結(jié)構(gòu)化對等網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、相對于傳統(tǒng)的客戶端/服務(wù)器(Client/Server)模式，對等通信模式(Peer-to-Peer)具有不存在單點瓶頸、負(fù)載分散、自愈能力強、可擴(kuò)展性好等特點，網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點既是內(nèi)容的提供者也是內(nèi)容的消費者，同時還負(fù)責(zé)路由、轉(zhuǎn)發(fā)其它節(jié)點的消息。P2P能夠充份利用每個節(jié)點的資源，實現(xiàn)有效的資源共享，并以此為基礎(chǔ)實現(xiàn)各種大量節(jié)點參與的應(yīng)用。 按照節(jié)點的組織方式，P2P可分為松散組織的非結(jié)構(gòu)化模型(Unstructured P2P)

2、和具有嚴(yán)格節(jié)點組織規(guī)則的結(jié)構(gòu)化模型(Structured P2P)，本文著重于研究結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)中存在的問題并提出相應(yīng)解決方案。結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)中的規(guī)則規(guī)定了節(jié)點的組織方式，以及消息在P2P邏輯網(wǎng)絡(luò)中的路由規(guī)則，節(jié)點收到消息后嚴(yán)格按照此規(guī)則執(zhí)行，使得每條消息都有明確的下一跳，并可以在很短的跳數(shù)內(nèi)到達(dá)目的節(jié)點。規(guī)則的制定使得結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性很好，并使得它獲得廣泛的研究和應(yīng)用，但嚴(yán)格的規(guī)則同時也使P2P網(wǎng)絡(luò)喪失了靈活性，并且應(yīng)用于實際

3、系統(tǒng)時存在一些問題。本文就影響結(jié)構(gòu)化P2P應(yīng)用有效性的兩個方面(負(fù)載均衡、拓?fù)浞€(wěn)定性)和結(jié)構(gòu)化P2P查詢算法存在的兩個問題(多關(guān)鍵字查詢、模糊匹配)展開深入研究和探討。論文主要貢獻(xiàn)如下： 負(fù)載均衡是P2P系統(tǒng)在設(shè)計時需要考慮的公平性問題之一，但在結(jié)構(gòu)化P2P中，由于節(jié)點空間劃分不均衡、文件在節(jié)點間分布不均衡、不同文件的熱門程度以及不同節(jié)點的帶寬處理能力不同，導(dǎo)致節(jié)點間負(fù)載不均衡。本文提出了一種基于樹型結(jié)構(gòu)的負(fù)載均衡方案，針對P2

4、P網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的性能差異和相同節(jié)點上文件的差異提出對于文件的負(fù)載度量準(zhǔn)則，并根據(jù)此準(zhǔn)則對一些熱門文件按照樹型結(jié)構(gòu)復(fù)制方案進(jìn)行分塊復(fù)制，該復(fù)制方案具有維護(hù)簡單、擴(kuò)展性好、負(fù)載更分散的特點。仿真結(jié)果表明本方案大大改善了網(wǎng)絡(luò)的性能，有效地進(jìn)行了負(fù)載均衡。 本文針對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)化P2P模型的查詢算法處理多關(guān)鍵字查詢不夠高效的問題，在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)化P2P模型基礎(chǔ)上，提出一種新型的多關(guān)鍵字檢索模型。在一個P2P節(jié)點上存儲包含一個資源內(nèi)容的多個關(guān)鍵字

5、的信息，使用帶有權(quán)重的多關(guān)鍵字向量代表資源信息，并把請求也表示成帶有權(quán)重的多關(guān)鍵字向量，對請求和資源信息的向量進(jìn)行匹配，選取符合要求的信息。仿真和分析表明此方案可以顯著改善搜索結(jié)果的精確性和大大減少搜索所需的尋路跳數(shù)。除了對多關(guān)鍵字查詢不夠高效，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)也難于支持信息間的模糊匹配，結(jié)構(gòu)化P2P的信息的查詢是通過將關(guān)鍵字哈希成關(guān)鍵字ID，并通過ID查詢得到結(jié)果的。這種方式使得查詢和結(jié)果只能進(jìn)行精確匹配。本文提出一種新的基于興趣

6、聚類的語義P2P模型ICLEM，使節(jié)點在語義概念空間按興趣進(jìn)行聚類，形成多個興趣組，自動組織成一個P2P網(wǎng)絡(luò)，并可以在該P2P網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行基于語義的文本檢索，實現(xiàn)了查詢和結(jié)果的模糊匹配。仿真結(jié)果驗證了方案的可行性和有效性。 本文給出了一個結(jié)構(gòu)化P2P應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)平臺的實現(xiàn)，在實現(xiàn)過程中，針對結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)由于節(jié)點頻繁加入退出形成Churn現(xiàn)象，分別從路出表的組織方式、冗余備份、查詢報文處理方式方面提出了一些簡單易行的改進(jìn)方案并實