(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-12-06
(54)【発明の名称】分散ネットワークにおける計算ユニットの移行
(51)【国際特許分類】
G06F 9/46 20060101AFI20231129BHJP
【ＦＩ】
G06F9/46 420A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023523328
(86)(22)【出願日】2020-12-21
(85)【翻訳文提出日】2023-02-22
(86)【国際出願番号】 EP2020087406
(87)【国際公開番号】W WO2022002427
(87)【国際公開日】2022-01-06
(31)【優先権主張番号】63/046,444
(32)【優先日】2020-06-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＳＭＡＬＬＴＡＬＫ
(71)【出願人】
【識別番号】521435190
【氏名又は名称】デフィニティ スティフトゥング
【氏名又は名称原語表記】ＤＦＩＮＩＴＹ ＳＴＩＦＴＵＮＧ
【住所又は居所原語表記】Ｇｅｎｆｅｒｓｔｒａｓｓｅ １１， ８００２ Ｚｕｅｒｉｃｈ Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
(74)【代理人】
【識別番号】110002664
【氏名又は名称】弁理士法人相原国際知財事務所
(72)【発明者】
【氏名】カメニッシュ， ヤン
(72)【発明者】
【氏名】チェルッリ， アンドレア
(72)【発明者】
【氏名】デアラー， ダヴィッド
(72)【発明者】
【氏名】ドライヴェールズ， マヌ
(72)【発明者】
【氏名】カシツィン， ロマン
(72)【発明者】
【氏名】ウィリアムズ， ドミニク
(57)【要約】
本発明の第１の態様の実施形態では、分散ネットワークを動作させるコンピュータ実装方法が提供される。分散ネットワークは、レプリケート計算クラスタとして具体化された複数のサブネットを備える。本方法は、複数のサブネットのうちの第１のサブネットから、複数のサブネットのうちの第２サブネットに計算ユニットを移行するステップをさらに含む。その移行するステップは、第１のサブネットおよび第２サブネットに、移行される移行計算ユニットとして、第１サブネットの計算ユニットを伝達することを含む。移行するステップは、第１サブネットから第２サブネットに移行計算ユニットを転送するステップと、第２サブネット上に移行計算ユニットをインストールするステップと、第２サブネット上で移行計算ユニットを起動して実行するステップと、をさらに含む。本発明のさらなる態様は、対応する分散ネットワーク、ノード、コンピュータプログラム製品、およびソフトウェアアーキテクチャに関する。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
分散ネットワークを動作させるコンピュータ実装方法であって、前記分散ネットワークは複数のサブネットを備え、前記複数のサブネットの各々は１つ以上の割り当てノードを含み、前記方法は、一連の計算ユニットを実行するステップと、
サブネット割り当てにしたがって前記一連の計算ユニットの各々を前記複数のサブネットのうちの１つに割り当てるステップであって、それにより、前記複数のサブネットの各々について前記一連の計算ユニットの割り当てサブセットを生成するステップと、
前記計算ユニットの前記割り当てサブセットを、前記複数のサブネットの各ノード上で実行するステップと、
前記計算ユニットの前記割り当てサブセットを、それぞれの前記サブネットにわたって複製するステップと、
前記複数のサブネットのうちの第１サブネットから前記複数のサブネットのうちの第２のサブネットに計算ユニットを移行するステップと、を含み、前記移行するステップは、
前記第１サブネットの計算ユニットを、前記第１サブネットおよび前記第２サブネットに、移行される移行計算ユニットとして伝達するステップと、
前記移行計算ユニットを前記第１サブネットから前記第２サブネットに転送するステップと、
前記移行計算ユニットを前記第２サブネットにインストールするステップと、
前記移行計算ユニットを前記第２サブネットにおいて起動して実行するステップと、を有するコンピュータ実装方法。
【請求項2】
前記第１サブネットが、移行する前記移行計算ユニットを準備するステップをさらに含む請求項１に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項3】
前記方法は、特に、移行する前記移行計算ユニットを準備する前記ステップは、移行時刻を予定するステップと、
前記移行時刻以降において、前記移行計算ユニット向けのメッセージの受諾を停止するステップと、
前記移行時刻以降において、前記移行計算ユニットの実行、および／または前記移行計算ユニットのユニット状態の変更を停止するステップと、をさらに含む請求項１または２に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項4】
前記複数のサブネットは、連続した方法で複数のブロックを実行するように構成され、前記移行時刻は、前記第１サブネットが処理する最後のブロックを画定するブロック高さである、請求項３に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項5】
前記移行計算ユニットを得るステップは、前記第２サブネットの前記複数のノードが前記第１サブネットに参加するステップを含む請求項１から４までのいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項6】
前記第２サブネットの前記複数のノードが前記第１サブネットにリスニングモードで受動的に参加し、前記リスニングモードは、特に、前記第１サブネットのすべてのアーチファクトを検証するステップを含むが、アーチファクト自体は生成しない、請求項５に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項7】
前記参加するステップは、前記移行時刻以前に実行される、請求項５または６に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項8】
前記移行計算ユニットを前記第１サブネットから前記第２サブネットに転送する前記ステップは、前記第１サブネットのレプリカと前記第２サブネットのレプリカとの間で前記移行計算ユニットのノード内転送を実行するステップを有し、前記第１サブネットの前記レプリカおよび前記第２サブネットの前記レプリカは同一のノードで実行される、請求項５から７までのいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項9】
前記移行計算ユニットを転送する前記ステップは、前記第２サブネットの各々のノードが、前記第１サブネットのノードからメッセージングプロトコルを経由して前記移行計算ユニットを得るステップを有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項10】
前記計算ユニットを転送する前記ステップは、前記第１サブネットの前記複数のノードが、前記移行計算ユニットを１つ以上のチャンクに分割するステップと、
前記移行計算ユニットの前記１つ以上のチャンクを、メッセージングプロトコルを経由して前記第１サブネットから前記第２サブネットに転送するステップと、を有する請求項９に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項11】
前記メッセージングプロトコルは、状態同期プロトコルを包含する、請求項９に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項12】
前記第１サブネットが、前記移行時刻以降において、前記移行計算ユニットへのメッセージを拒絶するステップであって、それにより、それぞれの前記メッセージの再送付を容易にするステップを含む、請求項１から１１までのいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項13】
前記第２サブネットの前記複数のノードは、前記移行計算ユニットの前記起動に同意するコンセンサスプロトコルを実行するステップをさらに有する、請求項１から１２までのいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項14】
前記分散ネットワークは、中央制御装置を備え、前記中央制御装置は前記移行計算ユニットの前記移行を起動するステップを実行するように構成される、請求項１から１３までのいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項15】
前記複数のノードの各々はノードマネージャを含み、前記ノードマネージャは、前記制御装置レジストリを監視するステップと、
サブネットに参加するように前記複数のノードに指示するステップと、
前記計算ユニットを、前記第２サブネットに参加するノードのパーティションに移動するステップ、および／または
サブネットへの参加を停止するように複数のノードに指示するステップと、を有する請求項１から１４までのいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項16】
分散ネットワークを動作させるコンピュータ実装方法であって、前記分散ネットワークは複数のサブネットを備え、前記複数のサブネットの各々は１つ以上の割り当てノードを含み、前記方法は、一連の計算ユニットを実行するステップと、
サブネット割り当てにしたがって前記一連の計算ユニットの各々を前記複数のサブネットのうちの１つに割り当てるステップであって、それにより、前記複数のサブネットの各々について前記一連の計算ユニットの割り当てサブセットを生成するステップと、
前記計算ユニットの前記割り当てサブセットを、前記複数のサブネットの各ノード上で実行するステップと、
前記複数のサブネットの前記複数のノードが、決定論的で複製される方法で、前記複数のサブネットにわたって複数の計算を実行するするステップと、
前記複数のサブネットのうちの第１サブネットから前記複数のサブネットのうちの既存のものではない第２のサブネットに計算ユニットを移行するステップと、を含み、前記移行するステップは、
前記第１サブネットの計算ユニットを、移行される移行計算ユニットとして、前記第１サブネットに伝達するステップと、
前記第１サブネットの前記複数のノードが、前記第２サブネットを開始するステップと、
前記第１サブネットの前記複数のノードおよび前記第２サブネットが、前記移行計算ユニットを、前記第１サブネットから前記第２サブネットに内部転送するステップと、
前記第１サブネットの前記複数のノードおよび前記第２サブネットが、前記移行計算ユニットを、前記第２サブネット上にインストールするステップと、
前記第１サブネットの前記複数のノードおよび前記第２サブネットが、前記移行計算ユニットを前記第２サブネット上で起動して実行するステップと、を有するコンピュータ実装方法。
【請求項17】
前記第１サブネットの一部分ではない前記第２サブネットの複数の追加ノードを追加するステップをさらに有する、請求項１６に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項18】
前記第１サブネットの前記複数のノードを前記第２サブネットから削除するステップをさらに有する、請求項１６または１７に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項19】
前記第１サブネットが、移行する移行計算ユニットを準備するステップをさらに含む、請求項１６から１８までのいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項20】
移行時刻を予定するステップと、前記移行時刻以降において、前記移行計算ユニット向けのメッセージの受諾を停止するステップと、
前記移行時刻以降において、前記移行計算ユニットの実行、および／または前記移行計算ユニットのユニット状態の変更を停止するステップと、をさらに有する請求項１６から１９までのいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項21】
前記複数のサブネットは、連続した方法で複数のブロックを実行するように構成され、前記移行時刻は、前記第１サブネットが処理する最後のブロックを画定するブロック高さである、請求項２０に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項22】
前記第２サブネットの前記複数のノードが、特にコンセンサスプロトコルを実行することで、前記移行計算ユニットの前記起動に同意するステップをさらに有する、請求項１６から２１までのいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項23】
前記第１サブネットが、前記移行時刻以降に、前記移行計算ユニット向けのメッセージを拒絶するステップであって、それにより、それぞれの前記メッセージの再送付を容易にするステップを有する、請求項１６から２２までのいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項24】
前記分散ネットワークは、中央制御装置を備え、前記中央制御装置は前記移行計算ユニットの前記移行を起動するステップを実行するように構成される、請求項１６から１３までのいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項25】
前記複数のノードの各々はノードマネージャを含み、前記ノードマネージャは、前記制御装置レジストリを監視するステップと、
サブネットに参加するように前記複数のノードを指示するステップと、
前記計算ユニットを、前記第２サブネットに参加する前記ノードのパーティションに移動するステップ、および／または
サブネットへの参加を停止するように複数のノードに指示するステップと、を有する請求項１から１４までのいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項26】
分散ネットワークであって、前記分散ネットワークは複数のサブネットを備え、前記複数のサブネットの各々は１つ以上の割り当てノードを含み、請求項１から２５までのいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法のそれぞれの前記ステップを実行するように構成されている分散ネットワーク。
【請求項27】
請求項２６に記載の分散ネットワークのノードであって、請求項１から２５までのいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法へ参加するように構成されたノード。
【請求項28】
分散ネットワークを動作させるコンピュータプログラム製品であって、前記分散ネットワークは複数のサブネットを備え、プログラム命令が具体化されたコンピュータ可読記憶媒体と、複数のノードのうちの１つ以上で実行可能であり、前記複数のノードのうちの１つ以上において請求項１から２５のいずれか１項に記載のコンピュータ実装方法を実行させる前記プログラム命令と、を含むコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、分散ネットワークを動作させる方法に関する。分散ネットワークは、複数のサブネットを備える。各サブネットは、複数のノードを含む。
【背景技術】
【0002】
さらなる態様は、対応する分散ネットワーク、分散ネットワークのノード、対応するコンピュータプログラム製品、および非一時的媒体上に符号化されたソフトウェアアーキテクチャに関する。
【0003】
分散ネットワークでは、複数のノードが分散して配置される。分散ネットワークの計算では、ソフトウェアとデータが複数のノードに分散される。ノードは計算リソースを構築し、分散ネットワークは分散計算技術を使用し得る。
【0004】
分散ネットワークの一例として、ブロックチェーンネットワークがある。ブロックチェーンネットワークは、複数のブロックからなり、合意に基づく電子台帳である。各ブロックは、複数のトランザクションおよびその他の情報からなる。さらに、各ブロックは前のブロックのハッシュを含むことで連鎖しているので、ブロックチェーンに書き込まれたすべてのトランザクションが永続的に変更不可能な記録として作成される。トランザクションは、例えば、スマートコントラクトとして知られる小規模なプログラムを含み得る。トランザクションがブロックチェーンに書き込まれるためには、ネットワークによる「検証」が必須である。言い換えれば、ネットワークノードは、ブロックチェーンに書き込まれるブロックにおいて同意を得る必要がある。このような同意は、さまざまなコンセンサスプロトコルで達成され得る。
【0005】
コンセンサスプロトコルの１つの形態として、プルーフオブワークコンセンサスプロトコルがある。一般に、プルーフオブワークコンセンサスプロトコルでは、コンセンサスプロトコルに参加する当事者に何らかの作業が必要とされ、通常、それはコンピュータによる処理時間に相当する。ビットコインなどのプルーフオブワークに基づく暗号通貨システムでは、計算集約型のパズルを解くことで、トランザクションを検証して新たなブロックを作成する。他の形態のコンセンサスプロトコルとして、プルーフオブステークコンセンサスプロトコルがある。このようなプルーフオブステークプロトコルは、時間を要するエネルギー集約型である計算が不要であるとの利点を有する。プルーフオブステークに基づくブロックチェーンネットワークでは、例えば、次のブロックの作成者は、ランダム選択の組み合わせ、ならびにネットワークのそれぞれのノードのステークを通して選出される。暗号通貨とは別に、分散ネットワークは、さまざまな他のアプリケーションに使用され得る。特に、それらは分散型および分散計算能力およびサービスの提供に使用され得る。
【0006】
このように、機能が強化された分散ネットワークが必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0007】
したがって、本発明の１つの目的は、機能が強化された分散ネットワークを提供するところにある。
【0008】
本発明の第１の態様では、分散ネットワークを動作させるコンピュータ実装方法が提供される。分散ネットワークは複数のサブネットを備え、複数のサブネットの各々は１つ以上の割り当てノードを含む。本方法は、一連の計算ユニットを実行するステップと、サブネット割り当てにしたがって一連の計算ユニットの各々を複数のサブネットのうちの１つに割り当てるステップと、を含む。これにより、複数のサブネットの各々について一連の計算ユニットの割り当てサブセットを生成する。本方法は、計算ユニットの割り当てサブセットを、複数のサブネットの各ノード上で実行するステップと、決定論的で複製される方法で、複数のノードのサブネットワークにわたって計算を実行し、それによって実行状態のチェーンを通過するステップをさらに含む。本方法は、複数のサブネットのうちの第１サブネットから複数のサブネットのうちの第２のサブネットに計算ユニットを移行するステップをさらに含む。その移行するステップは、第１サブネットの計算ユニットを、第１サブネットおよび第２サブネットに、移行される移行計算ユニットとして伝達するステップを含む。移行するステップは、移行計算ユニットを第１サブネットから第２サブネットに転送するステップと、移行計算ユニットを第２サブネットにインストールするステップと、移行計算ユニットを第２サブネットにおいて起動して実行するステップと、をさらに含む。
【0009】
そのような具体化された方法は、複製される方法でサブネットを動作させる分散ネットワークに対して、動作の柔軟性を向上させる。いくつかの実施形態では、サブネットはまた、レプリケート計算クラスタとして示され得る。そのようなレプリケート計算クラスタでは、それぞれのサブネットに割り当てられた計算ユニットは、サブネットの各ノード上で実行され、サブネットにわたる複製を行うことで、同一の実行状態のチェーンを通過する。本発明の実施形態による方法は、１つのサブネットから他のサブネットへの計算ユニットの移行を可能にする。これは、特に、サブネットおよびそれらの割り当てノードの負荷および容量管理に関して、ネットワークの柔軟性を改善する。
【0010】
そのような分散ネットワークの実行状態は、サブネットの複数のノードによって合意されると、もはや削除できないことから不変であると見なされ得る。したがって、計算ユニットのそのような移行は、一見したところ、そのように複製される設定では直観に反するものとして観察されることがある。
【0011】
それにもかかわらず、本発明の発明者らは、そのような先入観を克服し、レプリケート計算クラスタ、またはサブネット間の計算ユニットの移行を可能にするレプリケート計算クラスタを形成するサブネットを有する分散ネットワークを設計した。
【0012】
一実施形態では、本方法は、第１サブネットが、移行する移行計算ユニットを準備するステップをさらに含む。
【0013】
さらなる実施形態では、本方法は、特に、移行する移行計算ユニットを準備するステップが、移行時刻を予定するステップを含み得る。移行時刻は、さまざまな方法で予定され得る。いくつかの実施形態では、それは中央制御装置により予定され得る。他の実施形態では、中央制御装置は、計算ユニットが移行されることを、それぞれのサブネット、特に、第１サブネットおよび第２サブネットに単に伝達し得る。いくつかの実施形態では、中央制御装置は、中央レジストリにおいて更新を行い得る。次に、第１サブネット、例えば、第１サブネットの計算ユニットマネージャは、レジストリの変化を観測し得、対応する移行時刻を予定し得る。移行時刻は、特に、移行計算ユニット向けのメッセージの受諾を停止する、および移行計算ユニットの実行を停止する、および／または移行時刻以降の移行計算ユニットのユニット状態を変更する時刻を画定する。言い換えれば、移行時刻以降において、それぞれの計算ユニットのユニット状態は固定され、言い換えれば、凍結され、もはや変更されない。そして、固定されたその状態を含む計算ユニットは、移行の準備が完了しているとみなし得る。
【0014】
一実施形態では、複数のサブネットは、連続してブロックを実行するように構成され、移行時刻は、第１サブネットが処理する最後のブロックを画定するブロック高さとなる。いくつかの実施形態では、ブロックは、非同期方式で処理され得るので、ブロック高さは、移行時刻としての暦上の特定の時刻をあらかじめ画定せず、むしろ特定のブロック高さに関する時刻を画定することに留意されたい。この点において、移行時刻という用語は、広い意味を有すると理解されるべきである。
【0015】
一実施形態では、移行計算ユニットを取得するステップは、第２サブネットの複数のノードが第１サブネットに参加するステップを含む。このことは、第２サブネットの複数のノードが、第１サブネットの計算ユニットを実行することを含み得る。第１サブネットに参加することで、第２サブネットの複数のノードは、第１サブネットの計算ユニット、特に移行計算ユニットのユニット状態または実行状態を観察し得る。参加するステップは、特に移行時刻の前に実施し得る。これにより、第２サブネットの複数のノードは、移行計算ユニットのユニット状態において、あらかじめ信頼を得ることが可能になる。さらに、それらにより移行計算ユニットの状態の一部の取得をあらかじめ開始し得ることから、ダウンタイムが低減される。このことは、効率的な転送を容易にする。
【0016】
一実施形態では、第２サブネットの複数のノードは、リスニングモードで第１サブネットに受動的に参加し得る。リスニングモードは、特に、第１サブネットのすべてのアーチファクトの検証を含むが、アーチファクト自体は生成しない。この点において、アーチファクトは、第１サブネットの複数のノード間で交換される任意の情報であり得る。一実施形態では、第２サブネットの複数のノードは、この第２サブネットの複数のタスクのサブセットだけを実行し得る。一例として、それらは、例えば、ブロックの提案および公証に参加しなくてもよいが、有効である場合には、各ブロックを検証し、それを実行し得る。
【0017】
一実施形態では、移行計算ユニットを第１サブネットから第２サブネットに転送するステップは、第１サブネットのレプリカと第２サブネットのレプリカとの間で移行計算ユニットのノード内転送を実行するステップを含み、第１サブネットのレプリカと第２サブネットのレプリカとは同一のノード上で実行される。
【0018】
レプリカは、ノード上で実行されて同一のサブネットに割り当てられる一連の計算ユニットにより形成される。
【0019】
このような実施形態では、第１サブネットに参加した第２サブネットの複数のノードは、２つのレプリカ、すなわち、第１サブネット用の第１レプリカと第２サブネット用の第２レプリカとを実行する。両方のレプリカが同一のノード上で実行されるので、それらは、同一の信頼されるドメイン内にあり、特に、受動レプリカであり得る第１レプリカとして、移行計算ユニットの状態を含む第１サブネットの計算ユニットの状態を観察する。そして、移行計算ユニットのこの状態は、ノードの中で、つまり、同一の信頼ドメインの中で、第１レプリカから第２レプリカに、したがって、第１サブネットから第２サブネットに転送され得る。
【0020】
一実施形態では、移行計算ユニットを転送するステップは、第２サブネットの各ノードが、メッセージングプロトコルを経由して第１サブネットのノードから移行計算ユニットを取得するステップを含む。
【0021】
このような実施形態では、第２サブネットの複数のノードは、第１サブネットの一部ではない。言い換えれば、第１サブネットに参加していない。移行高さに達すると、第１サブネットは移行する移行計算ユニットを準備する。これは、特に、第１サブネットの複数ノードが移行計算ユニットに、例えば共同署名を実行するステップを含み、それにより、移行計算ユニットの状態を移行ブロック高さで証明することを含み得る。次いで、認定された移行計算ユニットは、メッセージングプロトコルを経由して第２サブネットの複数のノードに伝達され得る。
【0022】
一実施形態では、メッセージングプロトコルを経由して計算ユニットを転送するステップは、第１サブネットのノードが、移行計算ユニットを１つ以上のチャンクに分割するステップと、メッセージングプロトコルを経由して、第１サブネットから第２サブネットに移行計算ユニットの１つ以上のチャンクを転送するステップと、を含む。これは、特に帯域幅に関して、効率的な転送を容易にし得る。
【0023】
一実施形態では、メッセージングプロトコルは、第１サブネットの複数のノード上の移行計算ユニットと、第２サブネットの複数のノード上にインストールされた対応する移行計算ユニットと、の間の状態を同期させる状態同期プロトコルを含み得る。
【0024】
一実施形態では、第１サブネットは、移行計算ユニットの移行時刻または移行ブロック高さメッセージ以降において、拒絶し得る。このことは、メッセージの送信者が、それぞれのメッセージの再送付を行うことを容易にする。
【0025】
一実施形態では、第２サブネットの複数のノードは、特に、コンセンサスプロトコルを実行することで、移行計算ユニットの起動に合意し得る。そのようなステップは、第２サブネットの十分な数のノードが利用可能な計算ユニットを有すること、したがって、計算ユニットが合意後に動作可能になり得ることを保証し得る。さらに、これは、対応するノードが同時に移行計算ユニットの実行を開始することを保証し得るので、決定論的な処理を容易にする。
【0026】
本発明の第２の態様の実施形態では、分散ネットワークを動作させる他のコンピュータ実装方法が提供される。分散ネットワークは、複数のサブネットを備え、複数のサブネットの各々は、１つ以上の割り当てノードを備える。本方法は、一連の計算ユニットを実行するステップと、サブネット割り当てにしたがって複数のサブネットのうちの１つに計算ユニットの各々を割り当てるステップとを含み、それにより、サブネットの各々について一連の計算ユニットの割り当てサブセットを作成する。本方法は、複数のサブネットの各ノード上で、計算ユニットの割り当てサブセットを実行するステップと、複数のサブネットのノードが、決定論的で複製される方法で、複数のサブネットにわたって計算を実行するステップとをさらに含む。コンピュータ実装方法は、複数のサブネットのうちの第１サブネットから複数のサブネットのうちの第２サブネットに計算ユニットを移行するステップを含む。この実施形態では、第２サブネットは既存のものではなく、すなわち、新たな第２サブネットの作成が必須である。その移行するステップは、第１サブネットの計算ユニットを、移行される移行計算ユニットとして第１サブネットに伝達するステップを含む。その伝達に応答して、第１サブネットの複数のノードは、新たな第２サブネットを生成して開始する。次いで、移行計算ユニットは、第１サブネットから第２サブネットへ内部で、すなわち、レプリカ間のそれぞれのノードの中で転送される。これは、この転送がそれぞれのノードの同一の信頼されるドメイン内で行われるという利点を有する。さらなるステップは、第１サブネットおよび第２サブネットの複数のノードが、第２サブネット上に移行計算ユニットをインストールするステップと、第１サブネットおよび第２サブネットの複数のノードが、第２サブネット上で移行計算ユニットを起動して実行するステップとを含む。移行計算ユニットを起動して実行する前に、特にコンセンサスプロトコルが起動に合意するステップを実行し得る。第２の態様のさらなる実施形態では、追加の複数のノードが、第１サブネットの一部ではなくて第２サブネットに追加され得る。これらの追加の複数のノードは、例えば、再開可能性（Resumability）または状態リカバープロトコルを経由して、移行計算ユニットの状態をキャッチアップする可能性がある新規ノードである。
【0027】
さらなるステップは、第２サブネットから第１サブネットの複数のノードを削除するステップを含み得る。これにより、移行計算ユニットは、第１サブネットの複数のノードから他の新たなノードセットに完全に移行される。
【0028】
いくつかの実施形態では、複数の計算ユニットは、前述された方法および後述される方法で、第１サブネットから第２サブネットに１つずつ移行され得る。
【0029】
本発明の他の態様の一実施形態では、本発明の第１の態様の方法ステップを実行するように構成された分散ネットワークが提供される。
【0030】
本発明の他の態様の一実施形態では、本発明の第２の態様の方法ステップを実行するように構成された分散ネットワークが提供される。
【0031】
本発明の他の態様の一実施形態では、分散ネットワークのノードが提供される。
【0032】
本発明の他の態様の一実施形態では、分散ネットワークを動作させるコンピュータプログラム製品が提供される。コンピュータプログラム製品は、それとともに具体化されたプログラム命令を有するコンピュータ可読記憶媒体を備え、プログラム命令は、分散ネットワークの複数のノードのうちの１つ以上で実行可能であり、複数のノードのうちの１つ以上で本発明の方法態様のステップを実行する。
【0033】
本発明の他の態様の一実施形態では、分散ネットワークのノードを動作させるコンピュータプログラム製品が提供される。
【0034】
本発明の他の態様の一実施形態では非一時的コンピュータ可読媒体上に符号化されたソフトウェアアーキテクチャが提供される。ソフトウェアアーキテクチャは、分散ネットワークの１つ以上のノードを動作させるように構成される。符号化されたソフトウェアアーキテクチャは、複数のノードのうちの１つ以上が実行可能なプログラム命令を備えており、複数のノードのうちの１つ以上で本発明の方法の態様のステップを備える方法を実行する。
【0035】
本発明の一態様の特徴および利点は、必要に応じて本発明の他の態様に適用し得る。
【0036】
他の有用な実施形態は、従属請求項および以下の説明に列記されている。
【0037】
以下の詳細な説明から、本発明はよりよく理解され、上記以外の目的が明らかになるであろう。そのような説明は、添付の図面を参照して行われる。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【発明を実施するための形態】
【0039】
最初に、本発明の実施形態のいくつかの態様全般および用語を紹介する。
【0040】
いくつかの実施形態では、分散ネットワークは、分散方式で配置された複数のノードを備える。このような分散ネットワークの計算では、ソフトウェアとデータが複数のノードにわたって分散される。複数のノードは計算リソースを構築し、分散ネットワークは、特に分散計算技術を使用し得る。
【0041】
いくつかの実施形態では、分散ネットワークは、特にブロックチェーンネットワークとして具体化され得る。「ブロックチェーン」という用語には、電子的なコンピューターベースの分散型台帳のすべての形態を含み得る。いくつかの実施形態では、ブロックチェーンネットワークは、プルーフオブワークブロックチェーンネットワークとして具体化され得る。他の実施形態では、ブロックチェーンネットワークは、プルーフオブステークブロックチェーンネットワークとして具体化され得る。
【0042】
計算ユニットは、分散ネットワークのノード上で実行されており、それ自体のユニット状態を有するソフトウェアの一部として定義され得る。ユニット状態は、実行状態とも称され得る。複数のサブネットの各々は、一連の計算ユニット、特にそれらの計算ユニットの状態を、サブネットにわたって複製するように構成される。その結果、それらの計算ユニットは、それらが誠実に振る舞う限り、常に、ユニット状態または実行状態の同一のチェーンを通過する。計算ユニットは、計算ユニットのコードと、計算ユニットのユニット状態または実行状態と、を含む。
【0043】
メッセージングプロトコルは、ユニット間メッセージの交換を管理するプロトコルとして定義され得る。特に、メッセージングプロトコルは、それぞれのサブネット割り当てを使用して、送信サブネットから受信サブネットにユニット間メッセージを送るように構成され得る。サブネット割り当ては、メッセージングプロトコルに、それぞれの通信の計算ユニットのそれぞれの位置またはサブネットを提示する。
【0044】
図１に、本発明の一実施形態による分散ネットワーク１００の例示的なブロック図を示す。分散ネットワーク１００は、ネットワークノード１０としても示され得る複数のノード１０を備える。複数のノード１０は、複数のサブネット１１に分散されている。図１の例では、ＳＮＡ、ＳＮＢ、ＳＮＣ、およびＳＮＤで示される４つのサブネット１１が提供される。複数のサブネット１１の各々は、それぞれのサブネット１１の各ノード１０上で１連の計算ユニットを実行するように構成される。いくつかの実施形態では、計算ユニットは、ソフトウェアの一部として理解される。特に、それ自体のユニット状態を含むか、またはそれを有するソフトウェアの一部として、または言い換えれば、実行状態として、理解される。ネットワーク１００は、それぞれのサブネット１１内のサブネット内通信を行う。特に、同一のサブネットに割り当てられた計算ユニット間で交換されるサブネット内ユニット間メッセージの通信を行う通信リンク１２を備える。さらに、ネットワーク１００は、サブネット１１のうちの異なるサブネット間のサブネット間通信を行う通信リンク１３を備える。この通信リンク１３は、特に、異なるサブネットに割り当てられた計算ユニット間で交換されるサブネット間のユニット間メッセージの通信を行う。したがって、通信リンク１２は、サブネット内またはピアツーピア（Ｐ２Ｐ）通信リンクとしても示され得る。また、通信リンク１３は、サブネット間またはサブネットツーサブネット（ＳＮ２ＳＮ）通信リンクとしても示され得る。
【0045】
いくつかの実施形態では、ユニット状態は、計算ユニットが使用するすべてのデータまたは情報、特に、計算ユニットが変数に格納するデータだけでなく、計算ユニットがリモートコールから取得するデータも含むと理解される。ユニット状態は、特に、それぞれのノードのそれぞれのメモリ位置における格納位置を表し得る。いくつかの実施形態では、これらのメモリ位置の内容は、計算ユニットの実行中の任意に与えられた時点でのユニット状態と称される。計算ユニットは、特に、ステートフル計算ユニットとして具体化し得る。すなわち、計算ユニットは、以前の事象またはユーザーの対話を記憶する実施形態にしたがって設計される。本発明のいくつかの実施形態によれば、サブネット１１は、一連の計算ユニットを、それぞれのサブネット１１にわたって複製するように構成される。より具体的には、サブネット１１は、一連の計算ユニットのユニット状態を、それぞれのサブネット１１にわたって複製するように構成される。
【0046】
ネットワーク１００は、特に、プルーフオブステークブロックチェーンネットワークであり得る。プルーフオブステーク（ＰｏＳ）は、ブロックチェーンネットワークが、ブロックチェーンの次のブロックの作成を許可されるノードについての分散コンセンサスに到達する方法を表す。ＰｏＳ方式は、重み付けされたランダム選択を使用し得る。それにより、個々のノードの重みは、特に、それぞれのノードの資産（「ステーク」）に依存して決定され得る。
【0047】
図２に、ネットワーク１００のノード１０上で実行される計算ユニット１５の詳細を示す。ネットワーク１００は、ネットワーク１００上で実行されている計算ユニットの各々を、複数のサブネットのうちの１つ、この例では、サブネット割り当てにしたがって、サブネットＳＮＡ、ＳＮＢ、ＳＮＣ、およびＳＮＤのうちの１つに割り当てるように構成される。分散ネットワーク１００のサブネット割り当ては、サブネットＳＮＡ、ＳＮＢ、ＳＮＣ、およびＳＮＤの各々について、一連の計算ユニット全体の割り当てサブセットを作成する。より具体的には、図２の左側２０１は、図１のサブネットＳＮＡのノード１０を示す。分散ネットワーク１００のサブネット割り当てでは、４つの計算ユニット１５のサブセットをサブネットＳＮＡに割り当てている。より具体的には、計算ユニットＣＵＡ１、ＣＵＡ２、ＣＵＡ３、およびＣＵＡ４のサブセットを割り当てている。計算ユニットＣＵＡ１、ＣＵＡ２、ＣＵＡ３、およびＣＵＡ４の割り当てサブセットは、サブネットＳＮＡのそれぞれのノード１０上で実行される。さらに、計算ユニットＣＵＡ１、ＣＵＡ２、ＣＵＡ３、およびＣＵＡ４の割り当てサブセットは、計算ユニットＣＵＡ１、ＣＵＡ２、ＣＵＡ３、およびＣＵＡ４の各々がユニット状態の同一のチェーンを通過するように、サブネットＳＮＡ全体にわたって複製される。これは、特に、サブネットＳＮＡのノード１０の各々に対して、計算ユニットＣＵＡ１、ＣＵＡ２、ＣＵＡ３、およびＣＵＡ４のユニット状態の空間において能動的に複製を行うことで実行され得る。
【0048】
さらに、図２の右側２０２に、図１のサブネットＳＮＢのノード１０を示す。分散ネットワーク１００のサブネット割り当ては、サブネットＳＮＢに２つの計算ユニット１５のサブセット、より具体的には計算ユニットＣＵＢ１およびＣＵＢ２の割り当てサブセットを割り当てている。計算ユニットＣＵＢ１およびＣＵＢ２の割り当てサブセットは、サブネットＳＮＢのそれぞれのノード１０上で実行される。さらに、計算ユニットＣＵＢ１およびＣＵＢ２の割り当てサブセットは、サブネットＳＮＢ全体にわたって複製され、計算ユニットＣＵＢ１およびＣＵＢ２の各々は、例えば、前述のように、ユニット状態の空間において能動的に複製を行うことで、同一のユニット状態または実行状態を通過する。
【0049】
図２に、サブネットＳＮＡとサブネットＳＮＢとの間の計算ユニットの移行の一般的な例を示す。より具体的には、サブネットＳＮＡの複数のノードはすでに４つの計算ユニットの実行が必須である。しかし、サブネットＳＮＢは２つの計算ユニットを有するだけであり、分散ネットワークは、例えば、負荷の均等化または他の理由により、計算ユニットＣＵＡ４をサブネットＳＮＡからサブネットＳＮＢへ移行することを決定し得る。
【0050】
図１に示すように、分散ネットワーク１００は、中央制御装置ＣＣＵ２０を備える。中央制御装置２０は、中央レジストリ２１を備え、ネットワークの複数のノードにネットワーク制御情報を提供し得る。中央制御装置２０は、移行される移行計算ユニットＣＵＡ４の移行を起動し得る。これは、例えば、中央レジストリ２１を更新して移行計算ユニットＣＵＡ４を移行状態に設定することで行い得る。サブネットＳＮＡ、ＳＮＢ、ＳＮＣ、およびＳＮＤの計算ユニットマネージャ（明示されていない）は、中央レジストリ２１におけるそのようなレジストリ変化を検出し、計算ユニットＣＵＡ４の移行を起動し得る。いくつかの実施形態では、中央制御装置は、サブネットにより構築され得る。
【0051】
図１０を参照すると、本発明の実施形態による計算ユニットのそのような移行のタイミング図が示されている。最初に、中央制御装置２０は、それぞれの移行計算ユニットを、レジストリ２１の移行状態に設定し得る。
【0052】
ブロック高さＮに対応する時刻ｔＮにおいて、第１サブネットＳＮＡ、例えば、第１サブネットＳＮＡの計算ユニットマネージャは、計算ユニットＣＵＡ４の移行を示すまたは伝達する中央レジストリ２１の変化を観測し得る。次に、計算ユニットマネージャは、移行時刻または移行ブロック高さを予定するまたは起動し得る。この例では、移行時刻ｔＮ＋Ｋは移動ブロック高さＮ＋Ｋに対応する。移行時刻は、第１サブネットＳＮＡによって処理される最後のブロックのブロック高さを画定するが、移行計算ユニットは、まだ第１サブネットＳＮＡの一部分である。
【0053】
図１に戻ると、ネットワーク１００は、サブネット割り当てに基づいて、メッセージングプロトコルを経由してネットワークの計算ユニット間でユニット間メッセージを交換するように構成されている。いくつかの実施形態によれば、分散ネットワークは、特に、メッセージングプロトコルを経由してサブネットＳＮＡ、ＳＮＢ、ＳＮＣ、およびＳＮＤ間でサブネット間メッセージ１６を交換するように構成され得る。サブネット間メッセージ１６は、特に、サブネット割り当てにしたがって異なるサブネットに割り当てられた計算ユニット間で交換されるサブネット間のユニット間メッセージ１６ａとして具体化され得る。例えば、分散ネットワーク１００は、サブネットＳＮＡ上で実行する送信計算ユニットとしての計算ユニットＣＵＡ１と、サブネットＳＮＢ上で実行する受信計算ユニットとしての計算ユニットＣＵＢ２と、の間でユニットツーユニットメッセージＭ１、１６ａを交換するように構成され得る。さらに、サブネット間メッセージ１６は、伝達メッセージ１６ｂとして具体化され得る。伝達メッセージ１６ｂは、ユニットツーユニットメッセージの受諾または受信を肯定応答するように適合された肯定応答メッセージ（ＡＣＫ）、または、例えば、送信不良を示すユニットツーユニットメッセージの受諾（拒否に対応する）を肯定応答しないように適合された非肯定応答メッセージ（ＮＡＣＫ）を含み得る。
【0054】
ネットワーク１００は、特に、計算ユニット１０のサブネット割り当てをネットワーク構成データとして、例えば、図１２に示されるネットワーキングコンポーネント１２００、特にクロスネットコンポーネント１２３０に格納するように構成され得る。この情報は、中央レジストリにも格納し得る。
【0055】
さらなる実施形態では、ネットワーク１００は、メッセージングプロトコルおよびコンセンサスプロトコルを経由してサブネット間メッセージ１６を交換するように構成され得る。コンセンサスプロトコルは、それぞれの受信サブネットにおけるサブネット間メッセージ１６の選択および／または処理順序についてコンセンサスに達するように構成され得る。例えば、サブネットＳＮＢを参照すると、サブネットＳＮＡ、ＳＮＣ、およびＳＮＤからサブネット間メッセージ１６を受信する。コンセンサスプロトコルは、これらのサブネット間メッセージ１６を受信して処理し、あらかじめ定義されたコンセンサスアルゴリズムまたはコンセンサスメカニズムを実行することで、受信したサブネット間メッセージ１６の選択および／または処理順序について合意を得る。
【0056】
次に、図３ａから図３ｄを参照して、計算ユニットを第１サブネットから第２サブネットに移行するコンピュータ実装方法を説明する。より具体的には、図３ａから図３ｄまでには、第１サブネットＳＮＡのノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３の個数と第２サブネットＳＮＢのノードＮ４、Ｎ５、およびＮ６の個数とを示す。第１サブネットＳＮＡは、４つの計算ユニットの割り当てサブセット、より具体的には計算ユニットＣＵＡ１、ＣＵＡ２、ＣＵＡ３、およびＣＵＡ４を実行するように構成される。第２サブネットＳＮＢは、２つの計算ユニットの割り当てサブセット、より具体的には計算ユニットＣＵＢ１およびＣＵＢ２を実行するように構成される。割り当てられた一連の計算ユニットのそれぞれをノード上で実行して、それぞれのノード上のサブセットのレプリカを形成する。すなわち、複数のノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３上のレプリカＳＮＡ３１０と、複数のノードＮ４、Ｎ５、およびＮ６上のレプリカＳＮＢ３２０と、を形成する。そのようなレプリカは、サブネットの複数のノード上の計算ユニットの割り当てサブセットについてのパーティションと見なされ得る。言い換えれば、レプリカは、一連の計算ユニットが、ノード上で実行されて同一のサブネットに割り当てられて形成される。図３ａの例では、サブネットＳＮＡがブロック高さＮで動作すると仮定される。サブネットＳＮＢは、例示を単純化するために図３ａから図３ｅには示されていないが、異なるブロック高さで動作し得る。図３ａから図３ｄでは、基礎となる分散ネットワークが、負荷均等化の理由から、計算ユニットＣＵＡ４を第１サブネットＳＮＡから第２サブネットＳＮＢに移行すると仮定する。移行処理を開始するために、中央制御装置２０は、例えば、計算ユニットＣＵＡ４を移行状態に設定するレジストリを更新して、意図された移行を第１サブネットＳＮＡおよび第２サブネットＳＮＢに伝達する。
【0057】
次に、サブネットＳＮＡの計算ユニットマネージャは、移行時刻／移行ブロック高さを予定し得る。この例では、移行ブロックの高さは、ブロック高さＮ＋Ｋであり、Ｎは、第１サブネットまたはソースサブネットＳＮＡがレジストリ変更を観測する高さである。数値Ｋは、分散ネットワークのそれぞれの構成に応じて選択し得、それぞれの分散ネットワークのニーズに適合し得る。一例として、Ｋは、例えば、１０、１００、または１０００、さらにそれ以上のブロック高さであり得る。Ｋが大きいほど、計算ユニットＣＵＡ４の転送の準備に関連するサブネットにおけるそれぞれのリードタイムが大きくなる。
【0058】
図３ｂは、サブネットＳＮＡの中間ブロック高さＮ＋ＸにおけるサブネットＳＮＡおよびＳＮＢの複数のノードを示す。ここでは、Ｘ＜Ｋなので、移行ブロック高さＮ＋Ｋに達しておらず、計算ユニットＣＵＡ４は、まだサブネットＳＮＡにより処理される。
【0059】
一方、第２サブネットＳＮＢの複数のノードＮ４、Ｎ５、Ｎ６は、第１サブネットＳＮＡに参加しており、計算ユニットＣＵＡ１、ＣＵＡ２、ＣＵＡ３、およびＣＵＡ４をローカルレプリカ３３０として実行し始めている。言い換えれば、ノードＮ４、Ｎ５、およびＮ６は、サブネットＳＮＡの計算ユニットを実行するために現在使用されている新しいパーティションを作成している。
【0060】
第２サブネットＳＮＢの複数のノードは、特に受動的レプリカとしてサブネットＳＮＡのレプリカ３１０を実行し得る。言い換えれば、それらは、サブネットＳＮＡに完全には参加せず、サブネットＳＮＡの動作の限られた部分のみを実行する。特に、レプリカ３１０は、計算ユニットＣＵＡ１、ＣＵＡ２、ＣＵＡ３、およびＣＵＡ４の状態を最新にするために、計算ユニットＣＵＡ１、ＣＵＡ２、ＣＵＡ３、およびＣＵＡ４のユニット状態または実行状態を主に観測するように構成し得る。この受動的な参加は、特に、計算ユニットＣＵＡ４のユニット状態向けに内部の信頼できるドメインの作成に使用され得る。言い換えれば、サブネットＳＮＡを観測して部分的にサブネットＳＮＡに参加することで、複数のノードＮ４、Ｎ５、およびＮ６は、伝達する高さＮと移行する高さＮ＋Ｋとの間のリードタイムの間に、計算ユニットＣＵＡ４の状態を、それ自体の内部で信頼できる領域に、信頼できる方法であらかじめ転送する。その後、有効なブロックの実行に追従するだけで、移行する高さの状態に到達する。
【0061】
図３ｃに、サブネットＳＮＡのブロック高さＮ＋Ｋ＋１におけるサブネットＳＮＡおよびＳＮＢの複数のノードを示す。移行計算ＣＵＡ４の処理を引き継ぐために、ノードＮ４、Ｎ５、Ｎ６は、受動的レプリカ３３０で利用可能な移行するブロック高さＮ＋Ｋで、計算ユニットＣＵＡ４の最終状態を内部で転送し得る。より具体的には、受動的レプリカ３３０は停止され、ブロック高さＮ＋Ｋにおける計算ユニットＣＵＡ４の最終状態は、例えば、インバウンド計算ユニットに割り当てられた複数のノードＮ４、Ｎ５、およびＮ６のディレクトリ３４０に転送される。次に、サブネットＳＮＢのレプリカ３２０は、内部で信頼できる通信メカニズム３５０を経由して、内部ディレクトリ３４０から計算ユニットＣＵＡ４を受信または取得し得る。次いで、レプリカ３２０は、計算ユニットＣＵＡ４の起動に合意し、サブネットＳＮＢ上で、特に、サブネットＳＮＢ向けのノードＮ４、Ｎ５、およびＮ６の対応するレプリカ３２０上で計算ユニットＣＵＡ４を実行し始め得る。
【0062】
ある移行期間中では、第１サブネットＳＮＡの複数のノードは、計算ユニットＣＵＡ４のレプリカを依然として含み得る。コピーは、単なる受動的コピーであり得るので、計算ユニットＣＵＡ４は、もはや、複数のノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３のレプリカＳＮＡによりアクティブに実行されない。これについて、図３ｃでは計算ユニットＣＵＡ４が点線で示されている。
【0063】
図３ｄに、ブロック高さＮ＋Ｋ＋２におけるサブネットＳＮＡおよびＳＮＢの複数のノードを示す。ここで、第１サブネットＳＮＡの複数のノードは、計算ユニットＣＵＡ４を完全に削除し、計算ユニットＣＵＡ１、ＣＵＡ２、およびＣＵＡ３を有するサブネットＳＮＡのレプリカＳＮＡ３１０のみを実行する。
【0064】
さらに、計算ユニットＣＵＡ４は、サブネットＳＮＢに完全に統合されており、ノードＮ４、Ｎ５、およびＮ６のレプリカＳＮＢ３２０により実行される。移行計算ユニットは、図３ｄではＣＵＢ３／Ａ４と表示され、以前の計算ユニットＣＵＡ４が３番目の計算ユニットとしてサブネットＳＮＢ上で実行されることを示している。
【0065】
ここで、移行計算ユニットＣＵＡ４を移行する他のメカニズムについて、図３ｅを参照して説明する。図３ｅに示す例も、図３ａで示した初期設定から開始される。図３ｅには、ブロック高さＮ＋Ｋ＋１におけるノードＮ１からＮ６までが示される。ノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３がブロックＮ＋Ｋを処理した後、ノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３の中において、移行計算ユニットＣＵＡ４およびそれに対応する最終状態が、レプリカＳＮＡ３１０から、専用の記憶空間に転送される。この記憶空間は、例えば、アウトバウンド計算ユニットに割り当てられたノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３のディレクトリ３６０である。次に、サブネットＳＮＢのレプリカ３２０は、サブネットＳＮＡとサブネットＳＮＢとの間のサブネット間通信メカニズムを構築するメッセージングプロトコル３７０を経由して、ディレクトリ３６０から計算ユニットＣＵＡ４の状態を受信または取得し得る。このような実施形態では、第２サブネットＳＮＢのノードＮ４、Ｎ５、およびＮ６は、第１サブネットに参加していない。移行高さＮ＋Ｋに達した後、第１サブネットＳＮＡは、移行用に移行計算ユニットＣＵＡ４を準備して、それをディレクトリ３６０に置いた。いくつかの実施形態では、ディレクトリ３６０に置かれた移行ブロック高さＮ＋Ｋにおける計算ユニットＣＵＡ４は、例えば、共同署名により、ノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３によって認証され得る。認証された計算ユニットＣＵＡ４を受信すると、レプリカ３２０は、それを起動して開始することに合意し得、サブネットＳＮＢ上で計算ユニットＣＵＡ４を実行する。このように、ノードＮ４、Ｎ５、およびＮ６は、計算ユニットＣＵＢ３／Ａ４をサブネットＳＮＢの一部として処理し得る。
【0066】
【0067】
図４ａに、第１サブネットＳＮＡの複数のノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３を示す。第１サブネットＳＮＡは、３つの計算ユニット、より具体的には計算ユニットＣＵＡ１、ＣＵＡ２、およびＣＵＡ３の割り当てサブセットを実行するように構成される。図４ａから図４ｇに示す実施形態では、分散ネットワークは、第１サブネットＳＮＡの計算ユニットＣＵＡ３を、既存ではないサブネットＳＮＢ、すなわち、新たに作成されるサブネットＳＮＢに移行するように動作する。中央制御装置２０は、例えば、レジストリの更新を行って計算ユニットＣＵＡ３を移行状態に設定することで、意図された移行を第１サブネットＳＮＡに伝達して移行処理を開始する。したがって、計算ユニットＣＵＡ３は、改めて移行計算ユニットと表され得る。さらに、例えば、中央制御装置２０またはサブネットＳＮＡの計算ユニットマネージャ、または他の存在あるいはメカニズムは、移行時刻または移行ブロック高さを予定する。そして、図４ｂに示すように、第１サブネットＳＮＡのノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３は、新たな第２サブネットＳＮＢを作成し、新たな第２サブネットＳＮＢの実行を開始する。これは、ノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３上に、第２サブネットＳＮＢ用の新たなパーティションを作成することを含む。したがって、ノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３の各々は、サブネットＳＮＢ用の新しいレプリカＳＮＢ４２０を作成している。次いで、ノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３は、第１サブネットＳＮＡ上での移行計算ユニットの実行を停止し得る。次に、図４ｃに示すように、ノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３は、移行計算ユニットＣＵＡ３／Ｂ１を起動して、第１計算ユニットとして新たなサブネットＳＮＢに転送される第１サブネットＳＮＡの移行計算ユニットＣＵＡ３／Ｂ１の実行を開始することに合意する。したがって、以下では、移行計算ユニットをＣＵＡ３／Ｂ１と表示する。ノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３が両方のサブネットＳＮＡおよびＳＮＢを実行するとき、計算ユニットＣＵＡ３は、同一のノード内の計算ユニットＣＵＡ３／Ｂ１に内部的に転送され得る状態である。したがって、レプリカＳＮＡ４１０からレプリカＳＮＢ４２０への同一の信頼できるドメイン内に転送され得る。レプリカＳＮＡおよびＳＮＢの両方が同一のノード上で動作するので、レプリカＳＮＢは、いくつかの実施形態では、第１レプリカＳＮＡが移行ブロック高さＮ＋Ｋにおける計算ユニットＣＵＡ３の最終状態に合意するまで待機するだけでよい。次に、レプリカＳＮＢは、ノード内部での通信メカニズム４３０を経由して、同一のノードの第１レプリカＳＮＡから計算ユニットＣＵＡ３のこの状態を受信し得る。例えば、レプリカＳＮＡは、計算ユニットＣＵＡ３を、レプリカＳＮＢが選定可能なそれぞれのノードのファイルシステムの専用ディレクトリに格納し得る。移行計算ユニットＣＵＡ３／Ｂ１が内部通信または転送メカニズム４３０を経由して転送されると、ノードＮ１、Ｎ２。およびＮ３は、新たに作成した第２サブネットＳＮＢ上に移行計算ユニットＣＵＡ３／Ｂ１をインストールして起動することに合意し、移行計算ユニットＣＵＡ３／Ｂ１が実行され得る。
【0068】
図４ｄは、移行期間について図示する。この期間では、レプリカＳＮＡ４１０が、計算ユニットＣＵＡ３を非アクティブモードでまだ保持している。その一方では、移行された計算ユニットＣＵＡ３／Ｂ１が新たなレプリカＳＮＢ４２０上ですでに実行されている。
【0069】
図４ｅでは、ノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３について示す。ここでは、移行計算ユニットＣＵＡ３は、レプリカＳＮＡからすでに削除されており、移行計算ユニットＣＵＡ３／Ｂ１は、ノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３上の新たなレプリカＳＮＢ上で実行されている。
【0070】
図４ｆに、新たな一連のノードを図示する。その一連のノードは、追加のまたは新規のノードＮ４、Ｎ５、およびＮ６を備え、それらは、第２サブネットＳＮＢに追加されて第２サブネットＳＮＢのそれぞれのレプリカＳＮＢ上で移行計算ユニットＣＵＡ３／Ｂ１の実行をすでに開始している。新たな新規ノードＮ４、Ｎ５、およびＮ６は、ノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３から、転送メカニズム４５０を経由して、移行計算ユニットＣＵＡ３／Ｂ１を受信し得る。この移行計算ユニットの転送は、ノード間の何らかのメッセージングプロトコル、例えば、状態同期プロトコルで実行し得る。この計算ユニットＣＵＡ３／Ｂ１の転送は、異なるノード間、すなわち、２つの異なる信頼できるドメイン間で行われるので、計算ユニットＣＵＡ３／Ｂ１の状態は、例えば、ノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３の共同署名を用いて、認証された方法で転送される。いくつかの実施形態では、新規ノードを追加するこのメカニズムは、サブネットに参加するプロトコルおよびサブネットの状態全体をキャッチアップするプロトコルに委任し得る。
【0071】
図４ｇに、移行計算ユニットＣＵＡ３がレプリカＳＮＡからすでに削除されたノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３を示す。ここでは、移行計算ユニットＣＵＡ３／Ｂ１は、追加のまたは新規ノードＮ４、Ｎ５、およびＮ６の新たなレプリカＳＮＢ上でのみ実行される。
【0072】
図４ａから図４ｇを参照して説明したメカニズムでは、移行計算ユニットの移動を行う一種の「スピンオフ」アプローチを使用する。移行計算ユニットを最初に実行する複数のノードでは、最初に、他のパーティションである新しいサブネットを開始する。次に、それらは、移行計算ユニットを、新たに作成されたサブネットを構築するする新たに生成したパーティションに、ノードの内部で最初に転送する。この転送は同一の信頼できるドメイン内で行われる。次いで、新たな複数のノードが、新たに生成した第２サブネットに追加され得、そして、新たに生成した第２サブネットの動作を引き継ぎ得る。その一方で、第１サブネットの以前のノードは、第２サブネットから消去され得る。このアプローチは、第１サブネットから第２サブネットへの移行計算ユニットの最初の転送が、対応するノードの内部で、つまり、同一の信頼できるドメインで内部的に行われるという利点を有する。さらに、ネットワーク上の複数の異なるノード間で、転送メカニズム４５０を経由する転送が必須であるのは、移行計算ユニットＣＵＡ３／Ｂ１だけである。このことは、移行計算ユニットの円滑で効率的かつ迅速な移行を容易にし得る。
【0073】
図５は、本発明の一実施形態による、ネットワーク１００の各ノード１０上で実行され得る主要な処理を示す。本発明のいくつかの実施形態のネットワークのネットワーククライアントとは、ネットワークへ参加するノード１０が必要とする一連のプロトコルコンポーネントのことである。いくつかの実施形態では、各ノード１０は、メインネットの一員である。さらに、各ノードは、１つ以上のサブネットの一員であり得る。
【0074】
ノードマネージャ５０は、メインネットプロトコルクライアント５１、サブネットプロトコルクライアント５２、およびセキュリティアプリケーション５３を起動、再起動、および更新するように構成される。他のいくつかの実施形態では、中央制御装置２０は、メインネットプロトコルクライアント（図１参照）の代替として使用され得る。いくつかの実施形態では、いくつかのサブネットプロトコルクライアントを使用して、いくつかのレプリカを実装し得る。
【0075】
いくつかの実施形態では、複数のサブネット１１の各々は、それらに対応する複数のノード１０上で別個のサブネットプロトコルクライアント５２を実行するように構成される。メインネットプロトコルクライアント５１は、特に、複数のサブネット１１で、およびそれらの間で構成データを配布するように構成される。メインネットプロトコルクライアント５１は、特に、システム計算ユニットだけを実行するように構成し得るが、ユーザーが提供する計算ユニットは実行しない。メインネットプロトコルクライアント５１は、メインネットのローカルクライアントであり、サブネットプロトコルクライアント５２は、サブネットのローカルクライアントである。セキュリティアプリケーション５３は、ノード１０の秘密鍵を格納し、それらに対応する動作を実行する。ノードマネージャ５０は、例えば、制御装置２０のレジストリ２１を監視し得る。そして、サブネットに参加するようにノードに指示し得る。また、第２サブネットに参加するノードのパーティションに計算ユニットを移動し得、および／またはサブネットへの参加を停止するようにノードに指示し得る。
【0076】
図６は、サブネットプロトコルクライアントの、例えば図５のサブネットプロトコルクライアント５２の、プロトコルコンポーネント６００の概略ブロック図を示す。図６の実線矢印は、ユニット間メッセージおよびイングレスメッセージに関連する。破線矢印は、システム情報に関連する。プロトコルコンポーネント６００は、メッセージングプロトコルを実行するように構成されたメッセージングコンポーネント６１と、実行プロトコルを実行するように構成された実行コンポーネント６２と、を備える。実行プロトコルは、実行メッセージを実行するものであり、特に、ユニット間メッセージおよび／またはイングレスメッセージを実行する。プロトコルコンポーネント６００は、コンセンサスプロトコルを実行するように構成されたコンセンサスコンポーネント６３、ネットワーキングプロトコルを実行するように構成されたネットワーキングコンポーネント６４、状態マネージャプロトコルを実行するように構成された状態マネージャコンポーネント６５、サブネット間転送プロトコルを実行するように構成されたＸ－Ｎｅｔコンポーネント６６、およびネットワークの外部ユーザーから受信したイングレスメッセージを処理するように構成されたイングレスメッセージハンドラコンポーネント６７をさらに備える。プロトコルコンポーネント６００は、さらに、暗号コンポーネント６８を含む。暗号コンポーネント６８は、例えば、図５を参照して説明したセキュリティアプリケーション５３として具体化され得るセキュリティコンポーネント６１１と協働する。さらに、サブネットプロトコルクライアント５２は、リーダーコンポーネント６１０と協働し得る。このリーダーコンポーネントは、図５を参照して説明したように、メインネットプロトコルクライアント５１の一部であり得る。リーダーコンポーネント６１０は、メインネットが格納し、それぞれのサブネットプロトコルクライアント５２に配布される情報を提供し得る。これには、サブネットへのノードの割り当て、ノード公開鍵、サブネットへの計算ユニットの割り当てなどが含まれる。
【0077】
メッセージングコンポーネント６１および実行コンポーネント６２は、これらのコンポーネントにおけるすべての計算、データ、および状態が、それぞれのサブネットのすべてのノードにわたって、より具体的にはそれぞれのサブネットのすべての誠実なノードにわたって、同様に複製されるように構成される。これは、これらのコンポーネントの背景に波パターンとして図示される。一方では、コンセンサスコンポーネント６３が、メッセージングコンポーネント６１への入力ストリームがそれぞれのサブネットによって合意される。よって、すべてのノードについて、より具体的には、すべての誠実なノードについて同様であることを保証することで、いくつかの実施形態では、そのような同様な複製が達成される。他方、このことは、メッセージングコンポーネント６１および実行コンポーネント６２が、決定論的で複製される計算を実行するように構成されるという事実により達成される。
【0078】
Ｘ－Ｎｅｔ転送コンポーネント６６は、他のサブネットにメッセージストリームを送信し、他のサブネットからメッセージストリームを受信する。コンポーネントの大部分は、暗号コンポーネント６８にアクセスして暗号アルゴリズムを実行し、メインネットリーダ７０にアクセスして構成情報を読み取る。
【0079】
実行コンポーネント６２は、メッセージングコンポーネント６１から、計算ユニットのユニット状態と計算ユニットの着信メッセージとを受信し、計算ユニットの発信メッセージと更新されたユニット状態とを返信する。実行を行っている間に、処理メッセージ（クエリ）のガス消費も測定し得る。メッセージングコンポーネント６１は、コンセンサスコンポーネント６３から受信した入力ブロックによりクロック制御される。すなわち、各入力ブロックについて、メッセージングコンポーネント６１は、以下のステップを実行する。それぞれの入力ブロックを解析して、その計算ユニットのためのメッセージを取得する。さらに、メッセージが異なる計算ユニットのそれぞれの入力キューに送付され、割り当てられた各計算ユニットの容量にしたがって、実行するメッセージを計画する。次いで、実行コンポーネント６２を使用して、対応する計算ユニットによりメッセージを処理し、その結果、送信されるメッセージを、それぞれの計算ユニットの出力キューに追加する。ただし、メッセージが同一のサブネット上の計算ユニット宛てのとき、そのメッセージは、対応する計算ユニットの入力キューに直接置かれ得る。メッセージングコンポーネント６１は、最後に、計算ユニットの出力キューのメッセージを、受信計算ユニットが位置するサブネットのメッセージストリームに送付し、これらのメッセージストリームを状態マネージャコンポーネント６５に転送して、認証される、すなわち、それぞれのサブネットにより署名される。
【0080】
状態マネージャコンポーネント６５は、認証コンポーネント６５aを含む。認証コンポーネント６５aは、それぞれのサブネットの出力ストリームを認証するように構成される。これは、例えば、それぞれのサブネットの計算ユニットのしきい値署名、多重署名、または個々の署名の集合により実行され得る。
【0081】
図７に、メッセージングプロトコルおよびコンセンサスプロトコルのワークフロー７００と、関連するコンポーネントを示す。それらは、例えば、図６のメッセージングコンポーネント６１およびコンセンサスコンポーネント６３を例示的に視覚化したものである。より具体的には、図７は、サブネットＳＮＢとサブネットＳＮＡとサブネットＳＮＣとの間で交換されるサブネット間メッセージのワークフローを視覚化する。また、サブネットＳＮＢは、複数のユーザーＵとの間で、イングレスメッセージを交換する。
【0082】
図７の右下から出発して、複数の入力ストリーム７０１、７０２、および７０３が、コンセンサスコンポーネント６３により受信される。コンセンサスコンポーネント６３は、サブネットＳＮＢのサブネットクライアントが実行するサブネットコンセンサスコンポーネントである。入力ストリーム７０１は、サブネットＳＮＡからサブネットＳＮＢへのサブネット間メッセージ７１１を含む。入力ストリーム７０２は、サブネットＳＮＣからサブネットＳＮＢへのサブネット間メッセージ７１２を含む。入力ストリーム７０３は、複数のユーザーＵからサブネットＳＮＢへのイングレスメッセージ７１３を含む。サブネット間メッセージ７１１および７１２は、異なるサブネットの計算ユニット間で交換されるサブネット内部でのユニット間メッセージおよび伝達メッセージを備える。伝達メッセージは、ユニット間メッセージの受諾について、肯定応答するか、または非肯定応答するために使用される。メッセージングコンポーネント６１は、受信サブネットから対応する送信サブネットに、すなわち、この例では、サブネットＳＮＢから、サブネットＳＮＡおよびサブネットＳＮＣに伝達メッセージを送信するように構成される。メッセージングコンポーネント６１は、この例では、サブネット間で送信されたユニット間メッセージを、それぞれのユニット間メッセージについて確認応答メッセージが受信されるまで格納するように構成される。これは、送達の保証を提供する。
【0083】
コンセンサスコンポーネント６３は、ユーザーＵのサブネットＳＮＡおよびサブネットＳＮＣのサブネット間メッセージ７１１および７１２、ならびに複数のユーザーＵのイングレスメッセージ７１３を受信して処理することで、対応するコンセンサスプロトコルが実行する所定のコンセンサスメカニズムにしたがって、サブネット間メッセージ７１１、７１２、およびイングレスメッセージ７１３から入力ブロック７２０のキューを生成するように構成される。コンセンサスによって生成される各入力ブロック７２０は、一連のイングレスメッセージ７１３、一連のサブネット間メッセージ７１１および７１２、ならびに実行パラメータ７１４であるＥＰを含む。実行パラメータ７１４であるＥＰは、特に、ランダムシード、指定された実行時刻、および／または高さ指数を含み得る。コンセンサスコンポーネント６３はまた、サブネットの現在の負荷に基づいて、各入力ブロックにおけるメッセージ数を変更し得る。
【0084】
コンセンサスコンポーネント６３は、メッセージングプロトコルを実行し、入力ブロック７２０を処理するように構成されたメッセージングコンポーネント６１に、入力ブロック７２０のキューを提供する。メッセージングプロトコルおよびメッセージングコンポーネント６１は、コンセンサスコンポーネント６３から受信した入力ブロック７２０によりクロック制御される。
【0085】
受信した入力ブロックを処理する前に、メッセージングコンポーネント６１は、１つ以上の入力チェックを含む１つ以上の前処理ステップを実行し得る。入力チェックは、入力チェックコンポーネント７４０によって実行され得る。入力チェックに合格したとき、それぞれの入力ブロック７２０のメッセージは、メッセージングコンポーネント６１によってさらに処理され得る。また、対応するメッセージは、誘導プールコンポーネント７３１の誘導プールの中の対応するキューに追加され得る。メッセージングコンポーネント６１の誘導プールコンポーネント７３１は、入力チェックコンポーネント７４０で合格して、さらなる処理のためにメッセージングコンポーネント６１によって受諾された入力ブロックおよび入力メッセージを受信する。一般に、メッセージングコンポーネント６１は、必要に応じて、イングレスメッセージ、伝達メッセージ、およびサブネット間メッセージを誘導プールコンポーネント７３１に置いて、入力ブロック７２０の前処理を行う。サブネットストリームの伝達メッセージは、一掃可能な出力キューのメッセージの肯定応答とみなされる。この例では、誘導プールコンポーネント７３１は、サブネット～ユニット間のキューＳＮＡ－Ｂ１、ＳＮＣ－Ｂ１、ＳＮＡ－Ｂ２、およびＳＮＣ－Ｂ２、ならびにユーザー～ユニット間のキューＵ－Ｂ１およびＵ－Ｂ２を備える。
【0086】
これらの前処理ステップに続いて、メッセージングコンポーネント６１は、実行コンポーネント６２（図６参照）を呼び出して、指定された実行時刻およびランダムシードを追加の入力として提供することで、単一の実行サイクルの間に実行可能なできるだけ多くの誘導プールを実行する。実行サイクルに続いて、出力メッセージとしても示され得、結果として生じるメッセージの出力キューは、出力キューコンポーネント７３３に送られる。最初に、出力キューコンポーネント７３３は、ユニット間およびユニットとユーザー間の出力キューを備え、この例では、ユニット間の出力キューＢ１－Ａ１、Ｂ１－Ｃ２、Ｂ２－Ａ２およびＢ２－Ｃ３ならびにユニットとユーザー間の出力キューＢ１－Ｕ１およびＢ２－Ｕ４を備える。一例として、メッセージＢ１～Ａ１は、サブネットＳＮＢの計算ユニットＢ１からサブネットＳＮＡの計算ユニットＡ１への出力メッセージを示す。他の例として、メッセージＢ１－Ｕ１は、サブネットＳＮＢの計算ユニットＢ１からユーザーＵ１への出力メッセージを示す。出力キューコンポーネント７３３は、例えば、図６に示す認証コンポーネント６５ａが認証して他のコンポーネントが配布しているサブネットごとの一連の出力ストリームを形成することで、出力メッセージの結果として生じる出力キューの後処理を行う。この例では、サブネットごとの出力ストリームＳＮＢ－ＳＮＡ、ＳＮＢ－ＳＮＣ、およびＳＮＢ－Ｕが提供される。
【0087】
したがって、メッセージングコンポーネント６１は、それぞれのサブネットの計算ユニットの状態またはユニット状態、この例ではサブネットＳＮＢの計算ユニットＢ１および計算ユニットＢ２の状態を記憶するように構成された状態記憶コンポーネント７３２をさらに備える。対応するユニット状態は、各計算ユニットの作業メモリである。メッセージングコンポーネント６１は、システム状態の特定の部分を決定論的に変化させることを中心に展開する。各ラウンドでは、実行コンポーネント６１は、それぞれの計算ユニットの状態を読み出して更新することで、誘導プールからの特定のメッセージを実行し、実行された計算ユニットが送信したい任意の発信メッセージを返信する。これらの発信メッセージ、言い換えれば出力メッセージは、最初にネットワークの計算ユニット間のユニット間メッセージを含む出力キューコンポーネント７３３に入力される。同一のサブネットの計算ユニット間のサブネット内メッセージは、それぞれのサブネット内で内部的に送付および分散され得るが、サブネット間メッセージは、サブネットの宛先で区分された出力ストリームに送付される。
【0088】
さらに、いくつかの実施形態では、どのメッセージが処理されたかについてシステムのそれ以外の部分に通知するために、２つの状態を維持し得る。第１部分は、サブネット間メッセージ向けに維持され、第２部分は、イングレスメッセージ向けに維持され得る。
【0089】
以下では、メインネットプロトコルクライアント５１とサブネットプロトコルクライアント５２との間の対話についてより詳細に説明する（図５参照）。メインネットプロトコルクライアント５１は、サブネットの構成情報を含む多数のレジストリを管理する。これらのレジストリは、メインネット上の計算ユニットにより実装される。他の実施形態によれば、中央レジストリは、メインネットの代替として使用され得る。
【0090】
図８に、レイヤーモデル８００を示し、サブネット間およびサブネット内メッセージの交換に関与する主要なレイヤーが図示されている。レイヤーモデル８００は、サブネット間通信の上位レイヤーとして機能するように構成されたメッセージングレイヤー８１を備える。より詳細には、メッセージングレイヤー８１は、異なるサブネットの計算ユニット間でサブネット間メッセージを送るように構成される。さらに、メッセージングレイヤー８１は、ネットワークのユーザーからのイングレスメッセージをネットワークの計算ユニットに送るように構成される。レイヤーモデル８００は、複数のコンセンサスレイヤー８２をさらに備える。コンセンサスレイヤー８２は、異なるサブネットからのサブネット間メッセージならびにイングレスメッセージを受信し、特に処理順序について同意することで、それらを編成するように構成されており、それぞれのサブネットが、さらなる処理を行う入力ブロックの順序に含まれる。また、レイヤーモデル８００は、単一のサブネットのノード間の通信を編成して駆動するように構成されたピアツーピア（Ｐ２Ｐ）レイヤーを備える。いくつかの実施形態では、ネットワークは、複数のさらなるレイヤー、特に、ネットワークの計算ユニット上で実行メッセージを実行するように構成された実行レイヤーを備え得る。
【0091】
図９を参照すると、本発明の実施形態による分散ネットワークにおけるブロックの生成について図示されている。ブロックは、特に図７に示される入力ブロック７２０であり得、これは、コンセンサスプロトコル、特にローカルサブネットコンセンサスプロトコルを実行するコンセンサスコンポーネント６３により作成される。この例示的な実施形態では、３つの入力ブロック９０１、９０２、および９０３が図示されている。ブロック９０１は、複数のトランザクション、つまり、トランザクションｔｘ１.１、ｔｘ１.２、および場合によりドットで示されるさらなるトランザクションを含む。ブロック９０２はまた、複数のトランザクション、つまり、トランザクションｔｘ２.１、ｔｘ２.２、および場合によりドットで示されるさらなるトランザクションを含む。ブロック９０３はまた、複数のトランザクション、つまり、トランザクションｔｘ３.１、ｔｘ３.２、および場合によりドットで示されるさらなるトランザクションを含む。入力ブロック９０１、９０２、および９０３は互いに連鎖される。より詳細には、ブロックの各々は、前ブロックのブロックハッシュを含む。これは、現ブロックを前ブロックに暗号的に結びつける。いくつかの実施形態では、トランザクションは、サブネット間メッセージ、イングレスメッセージ、および伝達メッセージであり得る。いくつかの実施形態によれば、入力ブロック９０１、９０２、および９０３は、プルーフオブステークプロトコルにより作成され得る。ただし、コンセンサスコンポーネントが生成した入力ブロックは、いくつかの実施形態では、互いに連鎖する必要はないことに留意されたい。むしろ、いくつかの実施形態では、受信したメッセージの処理順序に関してサブネットの複数のノード間で、何らかの種類のコンセンサスに到達する任意のコンセンサスプロトコルが、使用され得る。
【0092】
図１１に、本発明の実施形態による計算ユニット１１００のより詳細な図を示す。計算ユニット１１１０は、入力キュー１１０１、出力キュー１１０２、アプリケーション状態１１０３、およびシステム状態１１０４を備える。計算ユニット１１００は、一般に、計算ユニットのコードと、計算ユニットのユニット状態または実行状態と、を備える。
【0093】
図１２に、ネットワーキングプロトコルを実行するように構成されたネットワーキングコンポーネント１２００のより詳細な図を示す。ネットワーキングコンポーネント１２００は、例えば、図６に示すネットワーキングコンポーネント６４のより詳細な実施形態であり得る。ネットワーキングコンポーネント１２００は、ノード間通信を実行するように構成されたユニキャストコンポーネント１２１０と、サブネット内通信を実行するように構成されたブロードキャストコンポーネント１２２０と、サブネット間通信を実行するように構成されたクロスネットコンポーネント１２３０とを備える。クロスネットコンポーネント１２３０は、計算ユニットのサブネット割り当てをネットワーク構成データとして格納するか、または中央レジストリからそれを読み取り可能である。
【0094】
図１３に、例えば、図６に示した状態マネージャコンポーネント６５である状態マネージャコンポーネント１３００のより詳細な実施形態を示す。状態マネージャコンポーネント１３００は、ストレージコンポーネント１３１０と、認証コンポーネント１３２０と、同期コンポーネント１３３０と、を備える。ストレージコンポーネント１３１０は、ユニット状態を格納するディレクトリ１３１１、ユニット状態の認証変数を格納するディレクトリ１３１２、インバウンド移行計算ユニットを格納するディレクトリ１３１３、およびアウトバウンド移行計算ユニットを格納するディレクトリ１３１４を備える。状態マネージャコンポーネント１３３０はまた、出力ストリームを維持して認証し得る。
【0095】
いくつかの実施形態では、認証コンポーネント１３２０は、しきい値署名または多重署名アルゴリズムを実行するように構成され、ストレージコンポーネント１３１０の部品を認証する。特に、認証コンポーネント１３２０は、他のサブネットに移行される移行計算ユニットであり、アウトバウンド移行計算ユニットとしてディレクトリ１３１４に配置される移行計算ユニットを認証し得る。
【0096】
図１４に、本発明のいくつかの実施形態による、複数のサブネットを含む分散ネットワークの実行を行うコンピュータ実装方法の方法ステップを含むフローチャート１４００を示す。分散ネットワークは、例えば、図１に示されるネットワーク１００として具体化し得る。ステップ１４１０において、複数のサブネットの各サブネットは、そのノード上で一連の計算ユニットを実行し、計算ユニットの各々は、それ自体のユニット状態を含む。ステップ１４２０において、ネットワークは、一連の計算ユニットをそれぞれのサブネットにわたって複製する。
【0097】
図１５に、本発明の一実施形態による、計算ユニットを分散ネットワークの第１サブネットから第２サブネットへの移行するコンピュータ実装方法の方法ステップを含むフローチャート１５００を示す。分散ネットワークは、例えば、図１に示されるネットワーク１００として具体化されてもよい。ステップ１５１０において、中央制御装置２０は、第１サブネットの計算ユニットを移行される移行計算ユニットとして、第１サブネットＳＮＡおよび第２サブネットＳＮＢに伝達する。ステップ１５２０において、第１サブネットＳＮＡは、移行する移行計算ユニットを準備する。このステップ１５２０は、例えば、計算ユニットマネージャが移行時刻または移行ブロックの高さを予定することを含み得る。ステップ１５２０は、第１サブネットＳＮＡが、移行時刻または移行ブロック高さ以降に、移行計算ユニットのメッセージの受諾を停止して、第１サブネットＳＮＡが、移行計算ユニットの実行を停止して、および／または、移行時刻または移行ブロック高さ以降に、移行計算ユニットのユニット状態を変更することをさらに含み得る。
【0098】
ステップ１５３０において、移行ブロック高さの移行計算ユニットは、第１サブネットから第２サブネットに転送される。これは、例えば、図３ａから図３ｅを参照して説明されるように、さまざまな転送メカニズムで実行され得る。ステップ１５４０において、第２サブネットＳＮＢのノードは、移行計算ユニットをインストールする。ステップ１５５０において、第２サブネットＳＮＢのノードは、移行計算ユニットの起動に合意する。これは、特に、コンセンサスプロトコルを実行することで行い得る。最後に、ステップ１５６０において、第２サブネットのノードは、第２サブネットＳＮＢ上で転送された移行計算ユニットを起動し、実行する。
【0099】
図１６に、本発明の一実施形態による、計算ユニットを分散ネットワークの第１サブネットから第２サブネットへの移行するコンピュータ実装方法の方法ステップを含むフローチャート１６００を示す。分散ネットワークは、例えば、図１に示されるネットワーク１００として具体化し得る。
【0100】
ステップ１６１０において、中央制御装置２０は、第１サブネットＳＮＡに、第１サブネットの計算ユニットを、第２サブネットに移行される移行計算ユニットとして伝達する。第２のサブネットは、まだ存在しないので新たな作成が必要である。ステップ１６２０において、第１サブネットのノードは、それらのノード上に新たなレプリカ用のパーティションを作成することで、新たな第２サブネットを作成して開始する。ステップ１６３０において、移行計算ユニットは、第１サブネットから第２サブネットに内部的に、すなわち第１サブネットＳＮＡのそれぞれのノード内で転送される。移行前であっても、移行計算ユニットは移行状態にし得る。
【0101】
ステップ１６４０において、第２サブネットも実行する第１サブネットの複数のノードは、第２サブネット上に移行計算ユニットをインストールする。次に、ノードは、起動に合意するステップを実行し得る。ステップ１６５０において、第１サブネットおよび第２サブネットの複数のノードは、第２サブネット上で移行計算ユニットを起動して実行を開始する。ステップ１６６０において、第１サブネットの一部ではない追加の複数のノードを第２サブネットに追加し得る。ステップ１６７０において、第１サブネットの複数のノードを第２サブネットから削除し得る。これにより、移行が完了する。
【0102】
図１７を参照すると、例えば、図１ネットワーク１００の、本発明の実施形態によるネットワークノード１０のより詳細なブロック図が示されている。ネットワークノード１０は、計算機能を実行することができる計算ノードを構築する。したがって、概ね計算システムまたはコンピュータとして具体化され得る。ネットワークノード１０は、例えば、サーバコンピュータであり得る。ネットワークノード１０は、多数の他の汎用システム環境または構成で動作し得、または専用計算システム環境または構成で動作し得る。ネットワークノード１０は、コンピュータシステムが実行するプログラムモジュールなどのコンピュータシステム実行可能命令の一般的なコンテキストで説明し得る。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行するか、または特定の抽象データ型を実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、ロジック、データ構造などを含み得る。ネットワークノード１０は、汎用計算装置の形態で示される。ネットワークノード１０のコンポーネントは、それに限定されるものではないが、１つ以上のプロセッサまたは処理ユニット１７１５と、システムメモリ１７２０と、システムメモリ１７２０を含むさまざまなシステムコンポーネントをプロセッサ１７１５に結合するバス１７１６と、を含み得る。バス１７１６は、いくつかのタイプのバス構造のいずれかのうちの１つ以上を表す。ネットワークノード１０は、典型的には、さまざまなコンピュータシステム可読媒体を含む。システムメモリ１７２０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１７２１および／またはキャッシュメモリ１７２２などの揮発性メモリの形態のコンピュータシステム可読媒体を含み得る。ネットワークノード１７１０は、他の取り外し可能または取り外し不可で、揮発性または不揮発性コンピュータシステム記憶媒体をさらに含むことができる。ほんの一例として、記憶システム１７２３は、取り外し不可の不揮発性磁気媒体（図示せず、一般に「ハードドライブ」と称される）からの読み取りおよび書き込みの用に設置可能である。以下でさらに図示および説明するように、メモリ１７２０は、本発明の実施形態の機能を実行するように構成された一連のプログラムモジュール（例えば、少なくとも１つ）を有する少なくとも１つのコンピュータプログラム製品を含み得る。プログラムまたはユーティリティ１７３０は、一連のプログラムモジュール１７３１（少なくとも１つ）を有し、それに限定するものではないが、例えば、メモリ１７２０に格納し得、オペレーティングシステム、１つ以上のアプリケーションプログラム、他のプログラムモジュール、およびプログラムデータも格納し得る。オペレーティングシステム、１つ以上のアプリケーションプログラム、他のプログラムモジュール、およびプログラムデータ、またはそれらの任意の組合せの各々は、ネットワーキング環境の実装を含み得る。プログラムモジュール１７３１は、一般に、本明細書に記載の本発明の実施形態の機能および／または方法を実行する。プログラムモジュール１７３１は、特に、分散ネットワークをさせる動作コンピュータ実装方法の１つ以上のステップ、例えば、上述の方法の１つ以上のステップを実行し得る。ネットワークノード１０はまた、キーボードまたはポインティングデバイスなどの１つ以上の外部デバイス１７１７、ならびにディスプレイ１７１８と通信し得る。そのような通信は、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１７１９を介して行うことができる。さらに、ネットワークノード１０は、ネットワークアダプタ１７４１を通して、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、汎用ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、および／またはパブリックネットワーク（例えば、インターネット）などの１つ以上のネットワーク１７４０と通信可能である。いくつかの実施形態では、ネットワーク１７４０は、特に、複数のネットワークノード１０、例えば、図１に示されるネットワーク１００を備える分散ネットワークであり得る。
【0103】
本発明の態様は、システム、特に、複数のサブネットを備える分散ネットワーク、方法、および／またはコンピュータプログラム製品として具体化され得る。コンピュータプログラム製品は、プロセッサが本発明の態様を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令を有するコンピュータ可読記憶媒体（または複数の媒体）を含み得る。
【0104】
コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行装置が使用する命令を保持および格納可能な有形装置であり得る。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子記憶装置、磁気記憶装置、光記憶装置、電磁記憶装置、半導体記憶装置、またはこれらの任意の適切な組合せであり得るが、これらに限定されるものではない。コンピュータ可読記憶媒体は、本明細書で使用されるように、電波または他の自由に伝播する電磁波、導波管または他の伝送媒体を通って伝播する電磁波（例えば、光ファイバケーブルを通過する光パルス）、または配線を通して送信される電気信号などのそれ自体が一時的な信号であるもの、と解釈されるべきではない。
【0105】
本明細書で説明するコンピュータ可読プログラム命令は、それぞれの計算または処理装置に、コンピュータ可読記憶媒体、またはネットワーク、たとえば、インターネット、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワークおよび／またはワイヤレスネットワークを介して、外部コンピュータまたは外部記憶装置にダウンロード可能である。ネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、無線伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイコンピュータおよび／またはエッジサーバを含み得る。本発明の動作を実行するコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、機械命令、機械依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはSmalltalk、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含む１つ以上のプログラミング言語の任意の組合せで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかであり得る。
【0106】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、ネットワーク、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャートおよび／またはブロック図を参照して本明細書で説明される。
【0107】
本発明の実施形態によるコンピュータ可読プログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに提供されて、機械を生成し得る。これにより、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサで実行される命令が、フローチャートおよび／またはブロック図のブロックまたはブロックに指定された機能／動作を実装するための手段が生成される。これらのコンピュータ可読プログラム命令はまた、コンピュータ、プログラマブルデータ処理装置、および／または他のデバイスに特定の方法で機能するように指示可能であるコンピュータ可読記憶媒体に格納され得る。その格納された命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャートおよび／またはブロック図または複数のブロックにおいて指定された機能／動作の態様を実装する命令を含む製品を備える。
【0108】
コンピュータ可読プログラム命令はまた、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、または他のデバイス上にロードすることで、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、または他のデバイス上で実行される一連の動作ステップをコンピュータ、他のプログラマブル装置、または他のデバイス上で実行されるコンピュータ実装プロセスを生成し得る。これにより、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、または他のデバイス上で実行される命令は、フローチャートおよび／またはブロック図または複数のブロックにおいて指定される機能／動作を実装する。
【0109】
図示したフローチャートおよびブロック図に、本発明のさまざまな実施形態による、ネットワーク、システム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実装形態のアーキテクチャ、機能、および動作を示す。この点に関して、フローチャートまたはブロック図の各ブロックは、特定の論理機能を実装する１つ以上の実行可能命令を備える、モジュール、セグメント、または命令の一部を表し得る。いくつかの代替的な実装形態では、ブロックに記載された機能は、図に記載された順序から外れて発生し得る。例えば、連続して示される２つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行され得る。また、これらのブロックは、関与する機能に応じて逆の順序でも実行され得る。
【0110】
本明細書には、本発明の現状で好ましい実施形態が示され記載されているが、本発明は、それらに限定されるものではなく、特許請求の範囲内で、他の方法でさまざまに具体化され実施され得ることが明確に理解されるものである。
【図1】
【図2】
【図3a】
【図3b】
【図3c】
【図3d】
【図3e】
【図4a】
【図4b】
【図4c】
【図4d】
【図4e】
【図4f】
【図4g】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【国際調査報告】