基于P2P的物联网信息发现服务的研究

摘要

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。通俗地讲，物联网就是一个“物物相连的互联网”，它是在互联网的基础上，引入射频识别技术(RFID RadioFrequency Identification)，并将用户端延伸到任何物体与物体之间的新型网络。物联网的最终目标就是把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。因此，物联网也需要一个类似互联网中DNS的寻址系统，用于实现物联网中物品的识别、定位、信息查询和信息交互等功能。这就是物联网中的信息发现服务，目前各大国际组织都在积极研究该项服务，但是并没有特别成熟的全球统一标准。
　　 本文从物联网中物品的编码和信息存储入手，分析了物联网寻址的独特性，找出了物联网寻址与互联网寻址的不同之处。在对现有物联网信息发现机制的详细分析的基础上，指出现有机制存在延迟大、根服务器查询瓶颈、查全率低、不能实现动态查询等问题。然后借鉴BRIDGE项目提出的请求传播模式的发现服务，提出了基于半分布式P2P网络的物联网信息发现机制，并在该机制中运用Chord算法实现超级节点层的路由选择。该机制的主要创新点有：⑴该机制采用半分布式的P2P结构，实现信息的分布式存储，从而达到网络节点的均衡负载；⑵基于Chord算法的超级节点层实现了路由信息的快速转发，提高了查询效率；⑶超级节点的映射表中直接实现物品编码到服务器IP地址的映射，简化了物品信息发现机制的流程；⑷实现了物品的动态查找，保证了较高的查全率。最后运用网络仿真工具NS2对基于P2P网络的发现服务进行仿真，验证了超级节点层路由的正确性，并与原有的C/S模式的发现服务进行对比，从网络吞吐量、网络时延两个方面说明了本文提出的发现机制的优越性。