面向服务的未来互联网感知服务发现方法研究

摘要

为了从根本上解决当今互联网存在可扩展性，安全性，可管可控性等诸多问题，近年来国内外的学者先后提出了各种新型的未来互联网体系架构。但是不管何种体系架构，要从根本上增强互联网的管控能力，需要对网络拥有强大的感知能力，以做出正确的管控决策。面向服务的未来互联网将感知信息作为一种创新的服务和应用来增强网络的感知能力。随着未来产生的多源、异构、海量的感知服务信息，如何快速发现和获取所需的感知服务信息成了必须要解决的重要问题之一。
　　 现有的服务发现架构分为集中式和分布式两大类，集中式发现存在单点失效、负载过重等问题;分布式发现存在查询不灵活等问题。为解决上述问题，研究分布式的感知服务发现方法。本文的研究工作是在重庆市自然科学基金项目“面向服务的未来互联网体系结构与机理研究”的资助下完成的。论文的主要工作与贡献包含以下几个方面:
　　 1.给出面向服务的感知服务发现系统架构（CIASD）。针对集中式服务注册的单节点失效从而导致服务失效和瓶颈问题，CIASD采用基于P2P的思路去掉集中式的架构来改善系统的可扩展性和健壮性。针对感知服务查询对低时延，高效率的需求，同时保证灵活的查询方式，提出双向查询路由机制。该双向路由机制通过增加路由表项，以消耗一定的路由表内存为代价换取了低时延，高效率的性能。
　　 2.给出分层的感知服务信息模型，实现灵活的感知服务发现。针对未来感知服务系统中用户对于灵活查询感知信息的需求，服务标识被分为四层描述，包括服务名称、描述、属性集和提供者，使CIASD能实现三种灵活的查询方式，即特定感知服务查询、特定功能服务查询和服务类查询。
　　 3.提出基于渗透作用的负载均衡算法。针对在感知服务注册时，由于服务类的大小存在一定的差异导致的负载不均衡问题，提出负载均衡算法。该算法将节点作为溶剂，服务标识为溶质，让溶剂从溶质浓度低的地方“流”到浓度高的地方，实现了整个网络的负载均衡。该算法不需要对现有的架构进行重大改变，只需通过简单添加一个负载均衡代理和一个消息类型，就可以调节网络负载，实现负载均衡。
　　 4.利用仿真工具OverSim从查询路由跳数，查询时延两个方面对本文提出的感知服务发现方法进行了仿真分析，结果表明该方法可以有效的完成感知服务发现功能，并可解决单点失效问题。

目录

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摘要

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第一章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要工作以及贡献

1．4 论文的组织结构

第二章 未来互联网感知系统概念与服务发现研究现状

2．1 未来互联网感知系统概念

2．1．1 未来互联网架构与网络感知

2．1．2 感知服务简介

2．1．3 面向服务的感知系统概念模型

2．2 服务发现研究现状

2．2．1 集中式服务发现方法

2．2．2 分布式注册服务发现方法

2．3 本章小结

第三章 基于Chord的感知服务发现系统架构(CIASD)

3．1 问题分析

3．2 CIASD的网络拓扑结构

3．3 CIASD的双向路由机制

3．3．1 Chord的路由机制

3．3．2 CIASD的双向路由机制

3．4 CIASD的网络更新机制

3．5 CIASD网络安全机制

3．6 本章小结

第四章 CIASD架构中感知服务的注册与发现

4．1 感知服务描述模型与服务标识(SID)

4．2 感知服务的注册

4．2．1 一般的基于Chord的服务注册方法

4．2．2 CIASD感知服务的注册

4．2．3 基于渗透作用的负载均衡算法

4．3 感知服务发现

4．3．1 精确感知服务发现

4．3．2 特定功能服务查询

4．3．3 感知服务类发现

4．4 本章小结

第五章 仿真实验与结果分析

5．1 仿真工具OMNeT++、INET、OverSim介绍

5．1．1 OMNET++介绍

5．1．2 INET拓扑生成器介绍

5．1．3 OverSim介绍

5．2 实验数据介绍

5．2．1 移动互联网数据集介绍

5．2．2 数据处理过程及结果

5．3 仿真设置

5．3．1 仿真目的

5．3．2 仿真设置

5．3．3 仿真环境

5．4 仿真结果与分析

5．4．1 精确感知服务发现性能

5．4．2 特定功能的服务发现

5．4．3 服务类查询性能

5．5 本章小结

第六章 总结及展望

6．1 论文总结

6．2 展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的研究成果