面向人机物资源的结构化对等网络自适应构建方法和装置转让专利
申请号 : CN202111207252.8
文献号 : CN113645318B
文献日 : 2022-01-21
发明人 : 黄罡 , 蔡华谦 , 刘譞哲 , 马郓
申请人 : 北京大学
摘要 :
权利要求 :
1.面向人机物资源的结构化对等网络自适应构建方法,其特征在于,所述方法包括:采用网格聚合算法对新节点的经纬度坐标进行计算,获得所述新节点的位置哈希值;
根据所述位置哈希值,在所述结构化对等网络的已有节点中确定所述新节点的注册节点;
根据所述注册节点返回给所述新节点的信息,完成对所述新节点的注册,并将完成注册的新节点加入所述结构化对等网络中;
在确定所述新节点的注册节点后,所述方法还包括:驱动所述注册节点发起对所述新节点的反向搜索;
使所述注册节点记录跳转节点的节点列表;所述跳转节点是所述注册节点搜索所述新节点过程中经由的至少一个节点;
根据所述注册节点返回的信息,完成对所述新节点的注册,包括:根据所述注册节点返回的所述节点列表,完成对所述新节点的注册。
2.根据权利要求1所述的面向人机物资源的结构化对等网络自适应构建方法,其特征在于,所述根据所述注册节点返回的所述节点列表,完成对所述新节点的注册的步骤包括:从所述节点列表中获得多个候选节点;
根据所述多个候选节点各自与所述新节点的距离,筛选所述节点列表,确定邻居节点;
将所述新节点的节点信息存储至所述邻居节点,完成对所述新节点的注册;其中,所述新节点的节点信息包括:所述位置哈希值、节点端口号以及节点标识。
3.根据权利要求1所述的面向人机物资源的结构化对等网络自适应构建方法,其特征在于,在所述新节点是资源节点时,所述方法还包括:将所述资源节点的参数信息发送到信息节点;
使所述信息节点根据所述参数信息,确定所述资源节点所属的资源网络类型;
获取所述信息节点针对所述资源节点计算得到的资源网络哈希值;
根据所述资源网络哈希值,确定所述资源节点的哈希值摆放位置;
将完成注册的新节点加入所述结构化对等网络中,包括:按照所述哈希值摆放位置,将所述资源节点加入到所述结构化对等网络中。
4.根据权利要求1所述的面向人机物资源的结构化对等网络自适应构建方法,其特征在于,所述根据所述位置哈希值,在所述结构化对等网络的已有节点中确定所述新节点的注册节点的步骤包括:
将所述位置哈希值发送给存储有多个资源网络哈希值的信息节点;
使所述信息节点根据所述位置哈希值,在所述多个资源网络哈希值中确定目标资源网络哈希值;
将具有所述目标资源网络哈希值的节点确定为所述注册节点。
5.面向人机物资源的结构化对等网络自适应构建装置,其特征在于,所述装置包括:计算模块,用于采用网格聚合算法对新节点的经纬度坐标进行计算,获得所述新节点的位置哈希值;
注册节点确定模块,用于根据所述位置哈希值,在所述结构化对等网络的已有节点中确定所述新节点的注册节点;
注册模块,用于根据所述注册节点返回给所述新节点的信息,完成对所述新节点的注册,并将完成注册的新节点加入所述结构化对等网络中;
所述装置还包括:
驱动模块,用于驱动所述注册节点发起对所述新节点的反向搜索;
记录模块,用于使所述注册节点记录跳转节点的节点列表;所述跳转节点是所述注册节点搜索所述新节点过程中经由的至少一个节点;
所述注册模块包括:
第一注册子模块,用于根据所述注册节点返回的所述节点列表,完成对所述新节点的注册。
6.根据权利要求5所述的面向人机物资源的结构化对等网络自适应构建装置,其特征在于,所述第一注册子模块包括:获得单元,用于从所述节点列表中获得多个候选节点;
筛选单元,用于根据所述多个候选节点各自与所述新节点的距离,筛选所述节点列表,确定邻居节点;
存储单元,用于将所述新节点的节点信息存储至所述邻居节点,完成对所述新节点的注册;其中,所述新节点的节点信息包括:所述位置哈希值、节点端口号以及节点标识。
7.根据权利要求5所述的面向人机物资源的结构化对等网络自适应构建装置,其特征在于,所述装置还包括:
发送模块,用于在所述新节点是资源节点时,将所述资源节点的参数信息发送到信息节点;
网络类型确定模块,用于使所述信息节点根据所述参数信息,确定所述资源节点所属的资源网络类型;
获得模块,用于获取所述信息节点针对所述资源节点计算得到的资源网络哈希值;
位置确定模块,用于根据所述资源网络哈希值,确定所述资源节点的哈希值摆放位置;
所述注册模块包括:
第二注册子模块,用于按照所述哈希值摆放位置,将所述资源节点加入到所述结构化对等网络中。
8.根据权利要求5所述的面向人机物资源的结构化对等网络自适应构建装置,其特征在于,所述注册节点确定模块包括:发送子模块,用于将所述位置哈希值发送给存储有多个资源网络哈希值的信息节点;
哈希值确定子模块,用于所述信息节点根据所述位置哈希值,在所述多个资源网络哈希值中确定目标资源网络哈希值;
注册节点确定子模块,用于将具有所述目标资源网络哈希值的节点确定为所述注册节点。
说明书 :
面向人机物资源的结构化对等网络自适应构建方法和装置
技术领域
背景技术
免人机物融合场景下的信任问题。传统链式结构区块链产生区块效率低,无法满足人机物
资源的使用者众多,使用频率高的情况。相关领域提出利用图式结构替换链式结构,不同于
链式结构,图结构的区块链中,每个区块有多个前驱区块和后驱区块,并且采用随机共识算
法对区块进行验证,使得单个节点随机存储部分区块数据,导致区块数据存储位置不可知,
无法快速定位并获取用户查询的区块数据。
或距离是节点间的逻辑距离,逻辑距离最近的两个节点并不是地理上距离最近的节点。
己接近的节点以获取服务,因此,快速查找到地理上接近的节点是利用区块链技术实现人
机物融合场景的亟需条件之一。
发明内容
点网络,能在人机物融合场景中有效使用,克服上述技术问题。
点,将该相对较近的节点作为注册节点,新节点再将注册请求发送到注册节点,使注册节点
对新节点进行反向搜索,得到新节点在地理位置上的邻居节点,新节点接收注册节点发送
的邻居节点的节点列表后,从中筛选出实际的邻居节点,将其节点信息存储至邻居节点,如
此建立了新节点与结构化对等网络已有节点的连接关系,还建立了新节点在结构化对等网
络中的存储结构。按照上述方法依次建立所有节点的连接关系和存储结构,能自适应构建
得到本申请实施例的结构化对等网络。而且,在以上述方法构成的结构化对等网络中,相邻
的节点正是实际地理位置相邻的节点,进而用户可以采用Kademlia分布式搜索方法,在结
构化对等网络的任意节点发其对其他节点的搜索,如此搜索到的资源节点,正是在地理位
置上临近的节点,从而能够及时获得服务。
附图说明
具体实施方式
申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实
施例,都属于本申请保护的范围。
点。分布式帐本技术的兴起支撑了一类新型态互联网应用,其中资产数字化、生产供应链防
伪溯源、智能家居物联网是分布式帐本技术重要的应用场景。
表,针对不同场景配合a、K、K_bucket三个系统参数的路由机制,可以快速且高效的定位资
源。对比同类型算法如Chord协议,Kademlia协议使用异步查询请求避免单点失效所带来的
超时响应问题,保证模型在节点高频抖动下仍然能有效地处理来自不同节点的请求,具有
更好的鲁棒性、高准确率等优点。
比距离值,路由搜索可快速准确的寻访资源的位置。然而对象的摆放位置并没有参考实际
地理位置,即网络中节点位置和真正地理位置完全没有关系,导致k‑bucket中所存储的邻
居节点并非真实意义上的邻居节点,顺带使异或计算所得距离近也仅是逻辑上的距离收
敛。最终使得节点间的哈希值虽然相近,但其实路由过程必须穿越多个冗余ISP,造成大量
访问超时。
送为例,外卖平台根据点餐者的当前地理位置,整合点餐者周围的餐厅资源及邻近餐厅资
源的配送员,依据取餐和送餐服务规则为使用者配送餐点完成外卖服务。但目前要实现人
机物融合场景,必须依靠平台整合服务资源、客户资源、人力资源。智能合约以数字形式指
定的承诺,合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议。拥有自我验证自动执行合约事务、
在没有第三方情况下进行可信安全交易等特性。上述特性与分布式帐本技术具有的去中
心、不可篡改、可追溯的特点契合。因此,本申请将智能合约应用到分布式帐本,任何服务需
求方、服务提供方都可以加入结构化对等网络。例如,点餐者的手机、餐厅前台的计算机、配
送员的手机都可以是结构化对等网络的节点,餐厅前台的计算机设置智能合约,发布服务
资源,点餐者通过手机搜索到餐厅前台的计算机,调用其中的智能合约,获得餐厅的服务。
间拓扑感知的结构化P2P覆盖网络。
接。
定经纬度范围内拥有相同前缀编码。
物理感知的Kademlia拓扑结构,得到本申请实施例的结构化对等网络的结构基础。
值储存空间够大及具备抗碰撞性。同时将一维存储空间伸至和SHA‑1哈希函数一致的2 数
值空间,当有新节点加入网络需要被系统分配索引值时,是以节点自身的经、纬度作为参
数,结合网格聚合算法GeoHash计算得到位置哈希值,作为新节点的索引值,用于将新节点
映射到一维存储空间。
网络的形成,在一段时间后,信息节点存储有资源网络哈希值。
是典型的人机物资源实例,在这一实例中,资源网络可以为骑手网络、餐厅网络。
上相对较近的多个节点组成资源网络的哈希值。
化对等网络中除生成服务区块的搜索节点外的其他搜索节点中的任一。用户可以在接入预
设结构化对等网络的多个计算机或多个移动终端选择其中一个作为需求节点。
1是咖啡机1号,资源节点2是咖啡机2号,资源节点3是单车1号;咖啡机1号在C市某街道,地
理位置哈希值是wx4cqzb4;咖啡机2号在C市某街道,地理位置哈希值是wx4cqzf5;单车1号
在C市某街道,地理位置哈希值是wx4cw8y0。根据各资源节点各自的地理位置哈希值,将咖
啡机1号、咖啡机2号和单车1号分别映射到一维存储空间,咖啡机1号和咖啡机2号的地理位
置接近,在一维存储空间临近摆放,形成C市某街道的咖啡机资源网络。可以取wx4cqXXX作
为C市某街道咖啡机资源网络的资源网络的哈希值,得到资源网络名称与资源网络的哈希
值的对应关系。获得多个资源网络名称与资源网络的哈希值的对应关系,可排列得到预设
关系表。根据上述聚合成某地区资源网络的过程可知,某地区资源网络哈希值与该某地区
资源网络中的各节点的位置哈希值具有高度相似性。因此,本申请根据资源网络哈希值,确
定得到的注册节点,是与新节点相对较近的节点,注册节点通过有限次的分布式查找,能够
查找对新节点的邻居节点。
Kademlia分布式查找的方法,搜索到新节点。
在注册节点采用Kademlia搜索算法对新节点进行搜索时,询问的一定是注册节点在地理位
置上的临近节点,即注册节点的跳转节点是与其在地理位置上接近的至少一个节点。节点
列表是任意节点的K‑bucket桶,其中存储有任意节点的邻居节点的地理位置哈希值、节点
IP、节点存储的智能合约等信息。
至少一个节点的距离,将其节点信息存储至注册节点返回的至少一个节点的节点列表中,
以将新节点的节点信息存储在结构化对等网络已有的节点,并且存储新节点信息的已有节
点无论在拓扑结构中,还是在实际地理位置都是与新节点临近的节点,进而完成将新节点
加入结构化对等网络的目的。
节点的节点信息还包括新节点存储的智能合约,以及该智能合约封装的服务资源。
度坐标、纬度坐标计算得到位置哈希值:wyzzqq88,新节点向信息节点(Node Center节点,
也称NC节点)发起注册请求,由NC节点从预设关系表中,查找各资源网络模糊关键字名所对
应的哈希值,确定目标资源网络哈希值。例如,目标资源网络哈希值wyxff493的前40 bits
与位置哈希值wyzzqq88的相似程度最高,信息节点将目标资源网络哈希值wyxff493发回给
新节点,以将结构化对等网络中位置哈希值为wyxff493的现有节点作为注册节点。新节点
将注册请求发送给注册节点wyxff493,以使注册节点发起对新节点的反向搜索,注册节点
在路由跳转过程中,将其行经的节点进行缓存,直到搜索收敛为止,并将所有跳转节点的节
点列表发送给新节点,新节点获取节点列表后自行去重,并依距离将自身的节点信息存储
至对应的节点列表K‑bucket桶中。
建方法,加入结构化对等网络,即将节点映射到结构化对等网络的Kademlia拓扑结构中。
算机A是与资源节点具有连接关系的节点。
等,也可以是连接有计算机的咖啡机、洗衣机,以及注册了配送员信息的移动终端。
机网络的哈希值返回给待加入结构化对等网络的资源节点。
册节点,以利用注册节点完成资源节点的注册。
者的信息,将资源节点映射到一维存储空间的对应位置。在新节点加入结构化对等网络时,
信息节点返回的资源网络哈希值与新节点的位置哈希值有最大相似度时,可以确定新节点
的实际地理位置最接近该资源网络所在的地理区域,因此与该资源网络具有相同哈希值的
节点能够在有限时间内搜索到新节点。
啡”)==哈希(“咖啡机网络”),根据咖啡机的地理位置,将资源节点摆放到一维存储空间对
应的位置。一个地域范围内,所有属于咖啡机网络的资源节点,按照其相同的名称哈希值,
聚集在一维存储空间(物理感知的Kademlia拓扑结构)的特定范围内,形成咖啡机网络。在
咖啡机的临近位置会有地理位置与该资源节点(咖啡机)相近的节点,这些节点中部分节点
存储有该资源节点(咖啡机)的智能合约。本申请按照节点的地理位置哈希值,将节点映射
到一维存储空间对应的位置,根据资源节点名称哈希值,形成资源网络。
是wx4cqqe5,咖啡机2号wx4cqzb5与咖啡机3号wx4cqqe5位于C市咖啡机网络中。位于C市的
洗衣机1号的位置哈希值是wx4cqcc3,位于C市的洗衣机2号的位置哈希值是wx4caxc3,洗衣
机1号wx4cqcc3与洗衣机2号wx4caxc3位于C市的洗衣机网络。其中,C市咖啡机网络的资源
网络哈希值是wx4cqXXX,C市洗衣机网络的资源网络哈希值是wx4cqYYY。
能够将属于同一资源网络类型的资源节点聚集到同一范围中。信息节点确定该资源节点属
于咖啡机网络,并且信息节点将咖啡机网络哈希值wx4cqXXX告知给资源节点,根据
wx4cqXXX,确定资源节点的哈希值摆放位置为wx4cqXXX的范围内,同一地理区域同时存在
咖啡机网络和洗衣机网络,洗衣机网络哈希值是wx4cqYYY,哈希值摆放位置用于指示将资
源节点放置在一维存储空间中对应咖啡机网络对应的位置,即指示将资源节点咖啡机1摆
放在wx4cqXXX的范围内。
点,将该相对较近的节点作为注册节点,新节点再将注册请求发送到注册节点,使注册节点
对新节点进行反向搜索,得到新节点在地理位置上的邻居节点,新节点接收注册节点发送
的邻居节点的节点列表后,从中筛选出实际的邻居节点,将其节点信息存储至邻居节点,建
立了新节点与结构化对等网络已有节点的连接关系,还建立了新节点在结构化对等网络中
的存储结构。按照上述方法依次建立所有节点的连接关系和存储结构,得到结构化对等网
络。以上述方法构成的结构化对等网络中相邻的节点正是实际地理位置相邻的节点,进而
采用Kademlia分布式搜索方法,在结构化对等网络的任意节点发其对其他节点的搜索,搜
索到的资源节点,正是在地理位置上临近的节点,从而能够及时获得服务,如此克服了人机
物融合场景中当前所面临的人们难以搜索到地理上与自己接近的节点以获取服务的问题。
表没有检索到节点Y的地理位置哈希值,继续以Kademlia搜索方法,依序询问节点X的邻居
节点是否存储有节点Y的地理位置哈希值,直至检索到存储有节点Y的地理位置哈希值的节
点。经多个节点的查询响应协助,最终收敛至节点Y完成搜索。
装置的功能模块。如图4所示,该装置包括:
硬件方面的实施例的形式。而且,本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可
用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器等)上
实施的计算机程序产品的形式。
程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序
指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器
以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产
生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能
的装置。
括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方
框或多个方框中指定的功能。
计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程
和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。
之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意
在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包
括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品
或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要
素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上
均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。