对象名解析服务：简化命名规范与管理

追溯平台的ONS设计主要包括对ONS基础框架的设计与ONS功能模块的设计。

1.ONS基础框架

与DNS一样，ONS也是一个分布式递归查询系统。ONS系统主要由EPC映射信息、ONS客户端和ONS服务器组成，其中ONS客户端包括本地ONS解析器（Local ONS Resolv⁃er）、EPC处理应用软件和本地ONS缓存（ONS Cache）三部分，而ONS服务器是一个树型系统，从顶端的ONS（RootONS）根服务器，到下级的各级ONS服务器。在本地缓存和ONS服务器上都保存有不同EPC与URI之间的映射信息，以方便不同情况下的查询。如图11-22所示。

图11-22 ONS基本框架图

ONS客户端中的本地ONS解析器负责ONS查询前的编码和查询语句格式化工作，它将需要查询的EPC转换为EPC域前缀名，再将EPC域前缀名与EPC域后缀名结合起来，形成一个完整的EPC域名，最后由本地ONS解析器负责用这个完整的EPC域名进行ONS查询。在进行ONS查询时，首先在本地ONS缓存中进行，如果本地ONS缓存中没有要查询的映射记录时再向上一级ONS服务器进行查询。

ONS客户端中的本地ONS解析器负责ONS查询前的编码和查询语句格式化工作，它将需要查询的EPC转换为EPC域前缀名，再将EPC域前缀名与EPC域后缀名结合起来，形成一个完整的EPC域名，最后由本地ONS解析器负责用这个完整的EPC域名进行ONS查询。在进行ONS查询时，首先在本地ONS缓存中进行，如果本地ONS缓存中没有要查询的映射记录时，再向上一级ONS服务器查询。

2.ONS功能模块的设计

（1）EPC注册与注销

EPC注册是产品进入物联网的起始环节，将EPC注册到ONS中，才能达到信息共享的目的。EPC被删除时，需要把EPC从ONS中注销，才能保证信息的准确性。

EPC注册是指将EPC和EPCIS地址进行绑定，形成一对一或一对多的映射关系，并把这些映射信息保存到ONS服务器中。EPC注册分为根ONS注册和本地ONS注册。根ONS注册是指将EPC中的厂商识别代码和本地ONS地址的映射信息注册到根ONS。本地ONS注册是指将EPC中的对象分类代码和保存产品信息的EPCIS服务器地址的映射信息注册到本地ONS。

EPC注销是指解除EPC和EPCIS地址之间的映射，并从ONS服务器中删除。EPC注销分为根ONS注销和本地ONS注销。根ONS注销是指将EPC中的厂商识别代码和本地ONS地址的映射信息从根ONS中注销。本地ONS注销是指将EPC中的对象分类代码和保存产品信息的EPCIS服务器地址的映射信息从本地ONS中注销。

（2）ONS查询算法设计

根据ONS工作流程，ONS查询算法的总体框架图如图11-23所示。

图11-23 ONS查询算法的总体框架

从图中可以看出，该算法分为三个步骤：

1）模拟生成各种不同版本的EPC编码；

2）将EPC码作为ONS解析器的入口参数，由ONS解析器解析后，生成URI送至ONS服务器；

3）ONS服务器将ONS解析器发送到URI查找并生成URL。

计算机根据所生成的URL去访问相应的EPCIS服务器（即PML服务器），EPCIS反馈相关的PML信息，实现EPC物联网中的信息交换。

3.ONS模拟生成EPC码

模拟生成EPC码是ONS查找算法的第一步，实际情况下只有在EPC Global组织及公司企业生产上应用。新一代的EPC编码是与UPC相兼容的编码标准，现行的EPC编码分别为64位、118位及256位三种版本，各种版本号、类型号略有区别，见表11-4。

表11-4 EPC编码大体结构

EPC编码生成流程图如图11-24所示。其中结构体EPC[]的位数不仅取决于版本号，也与类型号有密切关系，这是因为由版本号决定其位数，但是由类型号决定位数的分配问题，这样才能够确定Header[]、EPC Mngr[]、EPC ObjCls[]、SerNo[]的具体大小。

4.ONS解析EPC码

此时得到的EPC码仅仅是一串二进制码，没有任何意义，需要将其进行分割。首先根据EPC码的标头预先识别EPC码的版本，然后将其二进制数进行分割，并转换为“十进制数.十进制数.十进制数”的形式，最后在头部添加“urn.epc”，转化为URI格式。头字段的二进制值见表11-5，可以看出第1、2同时为0的情形下，不属于EPC-64。

(www.xing528.com)

图11-24 EPC码生成流程图

表11-5 EPC码头字段的二进制值

ONS端得到URI后，需要处理为URL，分为清除、颠倒数列、添加几大步骤，最后查询URL对应的NAPTR记录并返回。以64位的二进制EPC编码01000000000110000010010 01001001000011001001000101010110110010101为例，ONS对EPC编码的完整处理算法如下：

1）将二进制的EPC编码转化成8进制整数，并在头部添加”urn：epc”，转化为URI格式：urn：epc：1.1554.37401.2272661。

2）对URI记录进行持久化存储或者进行本地缓存存储。

3）将URI格式转化成最终的URI格式，包括以下几个步骤：

清除urn：epc：，得到1.1554.37401.2272661；

清除EPC序列号，得到1.1554.37401；

颠倒数列，得到37401.1554.1；

添加“onsroot.org”，得到最终正确的URL：37401.1554.1.onsroot.org；

4）将生成的URL返回给本地服务器以用于进行下一步查询。

具体算法流程如图11-25所示。

5.ONS生成URL

ONS端得到URI后，需要处理为URL，分为清除、颠倒数列、添加几大步骤，最后查询URL对应的NAPTR记录并返回。

图11-25 ONS查找算法流程

一个典型的ONS查询过程如图11-26所示。ONS查询步骤如下：

1）应用程序将一个EPC编码送到本地系统；

2）本地系统对EPC码进行格式化转换，发送到本地的ONS解析器；

3）本地ONS解析器把URI转换成合法的ONS域名格式；

4）本地ONS解析器基于ONS访问本地的ONS服务器（缓存ONS记录）；

图11-26 ONS查询过程

5）如果发现其相关的ONS记录，则直接返回DNS NAPTR记录，否则转发给上级ONS服务器；

6）上级ONS服务器利用DNS服务器基于DNS域名返回给本地ONS解析器一条或者多条对应的NAPTR记录，并将结果返回给客户端应用程序；

7）应用程序根据相应的路径，访问相应的信息或者服务。

由ONS的查询过程可见，它主要提供了两种功能：一是实现了产品信息或其对应的EPC信息服务地址信息的存储；二是通过根ONS服务器组成ONS网络体系，提供了对产品信息的查询定位以及企业间的信息交互和共享。