普適計(jì)算環(huán)境下的服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議研究.pdf

1、普適計(jì)算環(huán)境是一種由各種計(jì)算元件和通訊技術(shù)所滲透的物理環(huán)境，除了常規(guī)的桌面用戶和服務(wù)器外，還包括便攜式的、可穿戴的和嵌入的計(jì)算設(shè)備，通過(guò)無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)和基于基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接在一起。服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議是指網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)自動(dòng)獲得其他節(jié)點(diǎn)所提供的服務(wù)的技術(shù)。普適計(jì)算環(huán)境動(dòng)態(tài)、異質(zhì)的特點(diǎn)使得服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議必須具有高度的自治，在動(dòng)態(tài)多變的環(huán)境中能夠及時(shí)檢測(cè)可用資源的變化，隨時(shí)隨地提供需要的服務(wù)和信息，而不需要人為進(jìn)行干預(yù)。所以低開(kāi)銷(xiāo)、簡(jiǎn)單高效、健壯靈活

2、且具有良好擴(kuò)展性的服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議是普適計(jì)算環(huán)境下服務(wù)發(fā)現(xiàn)的迫切要求。
　　對(duì)現(xiàn)有的主要服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議進(jìn)行研究和比較發(fā)現(xiàn)GSD(Group-based Service Discovery Prototcol)是普適計(jì)算環(huán)境下一個(gè)性能最為突出的服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議，它將服務(wù)廣播與服務(wù)請(qǐng)求的廣播結(jié)合在一起，服務(wù)廣播基于P2P緩存，服務(wù)請(qǐng)求則采用基于群組的智能轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，避免了泛洪式的轉(zhuǎn)發(fā)策略。雖然GSD采用的基于群組的服務(wù)請(qǐng)求智能轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)非常值得借鑒

3、，但GSD仍存在著明顯的問(wèn)題。為了解決GSD服務(wù)請(qǐng)求智能轉(zhuǎn)發(fā)不準(zhǔn)確產(chǎn)生大量冗余的服務(wù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)包等問(wèn)題，本文提出了SIGIFSDP(Service Id Guided Intelligent Forwarding Service Discovery Protocol)協(xié)議。該協(xié)議在轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)選擇時(shí)將選擇條件不僅對(duì)應(yīng)到服務(wù)群組，而且詳細(xì)對(duì)應(yīng)到服務(wù)群組下的服務(wù)信息，大大減少了不必要的服務(wù)請(qǐng)求包的轉(zhuǎn)發(fā)。若智能轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)沒(méi)有找到匹配的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)則采用 F

4、FP(Flexible Forward Probability)方法進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，使轉(zhuǎn)發(fā)概率隨著服務(wù)請(qǐng)求包的進(jìn)一步轉(zhuǎn)發(fā)而線性減少，既保證了服務(wù)請(qǐng)求的傳播范圍又減少了服務(wù)請(qǐng)求包的冗余。仿真研究證明SIGIFSDP協(xié)議具有更小的服務(wù)請(qǐng)求包開(kāi)銷(xiāo)，更高的效率和更快的響應(yīng)速度。
　　為了充分利用節(jié)點(diǎn)SIC(Service Information Cache)中的緩存信息以減少服務(wù)請(qǐng)求包轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)所涉及的節(jié)點(diǎn)數(shù)目，并在保證服務(wù)發(fā)現(xiàn)覆蓋范圍的同時(shí)尋找最

5、小的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集，本文又提出了FNMESDP(Forward Node Minimization Enhanced Group-based Service Discovery Protocol)協(xié)議。該協(xié)議給出了最小覆蓋維持轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)集合的啟發(fā)式算法和服務(wù)請(qǐng)求包轉(zhuǎn)發(fā)處理算法，分析了轉(zhuǎn)發(fā)處理算法的時(shí)間復(fù)雜性，并證明了協(xié)議的擴(kuò)展覆蓋維持性。仿真研究證明FNMESDP協(xié)議能減少服務(wù)請(qǐng)求包開(kāi)銷(xiāo)，縮短響應(yīng)時(shí)間，提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)效率。
　　為了充分利

6、用服務(wù)回復(fù)信息，以提高后續(xù)服務(wù)請(qǐng)求的響應(yīng)效率，本文提出了ASESDP(AIP and SRR Enhanced Service Discovery Protocol)協(xié)議，該協(xié)議使用兩種方案來(lái)優(yōu)化協(xié)議性能：AIP(Advertisement Information Piggybacked)方案在服務(wù)回復(fù)包中增加了回復(fù)節(jié)點(diǎn)的部分廣播信息，使這些廣播信息能隨著服務(wù)回復(fù)包的傳播遍布在回復(fù)路徑的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，擴(kuò)大了服務(wù)廣播包的傳輸范圍；SRR(S

7、hortest Reply Route)方案能在不同的回復(fù)路徑中選擇最短的一條，并使服務(wù)回復(fù)包沿著最短的回復(fù)路徑回溯到服務(wù)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)，縮短了服務(wù)響應(yīng)時(shí)間。因此當(dāng)服務(wù)廣播包的最大跳數(shù)有限時(shí)，ASESDP協(xié)議仍能減少信息包的數(shù)量，提高服務(wù)發(fā)現(xiàn)效率。
　　GloMoSim具有擴(kuò)展性好、體積小、速度快、面向無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等特點(diǎn)，但它不支持服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議的仿真，因此本文在進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)GloMoSim的仿真框架進(jìn)行了擴(kuò)展，主要包括：配置文件、應(yīng)用層