对个人编号的网络管理系统进行说明。所列附图为

图1表示一网络管理系统的简单的4层二叉树设置；图2表示构成图1设置中的节点所执行的简单信息检索过程的流程图；图3表示按照图1设置的二网络管理系统的桥接；图4表示按照本发明的已被扩展的实施例的网络管理系统；图5表示对按照图1中所示设置的网络管理系统中一个故障的响应示例；图6表示包含多重按照图1所示设置的网络管理系统的信息层；图7为用于说明按照本发明的恢复机理的示例性图；图8为数据流图；和图9表示其中能实现图1的网络管理系统的智能网络结构的方框图。
在一通信网络中人编号系统中，用户所需的服务特点是1、将局部终端设备，例如一电话，安排作为他们的被作个人化的电话号码的目标设备的能力；2、恢复到网络中一预定地点，例如一家庭电话，作为目标设备的能力；3、在网络中随意选择作为他们的被个人化的电话号码的目标设备的能力。
这就意味着网络及其相关的管理系统必须能应付解决为进入的呼叫寻找到“移动着的对象”的路线的问题。按照本发明的实施例的网络管理系统的设计基础是将此信息管理任务从能处理分布式数据库控制而仅能加以扩展的信令网络中实现的网络基础结构中作逻辑分离。一旦构成带有分布式数据库的信令网络的系统得到被定位的信息，这通常在个人编号中为一实体目标地址，实际上即将控制返回到网络基础结构，即承运网络。
这种将运载体与管理网络分开的优点在于有利于终端用户控制系统与网络，例如移动通讯、企业内部、计算机网络等的协同运作。一般，因为管理网络为一独立的概念结构，它能物理上作为一独立结构处理并能直接地建立在一现有系统上。因而能增加现有系统的功能而不是替换它们。而且能跨越数个不同网络，加以统一化。
参见图1，此网络管理系统运行的简要基础为节点1、2、3。节点1、2、3作层次结构连接，形成树型信令网络。(应记住的是树型网络是一能在现实的物理网络中实现的逻辑结构，但物理网络则不一定必须是树状的。)全部节点1、2、3除构成树“根”的单一节点2外均至少是有一母节点。根节点2的特殊性仅仅在于它没有母节点这一方面。由仅有一母节点的节点1构成的结构的优点是简单化，多母节点需要更复杂的控制逻辑来处理要作的额外的确定。但作成多母节点结构面对物理的和逻辑失效具有较好的健壮性，而本发明的实施例也不限于应用如下的母节点结构。
一般，节点1、2、3除端节点3外将具有多于一的子节点，直接处理承运网络，它们通常被布置在地区交换台。这些端节点3并不一定需要具有任何子节点，为以下描述的简化假定无子节点。
参看图1，包括节点1、2、3和链路的路由网络的总原则是每一端节点3可能包含(或可能提供)一或多个用户的当前的实体地址。如果由网络接收到输入呼叫请求以建立至一目标用户的呼叫，此路由网络即被用来寻找该目标用户的相应的当前的实体地址。能做到这一点是因为对此目标用户的当前的实体地址虽然可经由端节点3的任一个确定，但依靠此层次结构中其上面的节点1、2处的一系列指向它的指针将对正确的端节点3在路由网络中作出标记。不管在哪一端节点3输入一呼叫请求进网络，此请求将仅仅是向上通过此层次结构直到碰到它随后将跟随到达正确端节点3的指针序列。亦就是，它将向上通过网络直至它遇到一含有正确端节点3方向中的指针的节点1、2。该指针将它指引向该序列中的下一节点，如此等等向下通过层次结构到能提供目标用户的当前实体地址的端节点3。
所有节点1、2、3可具有相同的数据结构和处理设备。只有在一特定的节点具有在将一呼叫请求指引向一目标用户中起作用时数据才会出现在数据结构中。该作用可以是i)仅将一呼叫请求传送到其母节点；ii)如果节点不在其目标上而是在至目标的通路上时提供至该目标的指针，并将呼叫请求传送到该指针指明的节点；或
iii)如果所涉及的节点是目标用户的端节点3，即提供此目标用户的当前实体地址。
可能存在于一节点的数据结构中的信息为—包括一“索引”和一链路标识的指针，以及在为端节点3时一当前的实体地址。(除根节点外还将存在的信息有用于差错时的母节点表。这将在下面进一步讨论。另一方面也可不用表，节点也可寻求一新的母节点。)虽然只有端点3将总是包含一当前的实体地址，但所有节点一般也将能含有一个。如稍后在此说明中将全看到的，这是因为如果路由网络被扩展或收缩时，端节点3可能成为中间点2或者相反。此“索引”一般将认定与指针相关的用户。例如，此索引可以是该用户的个人号码。链路标识认定一呼叫请求应传送到去往路由网络下一层的哪一个下行链路。
可注意到上述的路由网络显然没有对用户设置“标识位置注册表”，因而避免了任何涉及去往(或通过)一标识注册表的呼叫请求的额外的信令负担。
采用图1中所示的信令网络，一用户例如P正常将由一端节点3例如最近的地区交换台提供服务。这就是说，用户P的当前的网络实体地址存放在该地区交换台。而后用户可能在决定由在受一节点A服务转移向受一不同节点B服务时引起变化。用户P由访问节点B来促成这种变化，它修正其数据来指明用户P无须作另外的寻找路线即可由节点B直接找到。然后节点B向其母节点D传送一改变命令，随后即改变其数据使得不将目标用户P的呼叫指定路线至节点A而是将它们的路线指向节点B。起节点A的母节点作用的节点D通知节点A其不再通向用户P因而应将任何对用户P的呼叫均传送到母节点D。
可以认为在此阶段用户P实际上已成为用户P′。网络上的数据结构基本上不改变，节点A和B连同母节点D一齐受到影响。
有一种情况是仅节点B能寻找到用户P。在此阶段节点B即修改其数据来适应用户P，而母节点D则没有作随后的改变。不过这种情况延续很短。
如果用户P移动到一距离远得多的节点例如图1的节点C的话，此变化必定更深远。最初节点已将改变其数据库以适应用户P和通知其母节点，图1中的节点H，节点H通知节点G，而节点G通知树的根节点F。然后节点F以通知其子节点E它不再将对用户P的呼叫指向到其子节点之一来“擦除”前面已存在的至用户P的路线。相应地，节点E将告知其子节点D，节点D将告知其子节点A。
虽然这改变是较庞大的，但在较坏的可能情况中所涉及改变仅为2log2(N)的大小，其中N为树中节点总数。重要的是，这此变化是局部的，由相邻节点间的通信触发的。这使得除仅需要现有技术外，还能非常有效地更新分布的路由表。
参看图2，如果一呼叫请求是要建立连接一承运网络中的目标用户，路由网络即被触发来定位目标用户。此确定路线过程在每一个接收此呼叫请求的节点将是相同的，即节点将作出一个或多个系列的决定并根据这些决定的结果动作。
在接收一呼叫请求的任一单个节点的路线确定过程可由图2的流程图20看到。节点的最初反应是对有关目标用户的信息检查其数据结构，步骤22。树的可能情况将如下面这样1、有关节点既不在目标用户处亦不位于至其的通路。
在这种情况下，在步骤22，节点将发现无信息存在。因而此呼叫请求被传送至网络的根节点，此节点将检查其自己是否为一根节点，步骤23。然后正常情况将为该节点不是一根节点而仅将呼叫请求传送给母节点，步骤24。接着，呼叫请求将向上通过节点网络向根节点2前进。
2、有关节点在向着目标用户处的节点的通路中，但它本身并不是对该目标用户的地区交换台。
在此情况中，该节点发现(在步骤22)它保持着关于此目标用户的信息。因此将前进以检测其本身是否为在目标用户处的节点。亦即，检测它是否为地区交换台，步骤25。在这种情况下，回答将是否定的而该节点将呼叫请求传送给由存在的信息指明的子节点，步骤26。这样，在此阶段的呼叫请求被传送到网络的根节点并被再次向下向目标用户传送。(虽然应指出的是，并不总是需要确定呼叫请求的路线通过根节点。)3、节点为邻接目标用户的节点。
在这一情形下，经过步骤22和25，此节点发现它具有关于目标用户的信息和它还是一地区交换台。因此现在它将信息装载到使得能建议连接的承载网络。亦就是，它将由产生呼叫请求处装载呼叫方的地点，和其自己的地点信息。此路由网络现在能退出操作，而承载网络则自行适当地确定呼叫的路线，步骤27和28。
还有以上未讨论的另一种结果。这就是一节点认定它没有关于目标用户的信息但它是一根节点2，而因此无法指出呼叫请求的方向。这一结果表明信息丢失，即不向前传送此呼叫请求，而是节点2促成一数据搜索，步骤29。
上述基于一树型网络的系统利用二重性概念。各节点1、2、3管理一按照由其相邻接点启动的改变而被更新的数据库。层次结构的配置对改变信息的需要加以限制。虽然一被请求的数据变化有可能通过系统传播，此结构则被设计得使一变化具有有限的影响。这种二重性的层次从地区分离上看是很显然的，但完全同样的分离亦能在一节点1、2、3之内加以应用。
重要的方面在于分布式数据结构中的变化被尽可能地作为地区化处理。当一信息被加以更新时不涉及节点1、2、3的大部分，这具有将更新方面的负荷分布整个网络的效果。其结果就是一网络中的信令信息即使在系统增大时也能继续传布。在二叉结构网络的情况中，如对照图1所说明的，每一节点1、2、3的信令负荷与网络中节点的数量无关。
各节点1、2、3均可由一分布式存储器并行计算机设置。计算机中的每一处理器均可直接映射到上述示例中的通信节点1、2、3中的一个。然后计算机的控制系统即能以与节点1、2、3的操作同样地管理数据库。这就是说，树的每一个“叶”，亦即代表地区交换台层次的节点，亦即最低节点3，以与网络中较高节点同样的状态分析问题，并因而应用同样的控制处理器。
这特别有利于使每一节点有可能被用于控制下而节点的网络，而总是采取相同的控制过程。因此，为如上述扩展路由网络的范围，有可能根据同一结构原理生成一新的网络、生成一新的根节点1和“降级(demote)”原始网络的根节点和该网络以设置在新的根节点之下。
参看图3，原始网络可能具有一根节点“R′”，而新网络可能具有根节点“R″”。然后新根节点“R”被置进成为一替代先前作为根节点R′和R″的新的层次，现在此新的根节点R即作为二个网络的根节点操作。老的根节点R′和R″中每一个均必须被加以更新的登记它们不再是根节点这一事实。此后系统将起恰当的功能作用。同样的原则可被用于扩展一现存有路由网络以满足地区上不均衡分布的增长和要求。因此，仅在其下面增加另一网络就可将先前代表一地区交换台的节点3变换成路由网络中较高的节点2。这如图4中所示，其中一先前在一路由网络的最低层中的节点40已被变换到6个附加节点41、42以上的中间节点的地位，此节点41、42为代表下面二层地区交换台的最下节点。
在每种情况下，只要每一节点已被通知其状态已改变，路由网络即会有效地按一种组态中的改变将自己编组。
参看图5，路由网络可被设计得对单个链路或节点1、2、3的差错、或者对网络的很大的部分的差错是健壮的。
检测得一链接差错的情况可能是因为一被连接的节点试图利用一链路而失败了，或者是因为一网络监测机构检取到该差错。后者的一个例子是普通的C7信令系统中具有的“脉博”信号。
在发生一单个的链接差错的最简单的情况中，例如在一端节点3′与一中间节点2″之间，则此端节点3′将不再能对其在正常时将使之传送到该失败的链接的另一侧的它的母节点2″的呼叫请求作出响应。在正常的路由网络结构中，由该端节点3′至原先的母节点2″或者至任何其他母节点没有其他可行的链路。
为针对链接差错进行路由网络重新组态，各子节点2、3均有一母节点表，依靠此表它能在路由网络中试图建立再连接。从而受此差错链接影响的子节点3将依次向其表上的各可能母节点发出再连接请求，直至寻找到一具有备用能力的有效母节点。此后，将以与一用户由一端节点3移动到另一端节点时建立再连接同样状态建立通过网络至子节点3′的路线的再连接。
实际上，取决于相关子节点在层次结构中的高度，这种再连接的实施可能很复杂，因为它将必须针对所有它所含有的指针发出再连接请求。
图5中，现在将已建立一新的链接50。但由于路由网络带有一种链接是由例如各节点处的地址加以识别的逻辑定义，所以即使跨越层次结构的二层，生成此新的链接50也没有任何困难。
同时，有可能的情况是一去往节点3′的呼叫请求在他处进入路由网络，因而必须确定去往或经由在差错链接下面的子节点3′。如果一字节点3′已经利用一新母节点启动执行一再连接，网络就将以正常方式工作。但再连接的实施可能随需要重新建立的路线的数量而定产生延迟。如果此实施过程未完成，则输入的呼叫请求就可能到达作为端节点3′的母节点的中间节点2″，但不能到达端节点3′。中间节点2″不能象一子节点能促成一到达一新母节点的新链接50那样有效地促成一到达一子节点的新链接51。这是因为一新的子节点仅涉及到在中间节点2″中进行的指针的选择。在这种情况中较有效的是中间节点2″发出一“泛监式充满”(flood fill)搜索请求来确定子节点的新母节点2′。
一泛滥式充满搜索请求就是由一节点发向每一个连接到它的其他节点。各节点在接收到一泛滥式充满搜索请求时将检查它是否含有相关的数据或相关的指针。如果是，该节点就响应此请求。如果不是，它就将此泛滥式充满搜索请求传送给除它由之接收的节点外的连接到它的每一个节点。(在实践中泛滥式充满搜索请求可由例如限定能传送请求的次数来加以限定。)因而此中间节点2″现在将确定端节点3′的新母节点2′，而能重新建立所有相关的路线。
这样上述的进程就在网络中生成有效地“通过”差错的新链接50。
自然此同样的过程可以用于发生差错的链接或节点。
还有为在差错后重新建立网络的第二种机制。可以单纯地对特定信息在全网络发出一泛滥式充满搜索请求。采取这种办法，可以实现网络的扩大的重新组态。
采用泛滥式充满搜索请求技术引起巨大的信令开销，因此对健壮性较差的网络、亦即较易曹受差错的网络是不希望。
在一节点已建立至一新母节点的链接时需将节点的“新”地点传送到该新的母节点。如果要将请求无延迟地传送到该节点的话就必须尽可能快地做到这一点。在随着建立节点与新的母节点间的新的连接而来的地址变化后更新网络的需要使得猝发信令操作。这可能引起为在节点间确定请求路线的网络的能力的问题，特别是象任何现实网络中的状况的在一给定时间期间具有大量的重新连接的情况下。
本发明就是力图为缓解这一问题所提出的。
图7说明此恢复方法。在路由网络70中节点72与73之间的链路71上存在有链接差错。
此恢复过程中的第一步是检测步骤80，如图8中所示。此步骤由节点73执行，检测到它与它的母节点72间的链接71失败。节点72也执行这一步骤。
第二步81由节点73执行，这是建立一至新母节点75的新的链接74。此新母节点由节点73保持的可能母节点的表中选择。
此新母节点75然后在方框82所表示的步骤中对老母节点72建立一直接链接76。
而此老母节点72即由新母节点75要求更新其对节点73的地址，并将所有它接收到的请求通过直接链接76传送到新母节点75和至节点73的新连接74。
这样在此阶段此链接差错被纠正和节点73重新成为网络70的部分。
下一阶段，由方框84代表，是此新母节点75对节点73的新地址周期地更新网络中的其他节点。这一过程可“按要求”进行，就是说当由一节点接收到针对节点73的请求时此新母节点就可发送一更新地点消息至发送节点。这可能取决于请求是否是对呼叫连接请求的重新定位。换句话说，它可能是按照一预定的方式进行或者是按照网络的操作执行，这就是说，更新过程可在网络上没有太多的信令操作期间进行。
上述的网络管理系统，亦即数据访问系统，提供一种相对可靠的数据结构，因为此数据结构是分布式的，正被访问中的信息，在现在这种情况下为网络用户的实体地址，并不被保持在一单个的特定的地点。首先虽然仅有一个路线通过系统至该信息的数据单元，但此路线中的差错能容易地处理，如上所述。可提供的另外的、将增加至用户的连接的可靠性的特点是一后备数据存贮点，即一保持对一用户的当前实体地址的“幻象”端节点。这可被编排在一泛滥式充满搜索过程中，以使得仍然能建立至该用户的再连接。
当一泛滥式充满搜索请求出现时，可产生一相当高层度的信令通信量。可以作成仅仅在发生数据讹误、或根据要求时才采用泛滥充满搜索请求，以使得对它们的应用降至最少。可能注意到，在一如上述那样的树型结构中，通过路由网络至一与目的用户作直接接触的地区交换台、即端节点3的通路总是小2log2(N)-1，而使得即使这种搜索过程也相当地有效。
除进行搜索外，此泛滥式充满请求还能去除任何对它们所通过的节点上的被指定数据的引用，由此而能清除网络中的伪路径、即数据通路。对此的唯一例外是在地区交换台、即端节点3处，在这里寻找到信息。在这种情况下，可启动一地点登记过程以便能重新构成数据(或至此数据的路径)。另外，还可传送一呼叫建立请求至承载网络以保证启动请求的被处理。最坏的情况时，整个连接此呼叫的过程取4log2(N)-1步，正好为一完整网络时所取的二倍。
以这一方法可以修复大规模的故障，但利用为作直接修复的路径启动请求更有效。二种过程的结合将导致快速的恢复过程，在需要时立即建立数据，以及在网络容量允许时不必要求数据作缓慢的矫正。
所述形式的管理系统可方便地扩展。即使在所介绍的简化情况下，亦即此树型结构时，显然下一步骤就是普遍化为一检索分布式信息的过程。即使在动态重新配置信息和引入多重拷贝的环境中，一层次结构的控制系统也提供对所需最接近信息资源的最快的访问。这对于甚至一起始节点对数据的不理解达到不辨认数据库的线索即地点地址的程度亦如此。
从分布式数据库的观点看，这在上述的个人化电话编号系统的操作方而即可被最好地理解。用户的地点被不断地监视和更新这一事实使得此管理网络的内部结构成为一自动化数据库的信息。如果人们对此增加这样的实际情形，即具有一数据源的实际分布，亦即实际上分配这些数据的用户的移动，那就会使各节点所需处理的事务数量减到最少。最后结果就是一分布式数据结构，而能象作为一统一的数据库那样由任一个它的远地终端被加以访问，同时数据事项以并行方式加以更新。
如直接进行模拟，象存放在图书馆的信息那样经常被配置在许多地理位置上。为访问这样的信息就必须知道它被存放的地点。在静止环境中这是很普通的。但可能有一个问题。如果每一信息有一个拷贝，那么同时对一给定数据作多重访问时就会出现问题。对此很显然的解决方案是转移数据和生成它的多重拷贝。即就是，普遍化的数据可被存贮在数个地区上分开的地点，这降低访问竞争和网络负担。而且如果这样作，即永远不必再为由任何给定地点寻找任何数据源的地点加以操心，就象它总是在同一地点那样。但是现实中多半需要连续加以改变。
公知的是一信息的普遍性是暂时的。这直接关系到信息是易失的这一事实。经常只有它是新的时才有价值，而在它开始老化时则不如此。由于这种相对价值的改变，从任一给定终端的方面来看数据的地点可以是随时间改变的。向一系列的所有用户通告地点上的这些变化会招致网络负荷的重大牺牲。因此需要一个系统，其中可不告知用户更改信息的地点，而同时用户保持对其的访问。这就是本发明一实施例的层次式控制结构所能做的，因而是广为运用的。
至一数据库的“线索”可被认为是字面的一个索引。它仅只是一用来定位信息的结构。类似地一篇论文结尾的参考文献可被看作为索引。它们本身不一定被理解而是可以在别处被加以解释，或者至少部分地被解释。在带有参考文献的论文的举例中，可以咨询图书馆管理员，而该管理员就可以向人们指出图书馆中该论文的地点，或者向人们指出正确类型的图书馆。
即使在这一索引型层次中也存在有一内在的层次结构。有可能将不同的控制层次结构叠加在一公用的分布式数据源上。
参看图6，在三个不同控制层次结构的端节点层60，具有一公用分布式数据源。此三个控制层次结构61、62、63在结构上类似，各自在“顶部”具有根节点和访问在公用分布式数据源40处的端节点阵列。这些不同的控制层次结构能方便地连接成使得它们能进行比较和共享管理信息。图6中，一些子节点，在此为端节点，仅含有一种型式数据存储器而其他的包含三种，但这并不意味着这些“单一的子节点”不能由所有三种型式访问数据。
没有理由认为这种情况不能被发展到通用的数据库结构。例如，十分可能利用这样的系统来集合不同的数据库。实际的分布存有着与算法上的分布同样的数据管理上的困难，亦即，在数据的算法上的控制被分离成不同的结构对。这通常是引用二种不同的数据库程序，如Sybase和Oracle。这样的程序在它们响应来自远地终端的同样形式的数据请求上面共用一公用的接口语言，此数据请求首先被应用程序作成这一公用语言的结构，而将接收的数据变换成相关的格式。各数据库程序可被看作为实际上性质不同的，或者实际上被分开的数据存储器。为将此二系统结合成如图6中所示的一层次式控制结构，所需要的只是一将来自层次控制结构的请求变换成相关的数据库请求的简单的接口程序。这就使层次控制结构能以非常简单的方法被应用到现有的数据库系统。
按照本发明实施例的层次式路由结构能提供不一定知道数据源的地点而可由层次式路由网络的任何部分检索数据的通用服务。这种功能性可由用户方面看成是例如仅仅为一种能在任何地点访问的服务结构。它可被作为一用户能从任一实际地点向其发出请求的系统来加以处理，而此系统将为此用户解决此请求。
用户终端将直接连接到此层次控制网络。用户终端可发出请求到此系统，此请求采取查询包含在此路由网络的一数据空间中的数据的形式。在此个人编号的特殊例子中，这一信息是由所拔电话号码所辨识的用户的当前实体地址。实际上，此路由网络正常情况并不回复此当前的实体地址而是代之以进行触发按照已寻找到的当前的实体地址的地点的自动连接呼叫。这可被用于其他方面。亦就是，一旦发现了有信息，此路由网络的任何应用均可具有某种预定的响应。一种响应可以是回复信息给查询者，但可以较简单地将这种信息的回复当作为一独立的任务，由一通常的传输过程，例如一传载网络处理的在二相关地址间实际传送信息。路由网络的任务仅仅是寻找信息的地点。可采用不同的机理来处理一经发现的信息。
如将会清楚的，这种运作性能与用户终端的地点无关。因此，此路由网络可被看作是一非局部信息的数据库。更重要的是，这种数据库不一定要将数据保持在特定地点。如果发现另外的场所是一更理想的存贮地点，就可移动此信息而不影响用户可用来检索此信息的任一用户终端或数据存取键。
参看图9并改变上述按照本发明一实施例的路由网络的个人编号应用，此路由网络通常可被设置在一智能网络结构的服务控制地点90。在一智能网络结构中，一个连接正常情况可由一服务转换点91利用由有关的服务控制点90得到的路由信息建立。另一方面，智能网络结构是高度灵活的，此路由网络可代替服务控制点90的功能并被安置在此智能网络结构的其他地方。可提供路由网络功能的硬件是公知的并已被应用在智能网络结构中。例如相关的硬件可由一Unix工作站来设置，例如带有千兆字节容量的硬盘的Sun Sparc 5。
本发明实施例的能实现的重要特点可列举如下1、使得对地区的要求得到最优化处理，例如以增加层次来深入到一个人编号服务网络中的人口稠密区域；2、在图书馆问题中，能提供对要求的有效定位，例如在文字上的图书馆服务中，或者如明显属于图书馆类型的请求式影象(Video on Demand)的服务中；3、使信息负荷降低并能切实地维持以使得即使在网络整体上扩展了时任何地点的信令负荷均不变。这种特点是因为随着需要增加，网络能生成局部附加层；
4、本发明的实施方案可以依靠已在应用的通常的技术和软件，因而无需作进一步的平台开发；5、健壮性。虽然上面未说明，但借助一单个的子节点增加母节点数能改善健壮性。这就是说，对于一子节点可以有多于一个的相关的母节点。这如图6中所指明的。健壮性的另一个特点是路由网络将是自行恢复性能的。
6、因为按照本发明一实施例在路由网络的顶部能引入新的层次，现有路由网络就能为一叠加的公用根节点链接而将不同网络的原先的根节点变换成子节点。这就意味着可将网络相联合而延伸到不同国家的领土上；7、这种型式的路由网络有可能插入新的服务，因为无需对节点进行有关新服务方面的更新，节点仅仅用于确定路线而无须了解它为之产生路由信息的数据的内容。在普通网络中，节点包含有当将新信息引入网络时必须加以更新的号码转换文件。这种要求在按照本发明运行的网络中被减少或消除了。
应指明的是，虽然上述的层次结构总的说是二叉树结构，但并不必须它是二叉树或树型结构。例如说其结构可以被改变为三维而不是二维的结构，和/或以多重链接来代替双途径。但重要的在于这种层次结构，其中“高”层的节点数量较少而保持有较之“低层”节点更多的信息。
所采用的结构的布局可被加以优化来适应它将执行的任务。
上述的关于个人编号服务的实施方案虽然是针对一固定的网络描述的，但它们也能适用于一固定的和一移动蜂窝网的组合。实际上，这些实施例均只是有关于蜂窝网络。
权利要求
1.为访问存放在分布式数据结构中的数据元素的数据访问系统的组态方法，其中该系统由相互间具有通信链路的层次结构节点组成，此层次结构由一根节点向多个端节点伸展，所述多个端节点构成分布式数据结构，而其中通过此层次结构至存放在端节点处的特定数据元素的路线可由沿各路线上的节点中存放的指针辨识，另外其中为访问一特定数据元素的请求触发一搜索消息通过层次结构由一端节点去往根节点直至其到达一具有涉及此特定数据元素的节点，此后该搜索消息即沿着此有关路线被传送到含有该数据元素的端节点，其中所述方法包括步骤(a)检测影响层次结构的至少一有关子节点与有关母节点间的通信的层次结构的部分的差错；(b)建立该子节点和一另外节点之间的第一另外通信链接，然后此另一节点即成为对此有关的子节点的第二有关的母节点；(c)建立此第二母节点与第一母节点间的第二另外的通信链接；(d)指示第一母节点发送目标为该子节点的消息至它们被由其传送到该子节点的第二母节点；和(e)此第二母节点在如果该子节点为层次结构时针对新的地点周期地更新层次结构的其他节点。
2.按照权利要求1的方法，其中数据元素每一个均包括识别一数据结构中的数据存贮地点的地址。
3.按照权利要求1的方法，其中数据元素每一个均包括识别一通信网络中一地点的地址。
4.按照权利要求3的方法，其中在包含数据元素的端节点接收到搜索消息即触发将该数据元素发送到通信网络中呼叫控制装置以便能在通信网络中建立一至被识别地点的连接。
5.按照前述权利要求中任一个的方法，其中各指针包括一与存放在有关的特定的端节点中的数据元素相联系的识别符，连同一指明到达该端节点的路线上的下一通信链接的链路指示器。
6.按照权利要求1的方法，其中在含有该数据元素的端节点接收搜索消息即触发数据元素的下载。
7.按照前述权利要求中任一个的方法，其中设置有为在任一端节点装载数据元素的装置，且设置响应装载数据元素来触发相应的更新存放在层次结构节点中的指针的指针更新装置。
8.用于一通信网络的管理方法，其中所述方法包括一采用按照前述权利要求中任一个的恢复方法的数据访问系统。
9.按照权利要求8的管理方法，用于在通信网络中提供个人编号服务。
10.按照权利要求9的管理方法，其中沿着一路线的各指针为一特定网络用户识别一个人号码，且其中位于由一通过该路线的搜索消息达到的端节点处的数据元素包括该特定网络用户在所述通信网络中的实体地址。
全文摘要
一分布式数据结构中存放的数据元素可由一层次结构路由网络的装置加以访问，其中通过该网络到各个数据元素的路线被加以标记。此网络包括由一“根节点”(2)伸展到多个端节点(3)的节点(1、2、3)间的通信链路。端节点(3)含有数据元素。为寻找一数据元素，在一端节点(3)进入网络的搜索消息通过网络去往根节点(2)直至其遇到一被加有标记的到相关的数据元素的路线。然后它该线路到达含存相关的数据元素的端节点(3)。本发明涉及到一通信网络中的个人编号服务。在这种情况下，此数据元素每一个包括网络用户的实体地址。如果一用户相对于网络移动，它们的实体地址就将改变，而在许多情况下此有关的端节点(3)亦将改变。但是此被加有标记的路线相应地改变而由此该路由网络提供对用户的自动跟踪。
文档编号H04Q3/00GK1158204SQ9519511
公开日1997年8月27日 申请日期1995年8月9日 优先权日1994年8月12日
发明者马克·威尔比, 玛丽亚·波拉·金特拉 申请人:英国电讯有限公司