ONS系统具有类似于DNS系统的分布式层次结构，具有自身的查询机制。ONS基础解析网络主要由映射信息、根ONS (Root ONS)服务器、本地ONS (Local ONS)服务器、ONS本地缓存(ONS Cache)和本地ONS解算器(Local ONS Resolver) 5部分组成。
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(1)映射信息是ONS所提供服务的实质性内容，用于指定EPC与相关的URI的映射关系。映射信息分布式存储在各个不同层次的ONS服务器中，以便于分层管理大量的映射信息。
(2)根ONS服务器处于ONS层次结构中的最高层，拥有EPC名字空间中的最高层域名。基本上所有的ONS查询都是从根ONS服务器开始的，对根ONS服务器的性能要求很高。同时，各层ONS服务器的本地缓存也显得非常重要，因为这些缓存可以明显地减少对根ONS服务器的查询请求数量。
(3)任何本地ONS服务器均可申请查询物品的详细信息，并将阅读器读取的物品标签代码通过查询与物品信息服务器中的物品信息进行映射。
(4) ONS本地缓存可以将经常查询的和最近查询的"查询一应答"值保存起来，作为ONS查询的第一入口点，这样可以减少对外查询的数量，既提高了本地响应效率也减小了对根ONS服务器的查询压力。ONS本地缓存同时也用于响应企业内部的ONS查询，这些内部ONS查询用于对物品的跟踪。通过将这些本地缓存中的内部EPC作为寄存EPC注册到动态ONS,即可实现在物流链上对物品移动位置的跟踪。
(5)本地ONS解算器负责ONS查询前的编码 和查询语句格式化工作。本地ONS解算器首先将需要查询的EPC转换为EPC域前缀名，再将EPC域前缀名与EPC域后缀名结合成一个完整的EPC域名，最后由本地ONS解算器负责用这个完整的EPC域名进行ONS查询。
首先，标签解读器从RFID标签上读取EPC序列，并将这个EPC序列发送到本地中间件服务器。其次，中间件服务器(根据标签数据标准)把这些比特流转换成URI形式，再将此URI发送给本地ONS解算器。本地ONS解算器接收到此URI后将其转换为域名形式，然后进行次ONS查询(ONS Query) ，将EPC域名发送到指定的ONS基础架构服务器，以获取所需的信息。ONS基础架构服务器返回一系列记录回答，其中包含指向一个或者多个相关服务的URI。最后，本地ONS解算器从返回的记录中提取出需要的EPCIS服务器的URI,并将其返回给本地ONS服务器，中间件服务器最终连接上目的EPCIS服务器。
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