與受限互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行通信的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于與受限互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行通信的方法和裝置。更具體地，本發(fā)明涉及用于使通信能夠發(fā)送至僅周期性喚醒的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備并被其接收的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]“物聯(lián)網(wǎng)”(1T)是指經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)可尋址、可讀、和/或可控制的物品(尤其是日常物)的概念。具體來說，物聯(lián)網(wǎng)是具有通過互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議相連的計(jì)算機(jī)、傳感器和致動(dòng)器的全球網(wǎng)絡(luò)。因此，物聯(lián)網(wǎng)由不斷增加的海量設(shè)備形成(例如，到2020年將達(dá)到500億)，并且這些設(shè)備無處不在，意味著它們需要經(jīng)由從基于NAT的家庭網(wǎng)絡(luò)到移動(dòng)電信網(wǎng)絡(luò)的各種類型網(wǎng)絡(luò)而連接到互聯(lián)網(wǎng)。此外，這些設(shè)備中許多是受限的(例如無線傳感器)，因?yàn)樗鼈冎挥杏邢薜馁Y源并且只由電池供電。因此，為了延長(zhǎng)電池使用時(shí)間，這些設(shè)備需要具有較低的功耗，并且通常被配置為消耗大量時(shí)間段來休眠(例如非活躍)以節(jié)約能量。因此，任何有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的提案應(yīng)當(dāng)可擴(kuò)展、易于在具有防火墻/MT的網(wǎng)絡(luò)中部署、并且高效節(jié)能，因?yàn)槠鋺?yīng)當(dāng)使設(shè)備能夠盡可能多地休眠。
[0003]在這一方面，對(duì)等網(wǎng)(P2P)技術(shù)已被設(shè)計(jì)為可擴(kuò)展，提供了能夠同時(shí)支持?jǐn)?shù)百萬對(duì)等端的能力。具體來說，互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)的對(duì)等網(wǎng)會(huì)話發(fā)起協(xié)議工作組(P2PSIP WG)已定義了資源定位和發(fā)現(xiàn)(RELOAD)基礎(chǔ)協(xié)議，向用戶提供在形成覆層網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作對(duì)等端集合之間的抽象存儲(chǔ)和消息服務(wù)，其使用分布式散列表(DHT)算法來確定覆層網(wǎng)絡(luò)中哪些對(duì)等端存儲(chǔ)了特定數(shù)據(jù)段。RELOAD基礎(chǔ)協(xié)議還被設(shè)計(jì)為在所有類型的網(wǎng)絡(luò)中工作，即使存在防火墻和NAT。
[0004]此外，IETF的受限RESTful環(huán)境工作組(CoRE)定義了受限應(yīng)用協(xié)議(CoAP)，其中CoAP是與用于機(jī)器到機(jī)器(M2M)應(yīng)用的受限網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)一起使用的專用web傳輸協(xié)議。CoAP實(shí)現(xiàn)了用于大多數(shù)節(jié)點(diǎn)(例如傳感器和致動(dòng)器)和網(wǎng)絡(luò)表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移(REST)。CoAP不僅可用在相同受限網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)之間，還可用在受限節(jié)點(diǎn)和互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間。CoAP是運(yùn)行在用戶報(bào)文協(xié)議(UDP)之上的輕量級(jí)客戶端-服務(wù)器協(xié)議，其目的在于，利用URI和方法/響應(yīng)語義簡(jiǎn)單地被轉(zhuǎn)換為超文本傳輸協(xié)議(HTTP)。
[0005]因此，已有用于與RELOAD基礎(chǔ)協(xié)議和CoAP 二者相互作用以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的提案。例如，“A Constrained Applicat1n Protocol (CoAP)Usage for REsource Locat1n And Discovery (RELOAD) ” (draft-jimenez-p2psip-coap-reload-02)是提議使用基于 RELOAD 的DHT與基于COAP無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)互聯(lián)的IETF互聯(lián)網(wǎng)草案。
[0006]這些方案提供了期望的可擴(kuò)展性，但是它們沒有考慮受限設(shè)備的休眠行為，因?yàn)檫@改變了有關(guān)互聯(lián)網(wǎng)主機(jī)的主要假設(shè)，即，能夠在任意時(shí)間聯(lián)系它們。具體來說，RELOAD和CoAP都假設(shè)節(jié)點(diǎn)(即，對(duì)等端/客戶端或者CoAP服務(wù)器/網(wǎng)關(guān))一直能夠接收消息，這便要求物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或者至少它們的無線接口在所有時(shí)間都完全喚醒，這嚴(yán)重限制了基于電池供電設(shè)備的使用時(shí)間。此外，為了較小且便宜，很多受限設(shè)備沒有專用的控制/管理接口(例如USB端口)，而將依賴于數(shù)據(jù)面所使用的相同網(wǎng)絡(luò)接口。因此，除非備有一些附加的同步或集結(jié)(rendezvous)機(jī)制，將無法向休眠設(shè)備發(fā)送控制或管理命令。
[0007]此外，還沒有將其視為一個(gè)問題，因?yàn)橐鸭僭O(shè)無線傳感器可在大多數(shù)時(shí)間休眠并周期性地喚醒以發(fā)送具有最新測(cè)量的消息，并迅速休眠。在該行為對(duì)數(shù)據(jù)面來說是可以接受，但對(duì)控制和管理面來說卻并非如此，其通常要求可以在任何時(shí)間向設(shè)備發(fā)送消息，目前這一點(diǎn)被忽視了。然而，控制和管理面對(duì)所有類型網(wǎng)絡(luò)的正確操作都至關(guān)重要，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)來說同樣如此。作為示例，控制面操作可以是為傳感器配置初始配置信息，例如傳感器用于向其發(fā)送傳感器測(cè)量的CoAP UR1、這些測(cè)量之間的時(shí)間、用于過濾事件的閾值，等等。作為另一個(gè)示例，管理面操作可以是獲取有關(guān)所發(fā)送/接收分組的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了至少減輕以上指出的問題，本文提供了用于使通信能夠向僅周期性喚醒的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備發(fā)送并被其接收的方法和裝置。
[0009]根據(jù)第一方案，提供了一種使僅周期性喚醒的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠接收在所述設(shè)備未喚醒時(shí)發(fā)送的通信的方法，所述方法包括，在所述設(shè)備處:
[0010]在初始喚醒期期間，作為RELOAD客戶端，建立到資源定位和發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)協(xié)議RELOAD覆層網(wǎng)絡(luò)的對(duì)等端的連接，并使用所述設(shè)備的Node-1D作為Resource-1D在RELOAD對(duì)等端創(chuàng)建詞典資源；以及
[0011]在另一個(gè)喚醒期期間，建立到所述RELOAD對(duì)等端的連接，并且，通過從存儲(chǔ)在所述RELOAD對(duì)等端的詞典資源獲取數(shù)據(jù)，獲得在所述設(shè)備休眠期期間向所述設(shè)備發(fā)送的任意通信。
[0012]所述方法還可以包括:在喚醒期結(jié)束時(shí)，斷開與所述RELOAD對(duì)等端的連接并進(jìn)入休眠。所述通信可以是一個(gè)或多個(gè)主/控制節(jié)點(diǎn)向所述設(shè)備發(fā)送的命令和控制消息。
[0013]從所述詞典資源獲取的數(shù)據(jù)可包括一個(gè)或多個(gè)鍵-值對(duì)，一個(gè)或多個(gè)值中的每一個(gè)包含在休眠期期間向所述設(shè)備發(fā)送的通信以及包含發(fā)送所述通信的另一個(gè)設(shè)備的Node-1D的相關(guān)聯(lián)的詞典鍵。
[0014]使用所述設(shè)備的Node-1D在RELOAD對(duì)等端創(chuàng)建詞典資源的步驟可包括生成并發(fā)送請(qǐng)求存儲(chǔ)詞典資源的存儲(chǔ)請(qǐng)求消息，所述詞典資源具有等于所述設(shè)備的Node-1D的Resource-1D。所述RELOAD對(duì)等端可對(duì)所述設(shè)備的Node-1D負(fù)責(zé)。
[0015]所述存儲(chǔ)請(qǐng)求消息可識(shí)別訪問控制策略，所述訪問控制策略要求:使用包含等于包括在所述存儲(chǔ)請(qǐng)求消息中的Resource-1D的Node-1D的數(shù)字證書來對(duì)創(chuàng)建所述詞典資源的所述存儲(chǔ)請(qǐng)求消息進(jìn)行簽名。所述訪問控制策略還可要求:針對(duì)請(qǐng)求向所述詞典資源寫入值的存儲(chǔ)請(qǐng)求消息，僅在所述值的詞典鍵等于包括在包含在所述存儲(chǔ)請(qǐng)求消息中數(shù)字證書中的Node-1D的情況下，則才能將所述值寫入所述詞典資源。所述訪問控制策略還可要求:針對(duì)請(qǐng)求向詞典資源寫入值的存儲(chǔ)請(qǐng)求消息，如果所述值的詞典鍵在所述詞典資源中已存在，則僅當(dāng)包括在包含在所述存儲(chǔ)請(qǐng)求消息中數(shù)字證書中的Node-1D等于存在于所述詞典資源中的詞典鍵以及創(chuàng)建所述詞典資源的設(shè)備的Node-1D中的任一個(gè)時(shí)，才能夠?qū)⑺鲋祵懭胨鲈~典資源。
[0016]獲得在所述設(shè)備休眠期期間向所述設(shè)備發(fā)送的任意通信的步驟可包括:生成并發(fā)送請(qǐng)求獲取存儲(chǔ)在所述詞典資源中的數(shù)據(jù)的獲取請(qǐng)求消息。
[0017]所述方法還可包括使用附加于所獲得通信的消息認(rèn)證碼來認(rèn)證所獲得的通信，所述消息認(rèn)證碼通過使用所述設(shè)備和發(fā)送所獲得的通信的另一個(gè)設(shè)備已知的認(rèn)證密鑰生成。所述方法還可包括:使用所述設(shè)備和發(fā)送所獲得的通信的另一個(gè)設(shè)備已知的加密密鑰來解密所獲得的通信。在這一方面，所述加密密鑰可從所述認(rèn)證密鑰導(dǎo)出。
[0018]所述方法還可包括:在獲得在所述設(shè)備休眠期期間向所述設(shè)備發(fā)送的任意通信后，通過覆寫存儲(chǔ)在所述RELOAD對(duì)等端的所述詞典資源中的數(shù)據(jù)，從所述RELOAD對(duì)等端移除所述通信。
[0019]所述方法還可包括:通過生成并發(fā)送定向至Node-1D的消息，響應(yīng)于所獲得通信，所述Node-1D包括在所述消息中作為與包含所獲得通信的所述值相關(guān)聯(lián)的詞典鍵。在這一方面，可以發(fā)送響應(yīng)，作為RELOAD消息或CoAP消息中的任一個(gè)。備選地，所述方法還可包括:通過在位于所述RELOAD對(duì)等端的所述詞典資源中存儲(chǔ)響應(yīng)，響應(yīng)于所獲得的通信。這時(shí)，在位于所述RELOAD對(duì)等端的所述詞典資源中存儲(chǔ)響應(yīng)的步驟可包括:生成并發(fā)送請(qǐng)求向所述詞典資源寫入值的存儲(chǔ)請(qǐng)求消息，所述值包含所述響應(yīng)以及包括所述另一個(gè)設(shè)備的Node-1D的相關(guān)聯(lián)的詞典鍵。
[0020]根據(jù)第二方案，提供了一種實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備向僅周期性喚醒的另一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備發(fā)送通信的方法。所述方法包括，在所述設(shè)備處:
[0021]創(chuàng)建到資源定位和發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)協(xié)議RELOAD覆層網(wǎng)絡(luò)的對(duì)等端的連接；以及
[0022]通過生成和發(fā)送定向至等于所述另一個(gè)設(shè)備的Node-1D的Resource-1D的存儲(chǔ)請(qǐng)求消息，向所述另一個(gè)設(shè)備發(fā)送通信，所述存儲(chǔ)請(qǐng)求消息請(qǐng)求向詞典資源寫入值，所述值包含所述通信。
[0023]所述設(shè)備可以是所述另一個(gè)設(shè)備的主/控制節(jié)點(diǎn)，并且所述通信可以是命令和控制消息。所述設(shè)備可連接到RELOAD覆層網(wǎng)絡(luò)，作為RELOAD對(duì)等端和RELOAD客戶端中的任
—個(gè)°
[0024]所述存儲(chǔ)請(qǐng)求可包括所述另一個(gè)設(shè)備的Node-1D，作為所述詞典資源的Resource-1D。所述存儲(chǔ)請(qǐng)求可包括與所述值相關(guān)聯(lián)的詞典鍵，所述詞典鍵包括所述設(shè)備的Node-1D0
[0025]所述方法還可包括:使用所述設(shè)備和所述另一個(gè)設(shè)備已知的認(rèn)證密鑰來生成所述通信的消息認(rèn)證碼，并將所述消息認(rèn)證碼附加到所述通信。所述方法還可包括:使用所述設(shè)備和所述另一個(gè)設(shè)備已知的加密密鑰加密所述通信。在這一方面，所述加密密鑰可從所述認(rèn)證密鑰導(dǎo)出。
[0026]所述方法還可包括:從所述另一個(gè)設(shè)備接收對(duì)所述通信的響應(yīng)，其中接收所述響應(yīng)作為RELOAD消息和CoAP消息中的任一個(gè)。備選地，所述方法還可包括:通過從所述詞典資源獲取數(shù)據(jù)，從所述另一個(gè)設(shè)備獲得對(duì)所述通信的響應(yīng)。此時(shí)，從所述詞典資源獲取數(shù)據(jù)的步驟包括:生成并發(fā)送請(qǐng)求獲取存儲(chǔ)在所述詞典資源中的數(shù)據(jù)的獲取請(qǐng)求消息，并指定要獲取的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)是與等于所述設(shè)備的Node-1D的詞典鍵相關(guān)聯(lián)的值
[0027]根據(jù)第三方案，提供了一種實(shí)現(xiàn)僅周期性喚醒的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接收在所述設(shè)備未喚醒時(shí)發(fā)送的通信的方法。所述方法包括，在已作為RELOAD對(duì)等端加入資源定位和發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)協(xié)議RELOAD覆層網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)設(shè)備處:
[0028]允許所述設(shè)備作為RELOAD客戶端連接到所述RELOAD覆層網(wǎng)絡(luò)；
[0029]從所述設(shè)備接收請(qǐng)求存儲(chǔ)詞典資源的存儲(chǔ)請(qǐng)求消息，所述詞典資源具有等于所述設(shè)備的 Node-1D 的 Resource-1D ；
[0030]根據(jù)所述存儲(chǔ)請(qǐng)求消息，在所述RELOAD對(duì)等端創(chuàng)建詞典資源；
[0031]接收定向至等于所述設(shè)備的Node-1D的Resource-1D的另一個(gè)存儲(chǔ)請(qǐng)求消息，所述另一個(gè)存儲(chǔ)請(qǐng)求消息請(qǐng)求向詞典資源寫入值，所述值包含針對(duì)所述設(shè)備的通信；以及
[0032]在所述詞典資源中存儲(chǔ)所述值，使得所述設(shè)備能夠通過從所述詞典資源獲取數(shù)據(jù)獲得所述通信。
[0033]所述方法還可包括:從所述設(shè)備接收獲取請(qǐng)求消息，所述獲取請(qǐng)求消息請(qǐng)求獲取存儲(chǔ)在所述詞典資源中的數(shù)據(jù)；以及，生成并向所述設(shè)備發(fā)送獲取