[發明專利]一種基于兩層DHT的物聯網信息查詢方法及系統

有效

• 申請號: 201310662321.3
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103678572B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 劉陽;李馨遲
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算機網絡信息中心
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙)11200
• 代理人: 余長江

技術領域

本發明涉及一種物聯網中信息追溯查詢方法及系統，特別涉及一種基于兩層DHT（分布式哈希表）的物聯網信息追溯查詢方法及系統，屬于物聯網信息追溯查詢領域。

背景技術

隨著“物-物”相連的物聯網（Internet?of?Things，IoT）時代來臨，越來越多的資源對象被接入網絡中成為智能物體。思科公司預測到2020年將有超過500億智能設備聯網。而聯通物理世界和計算世界、人類社會，形成人機物三元協同社會的首要前提就是通過唯一標識來定位和追蹤智能物體，從而實現有效的管理和控制。其中，定位（track）是對目標對象當前所處位置的查詢，例如物流管理的調度者可查詢標識為i_A的物品已經運動到了什么位置；追蹤（trace）則是對歷史軌跡的查詢，例如消費者可以查詢標識為i_B的食品從生產、加工、物流到最后銷售所經歷的路徑軌跡。但無論定位還是追蹤，衡量資源對象是否具有可追溯性（Traceability）的關鍵都在于物體經過不同節點時是否能夠遺留與其身份標識相關的信息記錄。通過查詢這樣的信息記錄就可以確定一個物品的歷史、位置以及其它應用情況。具體的標識手段多種多樣，例如射頻標識技術（Radio-frequency?identification，RFID）就是這樣一種無需直接接觸的自動化標識與數據采集技術。

統一將物聯網資源對象的身份標識符記作Identifier，標識相關的信息記錄（Information?Record，IR）將被分散的存儲在不同的信息服務器（Information?Server，IS）中。可以用來在網絡上獲取信息記錄的地址標識符記作Locator，兩者之間的映射關系“Identifier→Locator”稱為映射記錄（Mapping?Record，MR），存儲這一索引信息的服務器稱為解析服務器（Resolution?Server，RS）。因此，對于追溯服務（Traceability?Service，TS），基本目標就是如何以Identifier為查詢入口，借助標識解析服務（Name?Resolution?Service，NRS）從一個或者多個RS中獲取關聯的locator，從而查詢各相關IS，最終得到該物聯網資源完整的信息記錄。

目前，物聯網中針對信息追溯查詢的方法可以分為三類：

1）集中式數據倉庫：即維護統一的全局數據倉庫，將所有標識的信息記錄全部復制到該數據倉庫中。這一方法雖然容易實現，但實際可行性很差。由于信息記錄的數據體量相當龐大，該方案在存儲和查詢方面都將面臨巨大的負載壓力。此外，如果采用該方案，信息記錄的原始創造者也將完全失去對數據的隱私性保護。

2）集中式索引機制：不同于集中式數據倉庫，該方案僅將映射記錄而非全部的信息記錄上傳到中央服務器。但隨著映射記錄數據量的急速膨脹，集中式RS仍將面臨嚴重的存儲負載和查詢壓力，成為新的瓶頸。造成了不同商業競爭者之間對RS管理權的爭奪，也限制了系統靈活性，需要所有參與者采用統一的注冊和查詢接口。

3）分布式索引機制：各RS組成合作的協同網絡，將映射記錄分布到不同的RS進行存儲和提供查詢。節點間的合作方式可以是基于層次化架構組網，例如類似域名服務系統（Domain?Name?System，DNS）的樹狀結構；也可以是基于扁平化架構組網，例如類似分布式哈希表（Distributed?Hash?Table，DHT）的對等結構。

現有的分布式索引機制仍然存在如下缺點：

1)查詢延遲高。

2)不能真正保證信息多源性。

3)可擴展性差。

究其根本原因，在于對追溯服務的本地性（Locality）缺乏重視。

如果基于層次化的網絡架構來組織追溯服務。可根據管理域之間的組織關系分級授權，但存在負載不均的缺點，對上層節點壓力較大。