支持QUIC协议的微服务架构物联网低代码构建平台
摘要
随着当前数字化设备数量的不断增加，物联网技术也逐步发展到了万物互联
时代，然而在物联网设备传输数据的过程中，传输的数据量和传输协议逐渐变得
巨大而复杂，传统的物联网平台已经无法满足当今环境的需求，因此，设计一款
满足可用性，安全性，又具备可维护性的高性能物联网平台至关重要，在物联网
平台设计的过程中，如何进行异构设备的接入，如何针对多服务器进行负载均衡
算法上的改进，以及如何更高效率的进行数据存储都是当今业内的热门话题。对
此，论文对上述问题进行了重点研究，具体的主要工作和创新如下：
首先，针对当今异构物联网设备接入繁琐的问题，在工程方面，本文设计了
一套可以支持接收多物联网协议、包括QUIC协议的接收端架构。其次，在数据
使用端上，针对海量数据存储时数据库利用率不高的问题，设计了一套后端存储
的自动切换中间件，通过在存储端各存储节点到达阈值时进行自动切换，从而达
到兼顾数据库存储时间与空间上平衡的效果。此外，针对微服务架构下开发者开
发复杂的问题，本文设计了一套新的微服务开发脚手架，并在此基础上实现了一
套基于低代码思想的微服务构建工具，使其开发团队可以更简单的进行项目的布
控与代码生成，从而在后续拓展平台功能时更加容易和规范，进而提升开发的效
率与可维护性。
在算法方面，针对大规模数据读写时缓存失效的问题，本文首先对前人设计
的传统一致性哈希算法做了改进，提出了新的一致性哈希算法，使其可以适应更
复杂的应用场景，并提高其负载的均衡性，之后进行了多组对照实验验证并总结
了它的可用性与应用场景。在进行具有重复关键字查询的场合，本文的算法稳定
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性是基准算法的倍左右。另外，针对海量数据读写时缓存穿透的问题，本文在
布谷鸟过滤器的基础上进行了改进，通过多组映射互相跳跃与重新划分存储空间
的方式减轻了布谷鸟过滤器在桶数量不足时性能雪崩的问题，并提高了算法的写
入速度，经过实验显示，本文的改进算法在与基准算法使用相同存储空间的情况
下，在存储空间大小稀疏的场景写入时间可以缩短到之前的百分之60，同时显
著提高判定的准确率。
关键词：物联网；分布式；负载均衡；缓存穿透
支持QUIC协议的微服务架构物联网低代码构建平台
Abstract
Withthecontinuousincreaseofdigitaldevices,theInternetofThings(IoT)technology
hasgraduallydevelopedintotheeraofinterconnectedeverything.However,intheprocessof
datatransmissionofIoTdevices,theamountoftransmitteddataandtransmissionprotocols
havebecomeincreasinglylargeandcomplex.TraditionalIoTplatformscannolongermeet
theneedsoftodaysenvironment.Therefore,designingahigh-performanceIoTplatformthat
meetsusability,security,andmaintainabilityiscrucial.IntheprocessofdesigninganIoT
platform,howtoaccessheterogeneousdevices,howtoimproveloadbalancingalgorithmsfor
multipleservers,andhowtostoredatamoreefficientlyarehottopicsintheindustrytoday.
Thispaperfocusesontheaboveproblemsandproposessolutions.
Firstly,toaddressthecumbersomeproblemofaccessingheterogeneous