下一代车联网（NGVN）：用于互联网接入服务协议的动态性能分析外文翻译资料

英语原文共 11 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

摘 要

在不久的将来，汽车预计将成为一个部件因特网，或者作为在移动网络中的终端，如的网络节点，或作为移动传感器（提供环境信息，汽车状态，视频流，等）或三种的组合。这部分是由于在基于位置的车辆的乘客不断增长的兴趣信息。驱动程序和希望乘客接收关于交通拥堵或事故信息其附近可能有兴趣访问互联网从车辆网络内的服务。访问可通过安装Internet网关（IGS）路边上涨，其能够与车辆进行通信。 当车的网络连接到因特网，这是重要车辆检测提供接入网关提供到互联网。因此，网关发现机制是必须的。对于发现Internet网关的两个主要接近反应和积极的人会考虑。在本文中，我们的重点方面从使用车辆网络内访问因特网服务发现协议。因此，我们开发了一个动态发现服务（DDS）协议来发现互联网网关和比较的这些性能通过仿真手段在各种情况下的方法。我们发现哪种方法进行了模拟更好我们的动态发现服务协议的情况下（DDS）。

第1章 引言

电子在汽车中使用，以提高车辆性能，可维护性，污染控制，产品分化，可靠性，安全性和便利性。 如客户继续要求更多的功能和特色在他们的汽车里，（例如，导航系统，智能公路系统支持，自动碰撞系统，互联网接入，远程诊断）就需要大量的设备。 这样的设备包括智能传感器，手机，免提装置和各种计算机部署在未来的汽车上。

这些设备需要连上具有适当协议和网络速度的网络，它们将使汽车能够以合理的成本，高可靠性和可用性来执行这些功能。此外，未来的汽车将支持计算设备并有望与其他车交流和固定网络。而且，未来汽车领域的发展也将包括的利用率新的通信技术。它的主要目标是提供较高的汽车安全性，来实现在道路上平稳的交通流，并改善交通工具的便利性和娱乐性。为了避免通信费用并能保证所要求的低的延迟汽车，下一步之间的安全交换相关的数据新一代车载网络（NGVN）系统基于广告hoc网络是未来的路有前途的解决方案通信场景。 NGVN系统将包括路边安装的网关到互联网。互联网网关（IGS）被集成到NGVN系统，如以及连接到互联网。IGS的提供了一个廉价的，但及时限制地访问互联网传递汽车。为了使ad hoc网络中的车辆使用IGS的，他们必须首先发现它们。在对比大多数其他移动形成的常规ad hoc网络设备，如PDA或笔记本电脑，车辆ad hoc网络是高流动性和动态的，（即，网络拓扑勤换）。其结果是，投资公司的可用性勤换，以及，多个网关可能同时可用。在本文中，我们提出了一个互联网的发现效率和可扩展解决方案网关在这样一个高度移动车载环境。我们的方法部署动态发现服务（DDS）用于决定哪个网关根据目前最适合

车辆的要求。在第二节，下一步代车载网络架构引入。第三部分介绍了基本的通信方案和他们的互联网工作的未来车载网络。我们会还讨论了可能的解决方案来识别投资公司。部分四会再介绍我们的具体做法。第五节评估SLP和NGVN DDS。最后，第六节总结本文。

第2章 下一代汽车网络建筑

在汽车，许多子系统需要大量的互动信息交流。例如，一个发动机管理系统和变速箱控制器可以进行适当的换挡工作紧密结合起来。 这些种交互变得比如此众多车载电子产品的传统观点独立的子系统可能不足以[1-3]。本地概念区域网络（LAN）已经在汽车被引入到提高中不同的交流与互动电子系统。在应用局域网到汽车电子系统，最佳的方案已通过对于每个系统和每个系统可以运行不同的满足他们的应用程序中的数据率协议。多个子网络（CAN，MOST和互联网协议）已经出台[4-7]。图1示出对于汽车上应用多种网络方案[8]。然而，这些方法都未能充分处理和利用新兴的互联网技术和服务。给定项目的主要目标是设计并实施每辆车使得移动网站它皆可访问（使用适当的安全机制）任何当代的网站。这样的网站将允许来访问动态信息关于车辆几乎实时的，如速度，内部温度，和燃料供应，以及实时视频和从汽车内的音频信息。这个数据是从传感器获得和其他机制置于汽车周围，并连接到车载网络。图2示出了基本NGVN架构是大致分为四个逻辑[9]域：

·用户界面域提供了所需的通信接口，以使所有的设备（例如，蜂窝，PDA，由移动用户使用笔记本电脑）进行交互与给定的信息交换信息服务。

·网络域的互操作性提供所有为了实现无缝的相互作用所需的功能和不同的网络，诸如之间的数据的交换不同类型的蜂窝网络的GPRS[9]的，CAN[5]，和MOST[6]。

·移动性支持域使无处不在访问车辆网站，允许用户与因特网访问与由车辆中的乘客进行交互参观车网站。

·自动信息领域提供下一个新一代的汽车应用与服务定位，对汽车用户以及制成品。此域名将利用由一个自动动态提供的服务在这个项目中，支持待开发探索当前和新兴的汽车信息和娱乐服务。

第3章 NGVN的通讯

下一代车辆钥匙的设计要求网络是分发当地有关的数据的能力而司机和乘客的需要的满足车辆位置相关的信息，并服务。车辆能够直接进行通讯或者使用中间的车辆作为中继节点图3。因此，车能与远方的沟通因特网网关使用多跳通信。 为了发现和访问Internet资源，我们需要一个充足的DDS和通讯架构互联网集成，如在下面的部分中描述。

3.1相关工作

在汽车投资公司发现这一概念未来的通信系统是类似的的发现Ad hoc网络服务。这种标识可能发生在网络层或应用层。

网络层解决方案：两种方法是可能的上网络层。第一种方法是使用多点传送投资公司，识别这又形成一个预先定义的多播组。其结果是，在车辆发送它的因特网交通到该组。本组可仅由所有的它的虚拟通信范围内的投资公司。对于在第n投资公司范围内时，数据将被发送到因特网n次。一种优化技术是选播使用，这支持解决最近或最合适一组的成员。尽管组播和任播似乎在理论上简单，他们不是简单地实现。两者都需要对部署路由协议的具体支持在ad hoc网络。此外，在这样的动态和移动环境下，集团维修需要很大的开销。第二种方法是路由器发现过程的修改。这种方法是一个用于实现MIPMANET[7]。该前提是，路由器本身做广告内的本地网络，因此，每个移动节点能够配置其相应默认路由器。用这种方法，路由器广告必须在网络，因为被淹没每个车辆本身作为一个路由器。其结果是，总的ad hoc网络与路由器周期性地被淹广告。这种方法的主要缺点是这不是非常可伸缩的。例如，如果数参赛车辆加倍，该系统的复杂性是翻了两番。除非参与的车辆的数目是非常小，就不会有流量的大量通过因特网传输的，因此，这种方法是也不切实际的未来汽车通信场景。

服务发现协议：配置和使用移动设备可以是在大规模非常不方便网络。例如，一个新的用户将必须配置他的移动设备手动上打印的文档最近的打印机。这个问题是由服务解析发现协议。这些协议使用户，移动设备和应用程序发现的网络中的服务以最小的先验知识。一些服务发现协议可用目前，包括服务位置协议（SLP），通用即插即用（UPnP）的，Jini和称呼[10，11]。 SLP和Jini的描述下面为了说明的服务的基本机制发现协议。 SLP在RFC2608标准[12]，并从互联网社区出身。由SLP显示代表服务的三种类型的试剂提供者，用户和服务的目录，分别为：

服务代理（SA）：服务代理代为处理服务提供商和广告的地址，提供服务的特性。

用户代理（UA）：应用程序使用用户代理找到网络内的特定的服务。用户代理既，服务代理和目录沟通代理。

目录代理（DA）：目录代理实现服务目录到管理网络中可用的服务。

这两种交互模式SLP用来发现服务在图4中第一个发现被示出过程图4（a）示出时发生的相互作用没有的DA在网络中的元素中。每个SA有加入预定多播组和一个UA通过发送服务请求的查询提供的SA（SrvRqst）的组播地址。接着，将各SA答复该查询在与服务的第二步骤回复（SrvRply消息）。需要注意的是使用SLP服务URL（统一资源定位器[12]）到指定的位置的服务（例如，IP地址）。第二互动模式使用至少一个DA图4（b）所示。在这种模式中，第一步骤包括每个SA的内网络注册其服务与使用DA一服务注册消息（SrvReg中）。在第二步骤，在DA确认登记了消息SrvAck消息。在第三步骤中，在UA立即从（DA SrvRqst）请求服务。该DA然后与在其注册服务（SrvRply消息）回复第四步骤。在这种模式下，DA的需要是

如在第一模式图示发现只有一次。该经典的服务发现模型反应，从而需要移动设备来启动服务发现。服务请求可以立即传送到一个目录服务或经由多播被发送到所有参与者的网络。这种技术很好地最局域网络，因为数量，类型服务配置一般是静态的。该设备的移动性是企业网络相当低，如井。作为结果，服务请求可能会发生当新设备加入网络或前一服务用于第一时间。在大型网络中，使用服务目录的进一步提高的可扩展性通过要求组播只为服务发现过程发现服务目录。然而，通常车辆行驶在高速行驶，从而有不断变化的服务格局。此功能考虑到在有显著影响投资公司是固定的。由于这个原因，车辆必须不断发现网关实现对一个一致的看法投资公司提供。在方案中，包括众多的车辆，发现严重的负担车载自网络。与低效路由算法，多跳功能可以放大的复杂性。

3.2 JINI

Jini技术已经开发由Sun Microsystems如Java编程语言的扩展。它解决了设备之间如何连接问题另外, 以形成一个简单的特设network, 在这个网络中的其他设备。Jini的组成架构和编程模型。每个Jini的设备被假定为有一个Java虚拟机（JVM）上运行。 Jini的架构原理[11]类似于SLP的。设备和应用程序使用两个Jini网络注册流程所谓发现和加入。要加入Jini网络，的设备或应用的地方本身进入查找表上查找服务器，这是对所有服务的数据库网络（类似于SLP目录代理）。除了指针的服务，在Jini的查找表还可以存储这些服务的基于Java的程序代码。这意味着服务可以上传设备驱动程序，接口和这帮助用户其他程序访问该服务。当一个客户机希望利用该服务，目标代码从查找表下载到的在JVM客户。而在SLP服务请求返回服务URL，Jini的目标代码提供给服务直接访问使用已知的客户端的接口。此代码流动性替换在客户端上的预安装驱动程序的必要性。Jini的规格都是开源的，可以使用自如。然而，孙为收取许可费商业用途。参考实现可能在http://www.sun.com/jini下载。 Jini的代码可以在Java二进制文件的46K实现。由于它的便携性和灵活性，我们开发了一种基于一个DDSJini技术，一个新的协议来发现未来的投资公司车载网络。以下部分描述它更多详情。

第4章NGVN基础的服务

互联网网关的服务发现必须是高度可扩展的，因为车辆密度可以成为在高峰期大城市非常高。为了有效地发现投资公司，我们开发并如前所述实现基于Jini的DDS的。除了扩展性和效率，另一个重要的目的是确定在通信范围内的可用投资公司中最合适的IG。因此，DDS的服务发现过程包括两个功能任务：可用投资公司的发现和最suitableIG的选择。

4.1 NGVN动态发现服务

在计算机网络实验室，下一代汽车网络的证明，原型已经使用Java和Jini的查找服务[18-19]以及动态发现服务技术实现。本项目采用当前原型，以实现所需的自动NGVN互联网服务。图5示出NGVN DDS，它由6组成部分的结构：网络服务代理，网络服务属性，服务管理器，查找服务，服务模板和访问控制管理器。这些组件，其在系统中的作用，以及它们的相互作用，以提供DDS系统的功能在以下各节中描述。

4.2网络服务代理

通过对象称为代理，它提供了所有连接到特定网络服务所需的代码NGVN信息服务的访问汽车信息和娱乐服务。因为它们允许同时从该服务的实现细节封装它的应用程序与服务进行交互代理类似于设备驱动程序。然而，与设备驱动器，其典型地由系统管理员安装可以使用该设备之前，代理由服务承载本身，并由被动态地下载客户端时，他们调用特定的网络服务。客户端应用不必知道这些代理的实现细节和它们不必是写入。这些代理对象通常在使用由后端系统支持的任何协议的服务的后端部分上的网络通信。

4.3网络服务属性

属性是附加到服务代理Java对象。服务附加这些属性，当他们发布自己的代理，并NGVN服务或客户端可以通过寻找某些属性模式搜索代理。属性是用来描述信息和状态，与服务相关联。属性重要类似的服务（即，服务，实现相同的接口）之间进行区分。姓名，地址，和位置是一些与服务相关的标准属性。但有时我们需要建立我们自己的属性，揭示特定服务的信息。有一些属性，它们是静态的，如姓名，即不随时间经常变化，但也有一些属性，如状态，即是动态的，并且可以由服务本身被更新。这些变化在该代理对象与注册，以确保客户机可以访问的最新的服务的所有查找服务中得到反映。图4的细节theDDS架构。

4.4服务经理

服务管理器维护更新有关可用NGVN服务的信息。检测在服务属性的变化，确定它的阈值。如果超过了阈值时，它更新在代理对象以前注册的所有查找服务这一信息。该服务还可以有属性，这是不服务属性。这些属性可以是动态的，在服务查找过程生效。服务管理器跟踪这些动态特性，并通过提供属性帮助客户端。

4.5查找服务

查找服务是一种特殊的服务，跟踪所有其他NGVN服务于社会。然后，客户机（用户NGVN）可以连接到查找服务，并要求提供哪些服务。查找服务还可以通知有关各方在新服务出现或服务时，通过远程事件[16-18]离开社区。查找服务使用多播协议公告宣布自己的存在。在多播的公告，有关各方侦听关于查找服务中存在的公告熟知的多播地址。所有定期查找服务发送一个多播消息到这个地址。一

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[153561]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word