結(jié)構(gòu)化對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中基于訪問(wèn)熱點(diǎn)的負(fù)載均衡算法研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)化對(duì)等（peer-to-peer,簡(jiǎn)稱(chēng) P2P）網(wǎng)絡(luò)是近年來(lái)出現(xiàn)的新技術(shù)，它的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的以服務(wù)器為中心的服務(wù)模式，使得人們可以更方便、更快捷的實(shí)現(xiàn)資源共享。但是在結(jié)構(gòu)化對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中假設(shè)所有數(shù)據(jù)文檔的受歡迎程度是相同的，然而在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，查詢請(qǐng)求的分布是十分不均勻的，這就導(dǎo)致了節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)量不同，那么面對(duì)蜂擁而至的突發(fā)訪問(wèn)，很容易導(dǎo)致訪問(wèn)熱點(diǎn)(Query Hotspot)問(wèn)題。訪問(wèn)熱點(diǎn)的出現(xiàn)將使得節(jié)點(diǎn)的性能?chē)?yán)重降低，不僅令該節(jié)點(diǎn)不能

2、夠提供有效服務(wù)，甚至還會(huì)影響到整個(gè)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。因此研究對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載均衡算法至關(guān)重要。
　　本文對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)階段的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡技術(shù)進(jìn)行了分析和研究。在深入研究訪問(wèn)熱點(diǎn)產(chǎn)生的原因后，提出了三種解決訪問(wèn)熱點(diǎn)引起的負(fù)載不均衡的算法。復(fù)制技術(shù)常被用來(lái)處理訪問(wèn)熱點(diǎn)問(wèn)題，然而該技術(shù)在選擇復(fù)制結(jié)點(diǎn)時(shí)，過(guò)多的依賴(lài)某些固定的結(jié)點(diǎn)，沒(méi)有考慮結(jié)點(diǎn)的負(fù)載量和復(fù)制結(jié)點(diǎn)的利用率，針對(duì)這些不足，本文提出了一種改進(jìn)的基于復(fù)制技術(shù)的負(fù)載均衡算法。通過(guò)

3、實(shí)驗(yàn)證明，改進(jìn)的算法在負(fù)載轉(zhuǎn)移開(kāi)銷(xiāo)和結(jié)點(diǎn)的利用率兩個(gè)方面均有所提高。
　　通過(guò)對(duì)結(jié)點(diǎn)負(fù)載特性的研究，得出結(jié)點(diǎn)負(fù)載的可預(yù)測(cè)性，并結(jié)合時(shí)間序列預(yù)測(cè)方法，提出了基于時(shí)間序列的負(fù)載均衡算法。該算法根據(jù)結(jié)點(diǎn)過(guò)去的負(fù)載值預(yù)測(cè)將來(lái)一段時(shí)間的負(fù)載，并在結(jié)點(diǎn)負(fù)載超重前提前將熱點(diǎn)文件轉(zhuǎn)移到復(fù)制結(jié)點(diǎn)上。算法在選擇復(fù)制結(jié)點(diǎn)時(shí)，根據(jù)結(jié)點(diǎn)的剩余負(fù)載量、將來(lái)負(fù)載增加量和平均在線時(shí)間來(lái)選取，盡量避免了頻繁轉(zhuǎn)移復(fù)制結(jié)點(diǎn)帶來(lái)的負(fù)載轉(zhuǎn)移開(kāi)銷(xiāo)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，該算法能有效

4、的預(yù)測(cè)結(jié)點(diǎn)的負(fù)載和減少系統(tǒng)的平均負(fù)載轉(zhuǎn)移開(kāi)銷(xiāo)。
　　本文對(duì)負(fù)載轉(zhuǎn)移的時(shí)機(jī)進(jìn)行了研究，提出了基于查詢率的主動(dòng)式負(fù)載均衡算法，該算法根據(jù)查詢率主動(dòng)的將訪問(wèn)量高的資源散列到復(fù)制結(jié)點(diǎn)上。同時(shí)考慮到訪問(wèn)熱點(diǎn)發(fā)生時(shí)，短時(shí)間內(nèi)將有大量的查詢請(qǐng)求，因此算法中引入了多服務(wù)窗口服務(wù)模型，提高了結(jié)點(diǎn)的處理速度，同時(shí)對(duì)查詢率閾值的動(dòng)態(tài)設(shè)置，使結(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)負(fù)載情況動(dòng)態(tài)的設(shè)置熱點(diǎn)資源的散列速度。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，該算法能夠有效降低結(jié)點(diǎn)的負(fù)載和減少查詢請(qǐng)求的平均相