与受限互联网设备进行通信的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于与受限互联网设备进行通信的方法和装置。更具体地，本发明涉及用于使通信能够发送至仅周期性唤醒的互联网设备并被其接收的方法和装置。
【背景技术】
[0002]“物联网”(1T)是指经由互联网可寻址、可读、和/或可控制的物品(尤其是日常物)的概念。具体来说，物联网是具有通过互联网协议相连的计算机、传感器和致动器的全球网络。因此，物联网由不断增加的海量设备形成(例如，到2020年将达到500亿)，并且这些设备无处不在，意味着它们需要经由从基于NAT的家庭网络到移动电信网络的各种类型网络而连接到互联网。此外，这些设备中许多是受限的(例如无线传感器)，因为它们只有有限的资源并且只由电池供电。因此，为了延长电池使用时间，这些设备需要具有较低的功耗，并且通常被配置为消耗大量时间段来休眠(例如非活跃)以节约能量。因此，任何有关物联网的提案应当可扩展、易于在具有防火墙/MT的网络中部署、并且高效节能，因为其应当使设备能够尽可能多地休眠。
[0003]在这一方面，对等网(P2P)技术已被设计为可扩展，提供了能够同时支持数百万对等端的能力。具体来说，互联网工程任务组(IETF)的对等网会话发起协议工作组(P2PSIP WG)已定义了资源定位和发现(RELOAD)基础协议，向用户提供在形成覆层网络的协作对等端集合之间的抽象存储和消息服务，其使用分布式散列表(DHT)算法来确定覆层网络中哪些对等端存储了特定数据段。RELOAD基础协议还被设计为在所有类型的网络中工作，即使存在防火墙和NAT。
[0004]此外，IETF的受限RESTful环境工作组(CoRE)定义了受限应用协议(CoAP)，其中CoAP是与用于机器到机器(M2M)应用的受限网络和节点一起使用的专用web传输协议。CoAP实现了用于大多数节点(例如传感器和致动器)和网络表示状态转移(REST)。CoAP不仅可用在相同受限网络的节点之间，还可用在受限节点和互联网节点之间。CoAP是运行在用户报文协议(UDP)之上的轻量级客户端-服务器协议，其目的在于，利用URI和方法/响应语义简单地被转换为超文本传输协议(HTTP)。
[0005]因此，已有用于与RELOAD基础协议和CoAP 二者相互作用以实现物联网的提案。例如，“A Constrained Applicat1n Protocol (CoAP)Usage for REsource Locat1n And Discovery (RELOAD) ” (draft-jimenez-p2psip-coap-reload-02)是提议使用基于 RELOAD 的DHT与基于COAP无线传感器网络(WSN)互联的IETF互联网草案。
[0006]这些方案提供了期望的可扩展性，但是它们没有考虑受限设备的休眠行为，因为这改变了有关互联网主机的主要假设，即，能够在任意时间联系它们。具体来说，RELOAD和CoAP都假设节点(即，对等端/客户端或者CoAP服务器/网关)一直能够接收消息，这便要求物联网设备或者至少它们的无线接口在所有时间都完全唤醒，这严重限制了基于电池供电设备的使用时间。此外，为了较小且便宜，很多受限设备没有专用的控制/管理接口(例如USB端口)，而将依赖于数据面所使用的相同网络接口。因此，除非备有一些附加的同步或集结(rendezvous)机制，将无法向休眠设备发送控制或管理命令。
[0007]此外，还没有将其视为一个问题，因为已假设无线传感器可在大多数时间休眠并周期性地唤醒以发送具有最新测量的消息，并迅速休眠。在该行为对数据面来说是可以接受，但对控制和管理面来说却并非如此，其通常要求可以在任何时间向设备发送消息，目前这一点被忽视了。然而，控制和管理面对所有类型网络的正确操作都至关重要，对于物联网来说同样如此。作为示例，控制面操作可以是为传感器配置初始配置信息，例如传感器用于向其发送传感器测量的CoAP UR1、这些测量之间的时间、用于过滤事件的阈值，等等。作为另一个示例，管理面操作可以是获取有关所发送/接收分组的统计数据。
【发明内容】
[0008]为了至少减轻以上指出的问题，本文提供了用于使通信能够向仅周期性唤醒的互联网设备发送并被其接收的方法和装置。
[0009]根据第一方案，提供了一种使仅周期性唤醒的互联网设备能够接收在所述设备未唤醒时发送的通信的方法，所述方法包括，在所述设备处:
[0010]在初始唤醒期期间，作为RELOAD客户端，建立到资源定位和发现基础协议RELOAD覆层网络的对等端的连接，并使用所述设备的Node-1D作为Resource-1D在RELOAD对等端创建词典资源；以及
[0011]在另一个唤醒期期间，建立到所述RELOAD对等端的连接，并且，通过从存储在所述RELOAD对等端的词典资源获取数据，获得在所述设备休眠期期间向所述设备发送的任意通信。
[0012]所述方法还可以包括:在唤醒期结束时，断开与所述RELOAD对等端的连接并进入休眠。所述通信可以是一个或多个主/控制节点向所述设备发送的命令和控制消息。
[0013]从所述词典资源获取的数据可包括一个或多个键-值对，一个或多个值中的每一个包含在休眠期期间向所述设备发送的通信以及包含发送所述通信的另一个设备的Node-1D的相关联的词典键。
[0014]使用所述设备的Node-1D在RELOAD对等端创建词典资源的步骤可包括生成并发送请求存储词典资源的存储请求消息，所述词典资源具有等于所述设备的Node-1D的Resource-1D。所述RELOAD对等端可对所述设备的Node-1D负责。
[0015]所述存储请求消息可识别访问控制策略，所述访问控制策略要求:使用包含等于包括在所述存储请求消息中的Resource-1D的Node-1D的数字证书来对创建所述词典资源的所述存储请求消息进行签名。所述访问控制策略还可要求:针对请求向所述词典资源写入值的存储请求消息，仅在所述值的词典键等于包括在包含在所述存储请求消息中数字证书中的Node-1D的情况下，则才能将所述值写入所述词典资源。所述访问控制策略还可要求:针对请求向词典资源写入值的存储请求消息，如果所述值的词典键在所述词典资源中已存在，则仅当包括在包含在所述存储请求消息中数字证书中的Node-1D等于存在于所述词典资源中的词典键以及创建所述词典资源的设备的Node-1D中的任一个时，才能够将所述值写入所述词典资源。
[0016]获得在所述设备休眠期期间向所述设备发送的任意通信的步骤可包括:生成并发送请求获取存储在所述词典资源中的数据的获取请求消息。
[0017]所述方法还可包括使用附加于所获得通信的消息认证码来认证所获得的通信，所述消息认证码通过使用所述设备和发送所获得的通信的另一个设备已知的认证密钥生成。所述方法还可包括:使用所述设备和发送所获得的通信的另一个设备已知的加密密钥来解密所获得的通信。在这一方面，所述加密密钥可从所述认证密钥导出。
[0018]所述方法还可包括:在获得在所述设备休眠期期间向所述设备发送的任意通信后，通过覆写存储在所述RELOAD对等端的所述词典资源中的数据，从所述RELOAD对等端移除所述通信。
[0019]所述方法还可包括:通过生成并发送定向至Node-1D的消息，响应于所获得通信，所述Node-1D包括在所述消息中作为与包含所获得通信的所述值相关联的词典键。在这一方面，可以发送响应，作为RELOAD消息或CoAP消息中的任一个。备选地，所述方法还可包括:通过在位于所述RELOAD对等端的所述词典资源中存储响应，响应于所获得的通信。这时，在位于所述RELOAD对等端的所述词典资源中存储响应的步骤可包括:生成并发送请求向所述词典资源写入值的存储请求消息，所述值包含所述响应以及包括所述另一个设备的Node-1D的相关联的词典键。
[0020]根据第二方案，提供了一种实现互联网设备向仅周期性唤醒的另一个互联网设备发送通信的方法。所述方法包括，在所述设备处:
[0021]创建到资源定位和发现基础协议RELOAD覆层网络的对等端的连接；以及
[0022]通过生成和发送定向至等于所述另一个设备的Node-1D的Resource-1D的存储请求消息，向所述另一个设备发送通信，所述存储请求消息请求向词典资源写入值，所述值包含所述通信。
[0023]所述设备可以是所述另一个设备的主/控制节点，并且所述通信可以是命令和控制消息。所述设备可连接到RELOAD覆层网络，作为RELOAD对等端和RELOAD客户端中的任
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[0024]所述存储请求可包括所述另一个设备的Node-1D，作为所述词典资源的Resource-1D。所述存储请求可包括与所述值相关联的词典键，所述词典键包括所述设备的Node-1D0
[0025]所述方法还可包括:使用所述设备和所述另一个设备已知的认证密钥来生成所述通信的消息认证码，并将所述消息认证码附加到所述通信。所述方法还可包括:使用所述设备和所述另一个设备已知的加密密钥加密所述通信。在这一方面，所述加密密钥可从所述认证密钥导出。
[0026]所述方法还可包括:从所述另一个设备接收对所述通信的响应，其中接收所述响应作为RELOAD消息和CoAP消息中的任一个。备选地，所述方法还可包括:通过从所述词典资源获取数据，从所述另一个设备获得对所述通信的响应。此时，从所述词典资源获取数据的步骤包括:生成并发送请求获取存储在所述词典资源中的数据的获取请求消息，并指定要获取的数据应当是与等于所述设备的Node-1D的词典键相关联的值
[0027]根据第三方案，提供了一种实现仅周期性唤醒的互联网设备接收在所述设备未唤醒时发送的通信的方法。所述方法包括，在已作为RELOAD对等端加入资源定位和发现基础协议RELOAD覆层网络的另一个设备处:
[0028]允许所述设备作为RELOAD客户端连接到所述RELOAD覆层网络；
[0029]从所述设备接收请求存储词典资源的存储请求消息，所述词典资源具有等于所述设备的 Node-1D 的 Resource-1D ；
[0030]根据所述存储请求消息，在所述RELOAD对等端创建词典资源；
[0031]接收定向至等于所述设备的Node-1D的Resource-1D的另一个存储请求消息，所述另一个存储请求消息请求向词典资源写入值，所述值包含针对所述设备的通信；以及
[0032]在所述词典资源中存储所述值，使得所述设备能够通过从所述词典资源获取数据获得所述通信。
[0033]所述方法还可包括:从所述设备接收获取请求消息，所述获取请求消息请求获取存储在所述词典资源中的数据；以及，生成并向所述设备发送获取