无线传感器网络数据管理技术研究进展(3)

无线传感网络的简介

入原来的页中，以实现ｆｌａｓｈ页的磨损平衡。另外，ＥＬＦ提供了碎片回收和故障恢复机制。碎片回收用于实现ｆｌａｓｈ页的磨损平衡、可用空间的擦除和再分配，故障恢复用于当系统或ｆｌａｓｈ页发生故障时利用检查点技术实现数据恢复。

受到日志结构文件系统¨０］的启发，文献［１１］提出一种基于Ｂ＋ｔｒｅｅ索引的日志结构数据存储技术，其基本思想是把索引组织成事务日志。把对Ｂ＋ｔｒｅｅ树节点的写操作编码成一个日志记录，并存储在内存缓冲区中。当缓冲区包含的数据足够装满一页时，则写入ｆｌａｓｈ中。另外，对每个Ｂ＋ｔｒｅｅ树节点，还保存一个页地址链接表，指向该Ｂ＋ｔｒｅｅ节点存储的日志记录的ｆｌａｓｈ页的地址。

ＦｌａｓｈＤＮｌ２］根据ＷＳＮ不同类型的工作负荷参数和

ＮＡＮＤｆｌａｓｈ设备的一些特性参数，设计了一种自调节的数据

存储方法。它综合了传统的基于磁盘的Ｂ＋ｔｒｅｅ索引和基于日志结构的Ｂ＋ｔｒｅｅ索引技术，采用自调节技术动态地调节它的存储结构，以适应不同的工作负荷和ｆｌａｓｈ设备，灵活地以两种方式中的一种存储索引节点。它把索引的自调节性质形式化为一个双态系统并提出相应的算法，实现理论上的最优。

ＭｉｅｒｏｈａｓｈＥｌ３．１４］提出一种基于ｈａｓｈ索引结构的数据存储方式。它把ｆｌａｓｈ的数据存储区组织成堆（ｈｅａｐ），监测数据按时间顺序以循环数组方式存储在ｆｌａｓｈ的数据存储区上，这种方式直接解决了删除、写以及磨损平衡问题。Ｍｉｃｒｏｈａｓｈ在把监测数据存储到ｆｌａｓｈ时，同时建立索引。索引采用两层索引结构，即ｉｎｄｅｘ层和ｄｉｒｅｃｔｏｒｙ层。Ｉｎｄｅｘ的每个索引记录格式为Ｅｉｄｘ，ｏｆｆｓｅｔ］，其中ｉｄｘ为数据存储的ｆｌａｓｈ页的地址，ｏｆｆ－ｓｅｔ为存储在该页相对起始地址的偏移值。ｄｉｒｅｃｔｏｒｙ的每个记录项包括ｉｎｄｅｘ层的某个ｆｌａｓｈ页的地址以及索引数据项值的上、下界。

值得进一步研究的是，在传感器节点数据库构建和维护索引时，必须考虑能量消耗问题。建立索引可以提高访问数据的速度，减少读取ｆｌａｓｈ页的次数。但建立和维护索引除了增加额外的存储空间外，其读写也需要消耗能量，尤其是对索引的写操作。这些能量消耗要在查询处理中得到补偿，索引才有意义。因此，使用索引结构只有在数据访问操作非常频繁时才有效，否则通过顺序扫描来执行查询更节约能量。

４以数据为中心的存储与分布式索引技术

４．１

以数据为中心的存储技术

在ＷＳＮ中，传感器监测数据可以存储在本地节点，也可

以根据数据的属性通过某种映射技术存储到网络中的一些指定节点上，即以数据为中心的存储技术。

文献［１５］提出基于地理位置散列表（ＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＨａｓｈＴａｂｌｅ，ＧＨＴ）的以数据为中心的存储方法。其基本思想为：首先用一个ＧＨＦ将数据映射到一个地理位置，然后采用地理路由协议——贪心周边无状态路由协议（ＧｒｅｅｄｙＰｅｒｉｍｅｔｅｒ

ＳｔａｔｅｌｅｓｓＲｏｕｔｉｎｇ，ＧＰＳＲｆｌ”１将测量数据存储到距离该位置

最近的传感器节点。当某个监测数据出现频率很高时，会导致很多数据映射到同一个节点，即出现“热点”（ｈｏｔｓｐｏｔ）现象，ＧＨＴ使用结构复制技术解决这种问题。

文献Ｅ１７］针对目标跟踪应用提出了一种网内数据存储方案（Ｅｎｅｒｇｙ－ｃｏｒｍｅｒｖｑｎｇＡｐｐｒｏｘｉｍａｔｅＳｔｏｒａｇＥＳｃｈｅｍｅ，ＥＡＳＥ）。

ＥＡＳＥ在网络内保持两个版本的目标跟踪数据，一个为高精度数据，一个是低精度近似数据。高精度数据保存在移动目标附近的节点上，以避免长距离的更新引起能量消耗。而与此相对应的低精度数据，则复制到～个指定节点上，以减少查询费用，指定节点对用户来说是透明的。存储在指定节点的不精确移动目标位置数据由一个近似半径来限定。也就是说，如果移动目标保持在近似半径范围内移动，它的精确位置数据更新只存储在最近的节点上。此时，其对应的不精确表示并不更新。即不发送到指定的节点。相应地，若查询的精度约束条件低于近似半径指定的值，则查询结果可直接通过指定存储节点获得，否则查询要转发到本地存储节点，以获得更精确的结果。ＥＡＳＥ还通过适当地设置近似半径来平衡数据更新传输流量和查询流量，以优化网络的性能。

ＷＳＮ在军事上得到了很大的应用。为了实现数据的安全存储和安全传输，防止敌方能够从捕获的节点中获取数据，文献［１８］提出了一种漫游数据存储方法（ＥｖａｓｉｖｅＤａｔａＳｔｏｒ－ａｇｅ，ＥＤＳ）。其基本思想为：网络中有价值的数据并不是存储在某个固定的节点上，而是以一种不可预知的方式在网络中漫游。敌方若已经捕获先前存储数据的节点，也不能很快地

访问数据，因为数据已不再存储在该节点上。另外，ＥＤＳ采用位置限定法，对漫游的位置加以限制。降低通 …… 此处隐藏：800字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……