基于DHT的物联网资源寻址关键技术研究

论文摘要

随着电脑的普及,互联网上的资源已经远远不能满足人类的需求。于是,物联网的发展成为一种潮流。构建物联网的关键条件是实现对资源的寻址,这涉及实体编码规范和资源寻址系统两个问题。目前,虽然参与物联网研究的组织很多,但是大都持有自己的标准,而且,现有的资源寻址系统寻址能力有限,缺乏对资源的分级管理。本研究的目的是设计一个具有一定普遍适用性的实体编码规范,并基于该规范开发一个采用了改进了的分布式哈希表(Distributed Hash Table,DHT)的物联网资源寻址系统。本文结合日本uID Center制定的uCode实体编码规范和中国商务部国际电子商务中心制定的商务产品编码(Commerce Product Code,CPC)实体编码规范的优点,设计了一种新的编码规范。该编码采用固定长度,属于树状层次模型,对实体的种类和数量有明确区分。本文在微软设计的SkipNet覆盖网的基础上,对节点的存储结构和消息的路由算法进行了改进,设计了一个资源寻址系统。该系统主要由实体编码寻址和实体信息寻址两个模块组成,前者负责将实体的编码解析为统一资源标识符(Uniform Resource Identifier,URI),后者负责根据该URI进行实体编码信息的加入、查询和退出。本文通过网络模拟的方式对设计的物联网资源寻址系统的功能和性能进行了测试。实验结果表明,该系统在资源查找和节点失效两方面的功能良好。随着网络中节点数量的增加,平均查找时间和平均查找跳数具有较优的O(logN)性能;节点失效基本上只对退出网络的节点的查找有影响,对未失效节点影响极小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文的工作和安排
• 第2章 资源寻址关键技术
• 2.1 概述
• 2.2 实体编码规范
• 2.2.1 uCode 编码
• 2.2.2 CPC 编码
• 2.3 基于DHT 的资源寻址系统
• 2.3.1 Chord 分析
• 2.3.2 Pastry分析
• 2.3.3 SkipNet 分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 物联网资源寻址
• 3.1 总体设计
• 3.1.1 需求分析
• 3.1.2 设计目标
• 3.1.3 体系结构
• 3.2 实体编码方案
• 3.2.1 问题描述
• 3.2.2 编码规范
• 3.3 资源寻址方案
• 3.3.1 问题描述
• 3.3.2 基本策略
• 3.4 实体编码寻址设计
• 3.4.1 解析策略
• 3.4.2 哈希算法
• 3.5 实体信息寻址设计
• 3.5.1 寻址策略
• 3.5.2 节点路由算法
• 3.5.3 节点加入算法
• 3.5.4 节点退出算法
• 3.6 本章小结
• 第4章 实验设计及结果分析
• 4.1 实验环境
• 4.2 实验方案
• 4.2.1 系统功能测试方案
• 4.2.2 系统性能测试方案
• 4.3 系统功能分析
• 4.3.1 资源查找功能分析
• 4.3.2 节点失效功能分析
• 4.4 系统性能分析
• 4.4.1 平均查找时间
• 4.4.2 平均查找跳数
• 4.4.3 节点失效性能
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢