一种基于主动缓存算法的发现服务方法技术

本发明专利技术公开了一种基于主动缓存算法的发现服务方法。本方法为：1)将发现服务网络中每个节点的存储空间划分出本地数据存储区和副本数据存储区；2)当一信息服务器IS读取物品A的RFID标识后，向结构化P2P网络中的一节点nj发送一注册请求；3)节点nj将该注册请求发送给其家乡节点ni；3)家乡节点ni根据该注册请求创建一条新记录或更新对应已有记录，并创建或更新该记录加速节点的副本；4)节点将收到的查询请求路由到对应的家乡节点或加速节点进行查询并返回记录给查询终端。本发明专利技术不仅能够兼容不同的RFID编码标准，而且具有更低的平均查询时延、更强的系统处理性能，并且能够有效的抵御DoS攻击。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于网络

技术介绍
射频识别（RadioFrequencyIdentification,RFID)技术能够通过无接触的信 息传递达到物品标识自动识别的目的，因此，在全球范围内被广泛应用于生产、物流和零售 等多个行业。根据IDTechEx的预测，在2020年之后，全球仅物流行业每年就需要万亿级 的RFID标签。随着海量的RFID标识的物品在全球范围的供应链中流通，与这些物品相关 的信息将随机、动态的存储在供应链中各个企业的信息服务器（InformationServer,IS) 中。这些属于不同企业的IS分布于世界各地，并且相互之间没有必然的关系，因此，如果不 存在一种类似于搜索引擎的服务，用户将无法获取自己所关心的物品在供应链中的相关信 息，从而不能实现对物品的跟踪和追溯。因此，发现服务(^DiscoveryService,DS)被提出， 通过提供一种查询服务，为用户提供物品RFID标识与存储该物品相关信息的多个企业IS 地址之间的映射服务，以帮助用户获取物品在供应链中的信息，实现对物品的跟踪和追溯。 DS是用户获取物品在全球供应链中相关信息的入口，具有非常重要的价值。 根据DS的应用场景和相关研宄，对DS的需求进行了深入的分析和总结，DS必须 满足以下功能性需求： 1)强大的抗拒绝服务（DenialofService,DoS)攻击能力： 当前，全球范围内的DoS攻击和分布式拒绝服务（DistributedDenialof Service,DDoS)攻击（统称为DoS攻击）事件层出不穷，并且导致了严重的后果。例如， 2002年10月，针对全球域名系统（DomainNameService,DNS)根服务器的DoS攻击，使13 台根DNS服务器中的9台不能正常运行，导致全球范围内大部分网站和服务无法访问。因 此，DS作为用户获取物品在全球供应链中相关信息的入口，具有重要的商业价值，必须能够 有效的抵御DoS攻击，以为用户提供稳定、可靠的服务。 2)高效的系统性能： 如前所述，全球供应链中RFID标识的物品数量将达到万亿级，海量的物品信息随 机、动态的存储在全球范围内各个企业的IS中，因此，DS作为用户获取物品在供应链中相 关信息的入口，必须能够处理全球范围内大规模的用户查询请求。此外，为了支持用户实时 的对全球范围内供应链中的物品进行跟踪和追溯，DS必须具有较低的平均查询时延，能够 高效的在海量的数据中进行检索，并将结果及时的返回给用户。 3)兼容不同的RFID编码标准： 当前，不同的机构提出了多种不同的RFID编码标准。例如，EPCglobal提出的EPC 系列编码标准、uIDCenter提出的ucode编码标准以及中国商务部提出的CPC编码标准等。 这些RFID编码标准相互之间不能兼容，并且存在冲突。由于当前及未来，这些由不同机构 提出的RFID编码标准都将被用于全球供应链中物品的标识，因此，DS作为用户获取物品在 全球供应链中信息的入口，必须能够兼容不同的RFID编码标准。 到目前为止，BRIDGE等分别提出多种具体的DS设计方案。根据DS体系结构的不 同，当前主流的DS设计方案基本可以分为基于树状拓扑结构的DS和基于结构化P2P网络 的DS两大类。基于树状拓扑结构的DS，具有平均查询时延小的优点，但是缺点在于系统中 存在性能瓶颈，例如，根节点和上层节点，并且易于被DoS攻击。基于结构化P2P网络的DS 具有良好的系统可扩展性、自组织性和鲁棒性等优点，并且具有一定的抵御DoS攻击的能 力，但是缺点在于平均查询时延较大，不适合在时延敏感的服务中应用。此外，已有的DS设 计方案没有考虑兼容不同RFID编码标准的需求。综上所述，已有的DS设计方案不能满足 DS的实际应用需求。
技术实现思路
针对当前已有DS研宄的不足，本专利技术基于结构化P2P网络和PCache主动缓存算 法（ProactiveCachingAlgorithm)提出一种称为PCacheDS的DS方法。与已有的DS设 计方案相比，本专利技术的PCacheDS不仅能够兼容不同的RFID编码标准，而且具有更低的平均 查询时延、更强的系统处理性能，并且能够有效的抵御DoS攻击。 本专利技术的技术方案为： ，其步骤为： 1)将发现服务网络中每个节点的存储空间划分出本地数据存储区和副本数据存 储区；其中，所述发现服务网络为结构化P2P网络；节点的本地数据存储区用于存储该节点 负责管理的一段结构化P2P网络分布式散列表DHT标识区间范围内的记录，副本数据存储 区用于存储其它节点上记录的副本； 2)当一信息服务器IS读取物品A的RFID标识后，向结构化P2P网络中的一节点 h发送一包含该RFID标识和IS地址信息的注册请求； 3)节点h根据该注册请求在结构化P2P网络中确定一对应家乡节点ni，并将该注 册请求发送给该家乡节点ni; 4)家乡节点~在接收到该注册请求后，将在本地数据存储区创建一条新记录或更 新对应已有记录，然后计算该记录的数字签名并将其放在该记录的尾部； 5)家乡节点叫创建或更新该记录的副本：如果为新记录，则创建该记录的m个副 本，分别存到距离家乡节点^最近的m个节点的副本数据存储区，该m个节点称为该记录 的加速节点；如果为记录更新，则对该记录在其加速节点上的副本进行更新； 6)当结构化P2P网络中的节点收到一查询请求时，该节点根据该查询请求中的 RFID标识将该查询请求路由到对应的家乡节点或加速节点进行查询并返回记录给查询终 端； 7)该查询终端根据返回记录中的IS地址访问信息服务器IS进行查询。 进一步的，所述RFID标识包括RFID编码标准的0ID前缀和RFID编码标准的标识 ID，每一种RFID编码标准分配一唯一的0ID前缀；信息服务器IS读取物品A的RFID标识 时，根据0ID前缀确定该RFID的编码标准，然后才有对应的编码标准对该RFID的标识ID 进行解码。 进一步的，所述家乡节点采用PCache副本放置策略确定每一记录的副本数量，并 将副本存储在对应节点上。 进一步的，所述每个节点的副本数据存储区都采用LRU算法对其存储的副本进行 维护。 进一步的，所述步骤3)中，将该注册请求中的RFID哈希值作为该注册请求的key， 然后根据该key值在结构化P2P网络中进行路由，如果该key值在某个节点所管理的DHT标识区间内，则这个节点为其家乡节点。 进一步的，所述家乡节点计算所存储记录的检验和，并对该检验和使用其私钥签 名，然后将自己的公钥和数字签名添加在记录的尾部。 进一步的，对于每一记录cx，所述家乡节点周期性的汇总记录cx在其1/h加速节 点上的查询量，以计算一个周期内该记录cx的查询总量；然后所述家乡节点对其上所有记 录在一个周期内的查询总量进行估算，得到该记录cx的流行性？!￡，即一个周期内该记录(^ 的查询总量与所有记录的查询总量的比值；该记录cx副本的数量与其流行性成正比。 进一步的，如果记录的家乡节点失效，则将距离该记录的家乡节点距离最近的节 点，将成为作为该记录的新的家乡节点。 进一步的，所述查询终端收到返回的记录后，将根据记录中包含的数据签名和家 乡节点的公钥对该记录的完整性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于主动缓存算法的发现服务方法，其步骤为：1)将发现服务网络中每个节点的存储空间划分出本地数据存储区和副本数据存储区；其中，所述发现服务网络为结构化P2P网络；节点的本地数据存储区用于存储该节点负责管理的一段结构化P2P网络分布式散列表DHT标识区间范围内的记录，副本数据存储区用于存储其它节点上记录的副本；2)当一信息服务器IS读取物品A的RFID标识后，向结构化P2P网络中的一节点nj发送一包含该RFID标识和IS地址信息的注册请求；3)节点nj根据该注册请求在结构化P2P网络中确定一对应家乡节点ni，并将该注册请求发送给该家乡节点ni；4)家乡节点ni在接收到该注册请求后，将在本地数据存储区创建一条新记录或更新对应已有记录，然后计算该记录的数字签名并将其放在该记录的尾部；5)家乡节点ni创建或更新该记录的副本：如果为新记录，则创建该记录的m个副本，分别存到距离家乡节点ni最近的m个节点的副本数据存储区，该m个节点称为该记录的加速节点；如果为记录更新，则对该记录在其加速节点上的副本进行更新；6)当结构化P2P网络中的节点收到一查询请求时，该节点根据该查询请求中的RFID标识将该查询请求路由到对应的家乡节点或加速节点进行查询并返回记录给查询终端；7)该查询终端根据返回记录中的IS地址访问信息服务器IS进行查询。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，孔宁，李晓东，阎保平，
申请(专利权)人：中国互联网络信息中心，
类型：发明
国别省市：北京;11