[发明专利]分布式虚拟环境中维持时空一致性的统一事件处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及分布式虚拟环境中维持时空一致性的方法，特别是基于广域网的大规模分布式虚拟环境中维持时空一致性的统一事件处理方法。

背景技术

分布式虚拟环境是研究多用户基于网络进行分布式交互、信息共享和仿真计算虚拟环境的技术领域，主要特点是：用户通过不同位置计算节点的交互设备与虚拟环境进行交互；分布共享虚拟环境的局部或全局数据信息；计算任务分布到多计算节点协同完成；计算节点数和虚拟环境实体数的规模可扩展。其主要应用领域有：分布式作战模拟、网络游戏、协同设计、虚拟实验、虚拟商场等。

分布式虚拟环境中，节点间传输延迟、计算延迟、时钟不同步等问题，会造成虚拟环境中实体的时间和空间状态与实际情况不一致，规模越大影响越严重。虽然国际上研究时空一致性管理技术约有十年之久，但已有的技术如本地迟后、推算定位、延迟补偿、时间扭曲、对象迁移等都是减少时空不一致局部影响的技术方法，虽然能较好地维护小规模分布虚拟环境的时空一致性，但无法满足新一代基于广域网的大规模分布式虚拟环境对时空一致性的需求。

发明内容

本发明针对分布式虚拟环境中网络传输延时带来的实体对象时空不一致现象，以保证不出现实体对象的矛盾状态为目标，提出分布式虚拟环境的时空状态一致性统一事件处理方法，维护分布式虚拟环境中的实体对象时空状态一致性。

本发明的出发点是，针对每个计算节点在进行模拟计算时均以本机当前时刻的环境参数作为输入值，认为保持不同事件对所有相关计算节点的发生顺序是维持实体对象时空状态表现一致性的关键。按照传统的方式将事件直接发送到目的节点是不可能达到这一目的。要达到这一目的，必须有一个处理机制对事件的发生顺序进行统一处理，并由这一处理机制按照统一后的顺序将事件分发到各相关目的节点。我们提出统一事件处理方法来保证时空状态的表现一致性，将每一个事件通过两步传送到对应的计算节点上，即首先各节点将事件传送到统一的服务器上，然后服务器按照事件到达的先后顺序将事件传送至对应节点。

统一事件处理方法的具体过程如下：首先将实体对象的一个模拟周期分为三步，即首先进行状态计算，然后同时进行状态表现和实体对象的新状态向事件服务器的网络传输，第三步为事件服务器与目的节点间的网络传输；为提高实时性，将前一周期的第二个网络传输与其后续周期的状态计算时间重叠。

本发明所产生的有益效果是：

能够有效地维护分布式虚拟环境中的时空状态一致性，同时保持其实时性。

附图说明

图1：统一事件处理方法。

图2：阶段划分。

图3：两个连续的模拟周期的时间关系。

图4：两个周期之间的时间重叠。

图5：“统一事件处理方法”与传统方法的结合。

图6：状态计算的时间延时大于网络传输延时的时间关系。

图7：状态计算的时间延时小于网络传输延时的时间关系。

具体实施方式

我们可以将分布虚拟环境中实体对象的模拟过程划分为状态计算、状态表现和网络传输等几个阶段。状态计算是计算节点根据当前的环境参数，计算实体对象的新的状态值；状态表现是计算节点根据状态计算的结果，将实体对象的新状态表现出来；网络传输是将实体对象的新状态传送给其它相关的计算节点。传统的实体对象的一个模拟周期由两步构成，首先进行状态计算，然后同时进行状态表现和网络传输。图2表示了两个连续的传统模拟周期的时间关系。

采取了一致性措施后，实体对象的一个模拟周期由三步构成，即首先进行状态计算，然后同时进行状态表现和实体对象的新状态向事件服务器的网络传输，第三步为事件服务器与目的节点间的网络传输。图3表示了两个连续的模拟周期的时间关系。

在图4所示的模拟周期中，状态计算、状态表现和第一个网络传输、第二个网络传输等步骤是不可缺少的，要提高实时性，必须将某些步骤重叠。然而，在一个模拟周期内，这三个步骤的时序关系也必须是顺序的，因此提高实时性的唯一办法是在两个周期之间进行时间重叠。

如图5所示，我们将上述“统一事件处理”方法与传统的方法结合起来。即计算出新的实体对象状态后，计算节点将结果发送至事件服务器的同时，也发送给相应的目的节点，并在第二个网络传输的过程中，计算节点进行下一周期的状态计算。即前一周期的第二个网络传输与其后续周期的状态计算时间重叠。

这样，两个连续的模拟周期的时间关系如图6所示。当状态计算的时间延时大于网络传输延时时，图6所示的模拟时序关系以及模拟时间均与图3所示的时间关系一致；而当网络传输延时大于状态计算延时时，与传统方式相比，其每一周期的时长仅增加了网络传输延时与状态计算延时之差，如图7所示。