基于超级节点的数据密集型网格在车辆实时导航系统中的应用

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1、基于超级节点的数据密集型网格在车辆实时导航系统中的应用摘要：有效的数据管理要求低成本存储和高速数据转移，因此提出了数据密集型网格应用到导航系统中，对传统的数据网格访问模型做了改进，从而减少车辆节点查询的响应时间，保障了大量分散来源的数据存储和传输的性能，该方法具有重要的理论和实践意义。关键词：超级结点；车联网；网格中图分类号：TP311文献标识码.•A文章编号:1009-3044(2015)09-0054-02Abstract：Effectivedatamanagementrequireslow-coststorageandhigh-speeddatatransf

2、er，data-intensivegridisproposedinthenavigationsystem.Traditionaldatagridaccessmodelismadeimprovements.Therebytheresponsetimeofthevehiclenodequeryisreduced.Theperformanceofdatastorageandtransmissionoflargenumberdispersedsourcesisguaranteed.Ithasimportanttheoreticalandpracticalsignifica

3、nce.Keywords：supernode；vehiclenetwork；grid1车联网的概念车联网是指通过先进的电子标识、传感器、无限移动通信、卫星定位、海量数据处理、智能控制等现代信息通信与处理技术，对人、车辆和道路交通基础设施的属性、静态/动态信息进行有效识别和智能化管理并提供服务的信息网络系统［1-2］。同时，车联网可以理解为车载自组织网络(vehicularad-hocnetwork，VANET),是一种快速移动的宽带多跳无线网络，用于实现移动过程车辆之间(vehicletovehicle，V2V)通信，车辆与路边基础设施之间(vehicletoin

4、frastructure,V2I)通信，同时为车辆提供多种安全应用和非安全应用。2基于超级节点的数据密集型网格的应用使用计算机网络中闲置资源创建一个“网格”的概念称为CPU抽取。实际上，蓄念网格建立在大量台式计算机上，使用了他们空闲周期或不活跃时期，这些客户端主机除了提供CPU周期，还提供了一些磁盘空间、网络带宽［3，4］。车联网中主要应用网格节点提供的高效存储和高带宽。传统的网格和云资源聚集的过程中，计算节点和网格的其他必要资源并不随意加入或离开这个系统，除非网络中发生了一些严重错误；云资源主要由遍布全国各地的固定网格节点提供，构成虚拟的超级数据中心。但P2P系

5、统中的资源分配时随意的，我们可以构建P2P网格，用于分布式文件共享、内容传递，为流动的车辆节点提供高效的信息查询支持，高响应速度和百万数据高速同步传输技术可以极大降低响应时间。而车辆节点的加入或离开P2P网格系统功能没用太大影响。网格的应用通常分为两大类：计算密集型和数据密集型。由于车联网体系中每个车辆节点需要实时的向网格虚拟中心系统发送大量信息，包括GPS位置和速度信息以及胎压、碰撞检测等车况信息，这些信息需要网格实时处理并提供无延时查询服务。因此，数据密集型网格结构更适合车联网应用。在数据密集型应用中，我们可能需要处理大量的数据。网格系统必须经过特别设计，才能

6、传输和操作如此庞大的数据集。大规模数据传输是个耗时的工作，而车联网应用中如果响应时间过长，在实时导航或自动驾驶应用中就失去了意义。有效的数据管理要求低成本存储与高速数据转移和访问。常用数据转移和访问的方法有：(1)数据复制和统一命名空间这种数据访问方法也被称为缓存，常用于提高网格环境中数据效率。通过复制相同的数据块和发布他们至网格的多个区域，用户可以根据引用的局部性访问相同的数据。此外，相同数据集的副本可以相互作为备份。一些关键数据不会在失效时丢失［5］。然而，数据副本需要定期检查一致性，存储需求和网络带宽产生额外的开销。(1)网格数据访问模型多位参与者可能想要共

7、享相同的数据集合。为了获得任意数据块，我们需要网格具有单一的全局命名空间。同样，我们需要拥有唯一文件名。为了实现这两点，必须解决具有相同命名的多个数据对象之间的不一致性问题。由此可以引入访问限制，以避免混乱。同时，数据需要采取保护措施，以避免泄露与损坏。试图访问数据的用户必须先经过认证，然后被授权访问。下面列出了组成数据网格的4种访问模型。1)单元模型这是一个集中式数据仓库模型，如图1所示。所有数据保存在一个虚拟的中心数据仓库中。当用户想访问一些数据时，他们必须向中心仓库提交请求。没有用于保护数据局部性的数据副本。该模型实现小型数据网格式最简单的。对于一个大型网格

8、，在性能与