一种基于边缘计算的工业互联网标识解析缓存系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于边缘计算的工业互联网标识解析缓存系统及方法，该系统具有客户端、边缘缓存子系统以及标识解析子系统。该边缘缓存子系统设置在客户端与标识解析子系统之间，设有分级存放标识码的缓存区，当对标识解析时，先通过边缘缓存子系统采用Hash算法高效查询，能快速定位标识解析结果，减少查询次数，实现一定范围内的标识解析缓存功能。此外，还由于设置了解构标识符来区分解构类型，因此标识解析子系统在标识解析时，只需根据解构标识符，逐级进行标识解析即可，省略了大量的迭代解析步骤，极大降低了标识解析过程中查询递归节点、国家顶级节点、行业二级节点和企业节点的次数，提升了标识解析查询效率，实现了标识的高性能解析。识的高性能解析。识的高性能解析。

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算的工业互联网标识解析缓存系统及方法


[0001]本专利技术属于信息技术处理领域，具体涉及一种基于边缘计算的工业互联网标识解析缓存系统及方法。

技术介绍

[0002]随着物联网、5G和工业技术的发展，工业互联网已成为新兴研究领域。由于工业生产的特殊性，对标识解析服务的时延、安全性、稳定性都提出了更高要求。传统DNS标识主体单一、解析结果僵化、安全保护薄弱无法满足工业互联网要求。工业互联网标识解析系统类似于域名解析系统，用户可以通过它来访问保存机器、物料、零部件和产品等相关信息的服务器，是实现资源互联互通的关键基础设施，主流的标识解析体系主要有Handle、GS1和OID等，目前多用于流通环节的供应链管理、产品溯源等场景中。
[0003]工业互联网标识解析体系主要由标识编码和标识解析两部分构成，标识编码指为人、机、物等实体对象和算法、工艺等虚拟对象赋予全球唯一的身份标识，类似于互联网中的名字服务；标识解析指通过标识编码查询标识对象在网络中的服务站点，类似于互联网中的域名解析服务。
[0004]整个工业互联网标识解析架构体系包括顶级节点、二级节点、递归节点和企业节点。递归节点服务器是标识解析体系的关键入口设施，通过缓存等技术手段提升整体服务性能。当递归服务器收到客户端的标识解析请求时，首先查看本地缓存是否有缓存查询结果，如果没有，则向工业互联网顶级节点请求获取二级节点服务器位置信息。递归服务器继续向二级节点服务器请求查询标识，直至最终获取标识对应的信息，将其返回给客户端，并将请求结果进行缓存。缓存功能可以有效的提高标识解析的效率并减少带宽的消耗。递归服务器缓存的高效运转是保证递归服务乃至整体标识解析服务水平的一个关键因素。
[0005]由于企业标识注册的信息存储在二级节点，从上述常规的缓存流程可以看出，当递归服务器没有缓存结果或者缓存过期，需要与顶级节点交互获取二级节点对应的IP地址，随着工业互联网标识解析的大量应用，这将导致递归节点频繁地与顶级节点交互，造成顶级节点响应压力。
[0006]为了解决上述问题，申请号为202011055034.2的专利公开了一种新型的工业互联网标识解析递归服务器的缓存方法和系统。该方案保持递归服务器原有的缓存方法不变，同时，新建二级节点缓存队列用于缓存二级节点对应的IP地址信息，这样若递归服务器本地没有缓存，可以查看二级节点缓存队列是否有二级节点地址，若有直接向二级节点发起请求获取对应的标识信息，减少与顶级节点的交互操作，从而减轻顶级节点压力和带宽负载。虽然此方法在一定程度上可以减轻顶级节点的压力，然而随着标识解析量日益庞大，其并不能解决实际问题。
[0007]面对日益庞大的日平均标识解析量，为了实现标识解析信息快速查询问题，申请号为202111179483.2的专利在标识解析体系中加入算力网络，通过算力网络在标识解析体系中快速查找标识解析信息，从而解决了标识解析信息查询速度不能满足用户需求的问
题。此方法虽然在一定程度上可以缓解顶级节点，二级节点和企业节点的压力，然而递归节点依旧是影响查询效率的关键瓶颈。
[0008]申请号为202111491698.8的专利提供了一种标识的代理转发方法、标识的代理转发服务器及计算机可读存储介质，利用了标识中的会话标识符，提高句柄标识解析查询的效率，有效地降低了标识解析查询缓存的时延。然而此方案只是通过会话标识符将标识与多个递归服务器中的某个服务器进行了关联，省去了查询标识过程中选择目标递归服务器的操作，在一定程度上可以提高标识查询效率，因此也存在着一定的局限性。
[0009]根据工业互联网整体架构定义，当客户端发起查询请求的时候，可以由递归节点代替客户端，分别访问国家节点/二级节点/企业节点，然后将查询的结果返回给客户端，并且同步将查询结果保存在递归节点本地缓存，从而达到快速响应客户查询的目的。但是在递归节点本地缓存没有结果的条件下，递归节点还是需要分别访问国家节点、二级节点、企业节点。
[0010]因此，在工业互联网领域，标识解析需要一套高性能标识解析系统，这就需要把递归解析系统与标识代理缓存系统分离。但是现有的标识递归解析系统只专注于标识的迭代解析，即在各级服务器中迭代查询标识以获得标识的解析结果，这种迭代解析产生的迭代流量较大，并且效率相对较低。
[0011]面对未来标识解析需求量日益庞大的趋势，如何减轻工业互联网标识解析系统的工作负荷，提升标识解析效率以及克服现有标识解析技术缺陷的问题亟待解决。

技术实现思路

[0012]为解决上述问题，提供一种减轻标识解析系统负荷、减少节点访问次数的高效的标识解析方案，本专利技术采用了如下技术方案：
[0013]本专利技术提供了一种基于边缘计算的工业互联网标识解析缓存系统，用于对标识进行解析和查询，其特征在于，包括：多个客户端；边缘缓存子系统；以及标识解析子系统；其中，客户端用于向边缘缓存子系统发起待解析标识的标识解析请求，边缘缓存子系统具有缓存区1、缓存区2以及边缘解析控制器，缓存区1存储有完整标识码与解析结果的关联关系，缓存区2存储有各级主标识码与对应的节点地址信息的关联关系，边缘解析控制器根据接收到的标识解析请求，在缓存区1中查询待解析标识的完整标识码，并判断缓存区中是否存在与该完整标识码相匹配的解析结果，一旦判断为是，边缘缓存子系统就将解析结果作为待解析标识码的最终解析结果返回给客户端，一旦判断为否，边缘解析控制器就对该完整标识码进行不同类型的解构，生成对应的解构标识符和主标识码，并在缓存区2中查询是否存在与主标识码相匹配的节点地址信息，并将查询结果、解构标识符以及完整标识码一起发送给标识解析子系统，标识解析子系统具有递归节点，递归节点根据接收到的解构标识符对完整标识码不解构直接进行标识解析，从而获取该完整标识码和对应的最终解析结果的关联信息并附对应的标识码符，或执行对应类型的解构后进行逐级标识解析，从而获取完整标识码和对应的最终解析结果的关联信息和对应的标识码符，以及其他级别的主标识码与对应的解析地址信息的关联信息和对应的标识码符，递归节点将标识解析得到的结果发送给边缘缓存子系统，边缘缓存子系统将接收到的结果中的完整标识码所对应的最终解析结果返回给客户端。
[0014]本专利技术提供的基于边缘计算的工业互联网标识解析缓存系统，还可以具有这样的技术特征，其中，完整标识码由标识前缀和标识后缀组成，标识前缀的标识字段包括国家代码、行业代码和企业代码，标识后缀的标识字段至少包括对象代码，将完整标识码从后向前依次去掉各标识字段得到各级主标识码，分别为三级主标识码、二级主标识码和一级主标识码，被去掉的部分依次对应为一级副标识码、二级副标识码和三级副标识码，标识码符用于表示不同的标识码，完整标识码的标识码符为3，三级主标识码包含国家代码、行业代码和企业代码，对应的标识码符为2，二级主标识码包含国家代码和行业代码，对应的标识码符为1，一级主标识码包含国家代码，对应的标识码符为0，一级副标识码包含标识后缀，二级副标识码包含企业代码和标识后缀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的工业互联网标识解析缓存系统，用于对标识进行解析查询，其特征在于，包括：多个客户端；边缘缓存子系统；以及标识解析子系统；其中，所述客户端用于向所述边缘缓存子系统发起待解析标识的标识解析请求，所述边缘缓存子系统具有缓存区1、缓存区2以及边缘解析控制器，所述缓存区1存储有完整标识码与解析结果的关联关系，所述缓存区2存储有各级主标识码与对应的节点地址信息的关联关系，所述边缘解析控制器根据接收到的所述标识解析请求，在所述缓存区1中查询所述待解析标识的完整标识码，并判断缓存区1中是否存在与该完整标识码相匹配的解析结果，一旦判断为是，所述边缘缓存子系统就将解析结果作为所述待解析标识码的最终解析结果返回给所述客户端，一旦判断为否，所述边缘解析控制器就对该完整标识码进行不同类型的解构，生成对应的解构标识符和主标识码，并在所述缓存区2中查询是否存在与所述主标识码相匹配的节点地址信息，并将查询结果、所述解构标识符以及所述完整标识码一起发送给所述标识解析子系统，所述标识解析子系统具有递归节点，所述递归节点根据接收到的解构标识符对完整标识码不解构直接进行标识解析，从而获取该完整标识码和对应的最终解析结果的关联信息并附对应的标识码符，或执行对应类型的解构后进行逐级标识解析，从而获取完整标识码和对应的最终解析结果的关联信息和对应的标识码符，以及其他级别的主标识码与对应的解析地址信息的关联信息和对应的标识码符，所述递归节点将标识解析得到的结果发送给所述边缘缓存子系统，所述边缘缓存子系统将接收到的结果中的完整标识码所对应的最终解析结果返回给客户端。2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的工业互联网标识解析缓存系统，其特征在于：其中，所述完整标识码由标识前缀和标识后缀组成，所述标识前缀的标识字段包括国家代码、行业代码和企业代码，所述标识后缀的标识字段至少包括对象代码，将所述完整标识码从后向前依次去掉各标识字段得到各级所述主标识码，分别为三级主标识码、二级主标识码和一级主标识码，被去掉的部分依次对应为一级副标识码、二级副标识码和三级副标识码，所述标识码符用于表示不同的标识码，所述完整标识码的标识码符为3，所述三级主标识码包含国家代码、行业代码和企业代码，对应的标识码符为2，所述二级主标识码包含国家代码和行业代码，对应的标识码符为1，所述一级主标识码包含国家代码，对应的标识码符为0，所述一级副标识码包含标识后缀，
所述二级副标识码包含企业代码和标识后缀，所述三级副标识码包含行业代码、企业代码和标识后缀。3.根据权利要求2所述的基于边缘计算的工业互联网标识解析缓存系统，其特征在于：其中，所述缓存区2包含子缓存区2A、子缓存区2B以及子缓存区2C，所述子缓存区2A存储有所述三级主标识码与企业节点地址信息的关联关系，所述子缓存区2B存储有所述二级主标识码与行业二级节点地址信息的关联关系，所述子缓存区2C存储有所述一级主标识码与国家顶级节点地址信息的关联关系。4.根据权利要求3所述的基于边缘计算的工业互联网标识解析缓存系统，其特征在于：其中，所述解构是指将完整标识码分解为不同级别的主标识码和对应的副标识码的过程，并根据分解位置的不同分为不同类型的解构，包括解构A、解构B和解构C，所述解构标识符用以区分对完整标识码执行何种类型的解构或不执行解构，所述解构A的解构标识符为0，表示将完整标识码分解为一级主标识码和对应的三级副标识码，所述解构B的解构标识符为1，表示将完整标识码分解为二级主标识码和对应的二级副标识码，所述解构C的解构标识符为2，表示将完整标识码分解为三级主标识码和对应的一级副标识码，所述解构标识符为3时，表示不解构。5.根据权利要求4所述的基于边缘计算的工业互联网标识解析缓存系统，其特征在于：其中，所述边缘解析控制器还将从所述标识解析子系统接收到的结果进行解编，所述解编是指根据标识码符3将完整标识码和对应的最终解析结果对应存储至所述缓存区1中，以及根据其他标识码符将对应的主标识码与对应的解析地址信息的关联关系存储至缓存区2中对应的子缓存区。6.根据权利要求5所述的基于边缘计算的工业互联网标识解析缓存系统，其特征在于：其中，所述边缘解析控制器在所述缓存区1和所述缓存区2进行查询和解编时均采用Hash算法，所述缓存区1采用哈希树作为存储解构，所述缓存区2的所有子缓存区采用顺序表作为存储结构。7.根据权利要求6所述的基于边缘计算的工业互联网标识解析缓存系统，其特征在于：其中，所述边缘解析控制器在所述缓存区2进行数据存储的过程如下：步骤1，构造哈希函数；步骤2，将标识码带入哈希函数得到哈希值，即此标识码的解析地址信息所对应的存储位置；步骤3，如果此位置没有缓存内容，则将解析地址信息存入此位置；如果此位置有缓存内容，则使用哈希函数冲突解决方法将该解析地址信息存入其他位置。8.一种基于边缘计算的工业互联网标识解析缓存系统的标识解析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，客户端向边缘缓存子系统发送待解析标识的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李保珠，汪卫，王俊宇，高自立，李双柱，
申请(专利权)人：珠海复旦创新研究院，
类型：发明
国别省市：