基于Chord协议的P2P网络模型及其搜索技术研究

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P2P(Peer-to-Peer)技术被视为21世纪计算机技术的热点技术之一,随着网络技术的飞速发展和个人计算机性能的增强,互联网的计算模式正经历着从C/S模式向P2P模式的转变。高效的资源搜索机制是P2P技术的研究重点,本文概述了P2P的基本概念、体系结构以及主要的应用领域,总结了目前主要的P2P搜索算法,详细分析了非结构化P2P网络和结构化P2P网络搜索算法的研究现状,并指出了各自的优缺点。结构化P2P网络是第三代P2P网络,其采用的分布式哈希表搜索算法具有较高的查询效率,适合大规模的P2P网络并且可扩展性很好,是目前的研究热点。但是以Chord为代表的结构化P2P网络在构建覆盖网络的时候没有考虑节点的实际物理地址,导致覆盖网络和底层网络差异很大,即Chord网络存在的绕路问题。本文通过对Chord网络的深入剖析,提出一个新的基于Chord协议的P2P网络模型。新模型将网络中的节点按照实际物理地址的邻近性划分为不同的群组,每个群组是一个Chord环,群组之间互连构成分布式的P2P网络。新模型通过引入群首节点的概念充分考虑了节点性能的差异,同时为了增大群组内部完成查找的概率,减少跨群组搜索的次数,提出了群首节点的复制技术,使得新模型不但继承了Chord在可扩展性和鲁棒性等方面的优点,而且降低了网络流量,减少了路由定位开销,提高了搜索效率。基于新模型在拓扑结构和数据分布等方面的特点,我们提出新模型下的二阶混合搜索算法。此算法分为群组内部查找和群组之间查找二阶混合执行,查找以群组为基本单位,根据群组内外不同的拓扑结构分别采用不同的搜索算法,在群组内部采用DHT算法,在群组之间采用非结构化P2P网络普遍采用的泛洪请求搜索算法的改进算法——随机游走搜索算法。本算法结合了DHT算法和随机游走算法的优点,实验结果表明,新模型下的算法比Chord网络的DHT算法更有效。
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