基于弹性Web服务的无线传感器网络体系结构

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。

4.3.2 服务描述协议栈

      由传感器网络提供的一般服务通过一个WSDL文档来描述。在这个文档中，端口类型元素包含服务描述的两种类型：由传感器节点提供的服务和由sink节点提供的服务。每种服务端口类型都包含操作。操作包括参数，这些参数在文档中通过消息和元素定义。操作定义与其具体实现的绑定应该按下层协议来定义。端口定义标志着包含操作具体实现的位置，它可以通过如设备地址那样的任意唯一的标识符来实现。 

        为我们系统中特定的Web服务定义的操作有：(i) Publish_Content，传感器节点用它来创建和分发包含其服务描述的SOAP消息； (ii) Publish_Data, 传感器网络用它来创建与形成数据通讯的SOAP消息；(iii) Subscribe_Interest, 应用用它来向sink节点提交查询；(iv) Subscribe_Filter, sink节点上的应用用它来向网络中注入新的过滤器。