In the last decade, many semantic-based routing protocols had been designed for peer-to-peer systems. However, they are not suitable for IoT systems, mainly due to their high demands in memory and computing power which are not available in many IoT devices. In this paper, we develop a semantic-based routing protocol for dynamic IoT systems to facilitate dynamic IoT capability discovery and composition. Our protocol is a fully decentralized routing protocol. To reduce the space requirement for routing, each node maintains a summarized routing table. We design an ontology-based summarization algorithm to smartly group similar capabilities in the routing tables and support adaptive routing table compression. We also design an ontology coding scheme to code keywords used in the routing tables and query messages. To complete the summarization scheme, we consider the metrics for choosing the summarization candidates in an overflowing routing table. Some of these metrics are novel and are difficult to measure, such as coverage and stability. Our solutions significantly reduce the routing table size, ensuring that the routing table size can be bounded by the available memory of the IoT devices, while supporting efficient IoT capability lookup. Experimental results show that our approach can yield significantly lower network traffic and memory requirement for IoT capability lookup when compared with existing semantic-based routing algorithms including a centralized solution, a DHT-based approach, a controlled flooding scheme, and a cache-based solution.

中文翻译：

---

动态物联网边缘网络中基于语义的服务发现总结

在过去十年中，许多基于语义的路由协议被设计用于对等系统。然而，它们不适合物联网系统，主要是因为它们对内存和计算能力的高要求，这在许多物联网设备中是不具备的。在本文中，我们为动态物联网系统开发了一种基于语义的路由协议，以促进动态物联网功能的发现和组合。我们的协议是一个完全去中心化的路由协议。为了减少路由的空间需求，每个节点维护一个汇总路由表。我们设计了一种基于本体的汇总算法，以巧妙地将路由表中的相似功能分组并支持自适应路由表压缩。我们还设计了一个本体编码方案来编码路由表和查询消息中使用的关键字。为了完成总结方案，我们考虑在溢出路由表中选择摘要候选的度量。其中一些指标是新颖的且难以衡量，例如覆盖率和稳定性。我们的解决方案显着减少了路由表的大小，确保路由表的大小可以受到物联网设备可用内存的限制，同时支持高效的物联网能力查找。实验结果表明，与现有的基于语义的路由算法（包括集中式解决方案、基于 DHT 的方法、受控泛洪方案和基于缓存的解决方案）相比，我们的方法可以显着降低物联网能力查找的网络流量和内存需求. 其中一些指标是新颖的且难以衡量，例如覆盖率和稳定性。我们的解决方案显着减少了路由表的大小，确保路由表的大小可以受到物联网设备可用内存的限制，同时支持高效的物联网能力查找。实验结果表明，与现有的基于语义的路由算法（包括集中式解决方案、基于 DHT 的方法、受控泛洪方案和基于缓存的解决方案）相比，我们的方法可以显着降低物联网能力查找的网络流量和内存需求. 其中一些指标是新颖的且难以衡量，例如覆盖率和稳定性。我们的解决方案显着减少了路由表的大小，确保路由表的大小可以受到物联网设备可用内存的限制，同时支持高效的物联网能力查找。实验结果表明，与现有的基于语义的路由算法（包括集中式解决方案、基于 DHT 的方法、受控泛洪方案和基于缓存的解决方案）相比，我们的方法可以显着降低物联网能力查找的网络流量和内存需求. 同时支持高效的物联网能力查找。实验结果表明，与现有的基于语义的路由算法（包括集中式解决方案、基于 DHT 的方法、受控泛洪方案和基于缓存的解决方案）相比，我们的方法可以显着降低物联网能力查找的网络流量和内存需求. 同时支持高效的物联网能力查找。实验结果表明，与现有的基于语义的路由算法（包括集中式解决方案、基于 DHT 的方法、受控泛洪方案和基于缓存的解决方案）相比，我们的方法可以显着降低物联网能力查找的网络流量和内存需求.