基于多级chord的物联网ONS解析系统研究与实现

摘要

物联网中的信息具有动态变化性强、数据量大、安全性要求高以及存储地址分散等特点，而现有的标识解析服务（ONS）机制主要有基于互联网DNS域名解析的ONS解析机制和基于结构化分布式P2P技术的ONS解析机制，其中DNS-ONS解析机制采用集中式的C/S工作模式，并且标识解析中需要将物品EPC编码转化为域名格式，这会导致根服务器性能瓶颈、扩展性差、查询开销和查询延迟大等问题，而结构化P2P-ONS解析机制中由于节点异构性、物理地址与逻辑路由地址不匹配等问题造成信息查询效率并不可观，其稳定性能在物联网动态网络环境中也并不理想。
　　本文深入研究了现存的基于DNS的ONS解析系统以及基于结构化P2P的ONS解析系统，在分析各自的优缺点的基础上提出了一种基于多级 Chord的ONS解析系统结构，并以基于两级chord的ONS（TLChord-ONS）解析系统为例进行详细的分析。本文提出的TLChord-ONS解析系统具有以下优势：系统使用EPCIS服务节点代替提供查询服务的ONS服务器以及EPCIS信息服务器，直接利用物品标识进行解析，取消了域名转换的过程，降低了查询开销；系统根据物品EPC编码中的域名管理字段将节点分为超级节点和普通节点，有效的解决了结构化P2P网络中节点异构性以及逻辑地址与物理地址匹配度不高的问题，提高了查询效率；针对TLChord-ONS系统本文提出基于节点性能的路由策略，即在节点性能较好的上层网络使用改进的基于节点距离的双向Chord路由算法，在节点性能较差的下层网络引入索引缓存机制，根据节点呈现出的异构性充分的利用各个节点，进一步提高系统搜索性能。
　　最后，本文通过PeerSim仿真模拟器对TLChord-ONS网络以及基于结构化P2P技术的Chord-ONS网络的路由性能进行仿真并对比分析，结果表明随着节点网络规模的不断扩大，基于节点性能的TLChord路由机制在查询跳数、查询延时以及稳定性方面都优于结构化Chord路由机制，更适用于动态变化、信息量巨大的物联网环境。

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第1章 绪论

1.1课题来源

1.2课题的研究背景与意义

1.3国内外研究现状

1.4本文主要研究的内容与结构

第2章 基于DNS的标识解析系统

2.1 EPC编码技术

2.2 DNS-ONS解析系统分析

2.3本章小结

第3章 基于P2P的标识解析系统

3.1 P2P网络结构

3.2 基于结构化P2P的ONS解析系统

3.3本章小结

第4章 基于多级Chord的ONS解析系统

4.1多级Chord-ONS解析系统结构设计

4.2 TLChord-ONS系统路由性能分析与改进

4.3信息存储与查询的主要思想

4.4超级节点的选取

4.5节点的加入和退出

4.6本章小结

第5章 仿真与分析

5.1PeerSim模拟器

5.2仿真设计与配置

5.3仿真结果与分析

5.4本章小结

第6章 总结与展望

6.1本文工作总结

6.2下一步研究方向

致谢

参考文献