基于弹性Web服务的无线传感器网络体系结构

在我们的系统中，两种主要的物理组件是传感器节点和sink节点。传感器节点包含一个或更多专用感应设备。此外，它还具有路由和聚合功能。这样，路由功能就分布于所有节点之中。我们假设所有的传感器节点都具有足够的处理和存储能力以储存和执行聚合过滤器。

Sink节点提供应用接口，以使外部网络能够获取传感器网络收集的信息。这些接口可以从本地或远程访问。Sink节点也可以聚合数据，但它们没有传感设备。我们假设它们的处理和通讯能力比传感器节点更强大。

4.2.参照SOA的系统体系结构

向传感器网络查询数据的用户应用扮演着服务请求者的角色。Sink节点主要扮演着为外部网络环境做服务提供者的角色。它们提供整个传感器网络的服务描述，并提供访问这些服务的路径。同时， sink节点又是传感器节点的服务请求者，向它们提出专门服务的请求以满足用户应用的需要。传感器节点是服务提供者，供应着数据和过滤器。传感器节点将它们的服务描述传至sink节点，如此执行基本的发布操作。Sink节点也担当着注册处的任务，维护着传感器网络内存在的每个传感器类型的服务描述资料库。

在我们的系统中，发布操作的功能性是通过Publish_content操作完成的，而寻找与绑定操作都是通过Subscribe_interest操作完成的（见第0节）。 这些操作被sink解释为寻找操作而随后绑定到可以满足应用需求的传感器节点上。

4.3. 具协同工作能力的协议栈

我们的系统中，有线协议栈由SOAP协议以及一个在下层运行的数据分发协议，即定向扩散协议[5]组成。描述协议栈是基于WSDL 文档的。发布和发现协议栈通过执行于sink节点上的一个程序模块实现。第4.3.1.节和第 4.3.2.节细述了有线和描述协议栈。我们没有详细的描述发现协议栈，因为它与我们现阶段的工作无关。

4.3.1 有线协议栈

与向传感器网络提交请求有关的用户应用必须访问sink节点。应用必须产生一个描述用户需求的SOAP消息。这个消息建立于网络WSDL文档的基础上，这个文档存储于sink节点资料库里。

所有传感器网络内部的通讯都是通过使用定向转播并格式化为SOAP消息来实现的。SOAP节点上SOAP消息的发送和接收通过一个与下层协议的绑定作为中间媒介。SOAP消息可以用多种基层协议来传输。我们的系统中定义了一个SOAP－扩散绑定。为减少消息大小，以节约发送/接收过程中的能量消耗，XML压缩二进制呈现[16]被采用于在传感器网络内交换的SOAP消息。

SOAP模块和定向扩散模块必须在每个网络节点上得以呈现。

SOAP模块。我们系统里的SOAP 模块由三个主要部件组成：SOAP引擎，一组句柄和一个与下层协议的绑定。SOAP引擎担当进入SOAP模块的主入口点。它负责通过句柄协调SOAP消息流并且保证SOAP语义被理解。句柄是SOAP模块内的基本绑定块，它们呈现了消息处理逻辑。我们定义了三种类型的句柄。普通的句柄负责消息串行化、报头和拼装处理、数据类型转化和其它一些基本功能。传输句柄Matching_Data专为通过定向扩散协议发送和接收消息而建立。句柄 Matching_Filter呈现了网络内部专有应用过滤器的激活。关于专门句柄的使用在第5节有更详细的描述。

Sink节点只包含普通句柄。传感器节点除了普通句柄之外还包括传输句柄Matching_Data和专门的句柄Matching-Filter。
定向扩散模块。对于所有传感器网络组件之间的通讯，我们使用定向扩散协议 [5]。

当前的定向扩散模型[5]由一个核心扩散层，一个扩散库和包括应用程序和过滤器的应用层组成。核心扩散层用于从网络中接收/发送包。库为上层应用类提供了一个接口以发布数据和预定关注的内容[12]。

我们的系统将核心扩散层当作其基本的数据分发协议使用。梯度构造，数据需求匹配和数据过滤器匹配功能性是扩散的一部分。我们保持这些功能但改变数据，需求和过滤器的呈现模型。描述数据，需求和过滤器的特征通过WSDL语言来呈现，而匹配功能由SOAP句柄实现。梯度和应用专有的过滤器作为软件模块实现。