基于物聯(lián)網(wǎng)的P2P通信技術(shù)研究

劉杰林

摘 ? 要：由于所有物理對(duì)象均可以作為獨(dú)立網(wǎng)址，并且連接到網(wǎng)絡(luò)中。因此，在應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)時(shí)能夠有效提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率，加強(qiáng)管理和控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。為了充分發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)的作用價(jià)值，必須建立科學(xué)的數(shù)據(jù)中心，以處理數(shù)據(jù)對(duì)服務(wù)分發(fā)器的過度依賴問題。文章主要是基于物聯(lián)網(wǎng)探討分析P2P技術(shù)，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價(jià)值。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);P2P通信技術(shù);JXTA

在現(xiàn)代科技快速發(fā)展背景下，逐漸出現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)。其主要是在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的新型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以對(duì)物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)尋址要求。在使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備時(shí)，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳輸主要是依靠無線通信技術(shù)、傳感設(shè)備、射頻識(shí)別技術(shù)等實(shí)現(xiàn)，可以有效傳輸交換信息數(shù)據(jù)，控制和識(shí)別互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的物理對(duì)象。在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)（Peer to Peer，P2P）節(jié)點(diǎn)當(dāng)中可以再用直接或者間接方式交換通信資源，并且傳輸各類信息。

1 ? ?物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心P2P模式設(shè)計(jì)

1.1 ?P2P通信技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)是一種具備對(duì)等特性的技術(shù)，盡管處于不同環(huán)境條件下，也可以實(shí)現(xiàn)直接通信效果。因此，通過P2P通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用，共同發(fā)揮出請(qǐng)求者功能和服務(wù)提供者功能，可以在各節(jié)點(diǎn)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)信息的平等交換，并且共享各項(xiàng)信息資源。在P2P網(wǎng)絡(luò)中，具有獨(dú)立的控制能力，在發(fā)布資源時(shí)能夠借助虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的可靠性也比較高，還可以提升信息傳輸?shù)陌踩裕共煌脩魧?shí)時(shí)共享信息。該項(xiàng)技術(shù)還包含路由對(duì)等功能，集合對(duì)等點(diǎn)功能和普通對(duì)等點(diǎn)功能。集合對(duì)等點(diǎn)可以將資源請(qǐng)求發(fā)送到集合對(duì)等點(diǎn)當(dāng)中，可以幫助其他對(duì)等點(diǎn)實(shí)現(xiàn)功能。普通對(duì)等點(diǎn)可以利用節(jié)點(diǎn)提供信息和資源服務(wù)，該節(jié)點(diǎn)功能比較簡(jiǎn)單。路由對(duì)等點(diǎn)可以處理物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的路由器功能，確保其他對(duì)等點(diǎn)能夠有效穿過網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)功能多樣化要求。

1.2 ?物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心

該數(shù)據(jù)中心所包含的數(shù)據(jù)能夠直接向用戶提供，通常采用網(wǎng)頁服務(wù)形式實(shí)現(xiàn)。開發(fā)人員可以借助物聯(lián)網(wǎng)建立獨(dú)立網(wǎng)頁，還能夠?qū)⑼ㄐ沤M間當(dāng)中所包含的暴露信息提供給用戶。網(wǎng)頁服務(wù)是一種應(yīng)用服務(wù)程序，具備獨(dú)立性特點(diǎn)。服務(wù)提供者能夠借助信息發(fā)布途徑為用戶提供各項(xiàng)服務(wù)。現(xiàn)階段，為了確保信息系統(tǒng)運(yùn)行效率和穩(wěn)定性，需要充分發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)總線的作用，然而也會(huì)存在一系列問題。由于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心通過中央服務(wù)器模式，在分發(fā)器中分析和解析數(shù)據(jù)信息，此時(shí)能夠獲得服務(wù)器的IP地址，這樣能夠確保服務(wù)器通信效果的實(shí)現(xiàn)。若服務(wù)分發(fā)器處于高負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)，將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。

1.3 ?P2P模式物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)分析

物聯(lián)網(wǎng)屬于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中最重要的部分，因而被廣泛應(yīng)用到各行業(yè)領(lǐng)域。在實(shí)際應(yīng)用期間，首先需要將系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)分布在不同地理位置，以實(shí)現(xiàn)通信效果。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在近幾年的發(fā)展速度不斷加快，應(yīng)當(dāng)注重物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的合法性。然而在實(shí)際應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)期間，由于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)不能有效處理失衡問題，也不能實(shí)現(xiàn)直接通信效果，導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)問題頻發(fā)。此時(shí)就需要將混合式P2P網(wǎng)絡(luò)模式應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，通過該模式的應(yīng)用提升物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)管理效果。將物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)劃分為多個(gè)層面，由于物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)與P2P服務(wù)器組成，此時(shí)能夠?qū)⑽锢砉?jié)點(diǎn)映射到P2P網(wǎng)絡(luò)中，加快物理節(jié)點(diǎn)的通信速度與效果。

2 ? ?物聯(lián)網(wǎng)P2P模式下JXTA研究

2.1 ?JXTA技術(shù)分析

JXTA技術(shù)在P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中也比較重要，能夠滿足平臺(tái)運(yùn)行要求和通信需求，并且推動(dòng)應(yīng)用程序的發(fā)展，為P2P提供發(fā)展平臺(tái)。在該項(xiàng)技術(shù)中，包括對(duì)等式和分布式兩種通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，所以，為了確保在不同網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)通信效果，必須借助交互通信和資源共享機(jī)制，保證其在各個(gè)節(jié)點(diǎn)中處于平等地位。在設(shè)計(jì)JXTA技術(shù)時(shí)，可以有效獨(dú)立于軟件系統(tǒng)和硬件設(shè)備，并且具備通信網(wǎng)絡(luò)功能，特征主要表現(xiàn)在應(yīng)用廣泛性、平臺(tái)無關(guān)性和操作交互性。集合點(diǎn)、對(duì)等點(diǎn)以及消息共同組成JXTA技術(shù)開發(fā)平臺(tái)。

2.2 ?JXTA對(duì)等點(diǎn)通信機(jī)制分析

在實(shí)際應(yīng)用JXTA技術(shù)過程中，數(shù)據(jù)信息傳輸主要是依靠管道通信機(jī)制實(shí)現(xiàn)，將虛擬通道建立在端點(diǎn)末端位置。JXTA管道按照標(biāo)準(zhǔn)化通信機(jī)制傳輸數(shù)據(jù)信時(shí)，需要充分發(fā)揮出消息傳播方式和廣告?zhèn)鞑シ绞降淖饔??；赑2P對(duì)等點(diǎn)的JXTA平臺(tái)，能夠確保Peer處于相同網(wǎng)絡(luò)條件，并且能夠展現(xiàn)出不同的通信功能。Peer通常位于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)代理服務(wù)器和網(wǎng)關(guān)當(dāng)中，此種位置存在方式極大影響了Peer的通信效果，并且存在隱藏功能。因此，為了實(shí)現(xiàn)通信，需要通過Peer優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)，發(fā)揮出各項(xiàng)強(qiáng)大作用。

2.3 ?改進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)搜索機(jī)制

JXTA平臺(tái)能夠優(yōu)化和完善P2P網(wǎng)絡(luò)模式體系結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)控制效果。一般來說，在JXTA網(wǎng)絡(luò)中主要是通過廣播形式發(fā)送鄰近節(jié)點(diǎn)信息，這樣能夠確保目標(biāo)節(jié)點(diǎn)信息的合法性[1]。所以需要在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中建立節(jié)點(diǎn)連接，有效改進(jìn)搜索機(jī)制，促進(jìn)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)會(huì)計(jì)搜索效果。

3 ? ?物聯(lián)網(wǎng)P2P模式下節(jié)點(diǎn)代理設(shè)計(jì)

3.1 ?JXTA-P2P代理總體結(jié)構(gòu)

在使用混合式P2P時(shí)，首先需要展現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)，確保順利進(jìn)入到服務(wù)器信息中，有效集合和感知網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，提升P2P網(wǎng)絡(luò)的作用與功能。所以，必須基于P2P網(wǎng)絡(luò)模式，進(jìn)行JXTA-P2P代理設(shè)計(jì)，確保其能夠在任意網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)通信效果。并且能夠采用多樣化通信方式凸顯出模塊之間的差異性。

3.2 ?中央模塊設(shè)計(jì)

中央模塊在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)中具有重要地位，能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)通信過程進(jìn)行有效控制。因此，在應(yīng)用期間需要全面發(fā)揮出中央模塊的作用價(jià)值，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)當(dāng)中布設(shè)中心結(jié)合點(diǎn)。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用中央模塊節(jié)點(diǎn)，可以通過文件形式將IP地址和端口告知給其他用戶，并且將JXTA網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)加入到其中。中央模塊組成包括程序通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信程序。JXTA網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)在中央模塊軟件結(jié)構(gòu)中主要負(fù)責(zé)主程序啟動(dòng)，通過設(shè)置結(jié)合點(diǎn)，可以對(duì)事件進(jìn)行監(jiān)聽，還可以有效管理通信信息節(jié)點(diǎn)[2]。

3.3 ?子模塊設(shè)計(jì)

私有節(jié)點(diǎn)在JXTA-P2P代理當(dāng)中主要為子模塊，其具備中繼性功能和集聚性功能。將私有節(jié)點(diǎn)應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，可以有效控制和維護(hù)公司節(jié)點(diǎn)。在P2P服務(wù)器中，基于P2P服務(wù)器形式，能夠確保私有節(jié)點(diǎn)將鄰居集合點(diǎn)請(qǐng)求信息發(fā)送到相關(guān)服務(wù)器當(dāng)中。在節(jié)點(diǎn)管理當(dāng)中，私有節(jié)點(diǎn)屬于核心內(nèi)容，因此，在P2P網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中占據(jù)重要地位。

3.4 ?JXTA與SOCKET轉(zhuǎn)接模塊設(shè)計(jì)

在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，通過SOCKET通信方式可以與其他通信方式相連接，定期向服務(wù)器發(fā)送注冊(cè)時(shí)間。JSSM針對(duì)接口通信方式主要是給予SOCKET節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠?qū)OCKET請(qǐng)求轉(zhuǎn)化為JXTA請(qǐng)求，通過該網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⒄?qǐng)求發(fā)送到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)代理中。JSSM能夠接收以JXTA網(wǎng)絡(luò)所發(fā)送的請(qǐng)求。JSSM主要包括數(shù)據(jù)包解析，JXTS通信和SOCKET通信等模塊。其中，JXTA模塊能夠?qū)ζ渌ㄐ欧绞降臄?shù)據(jù)包進(jìn)行發(fā)送或者接收，能夠有效建立輸入和輸出模塊，監(jiān)聽管道通告，并且通過管道機(jī)制傳輸數(shù)據(jù)。SOCKET模塊主要是監(jiān)聽節(jié)點(diǎn)SOCKET通信，能夠?qū)⒐?jié)點(diǎn)發(fā)送到其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包中，還能夠?qū)ζ渌?jié)點(diǎn)所發(fā)送的數(shù)據(jù)包向該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送。數(shù)據(jù)包模塊主要是解析SOCKET通信模塊接收的數(shù)據(jù)包[3]，選取節(jié)點(diǎn)EPC連接于目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，可以將原數(shù)據(jù)封裝為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報(bào)文方式。之后通過JXTA將其發(fā)送到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)處。此外，數(shù)據(jù)包解析還能夠?qū)XTA網(wǎng)絡(luò)所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行接收，在完成數(shù)據(jù)解析之后發(fā)送到SOCKET通信模塊。一般情況下，在將JSSM實(shí)施初始化處理之后，JXTA通信和SOCKET通信能夠?qū)?shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行合法循環(huán)監(jiān)聽，以確保數(shù)據(jù)通信的有效性和合理性。

4 ? ?結(jié)語

此次研究主要是基于物聯(lián)網(wǎng)探討分析P2P通信技術(shù)，通過JXTA網(wǎng)絡(luò)計(jì)算平臺(tái)和代理機(jī)制，以降低數(shù)據(jù)服務(wù)器運(yùn)行期間所承擔(dān)的載荷，有效控制物聯(lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，展現(xiàn)出JXTA-P2P代理的可靠性。在實(shí)際應(yīng)用期間，時(shí)間因素和環(huán)境因素會(huì)影響物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，因此，需要全面提升JXTA-P2P代理的實(shí)效性，對(duì)現(xiàn)存問題進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。

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