对等网络中资源定位技术的研究

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目前,对等(Peer—to—Peer,简称P2P)网络已成为克服传统客户机朋艮务器(Client/Server,简称C/S)模式缺陷的一种极具吸引力的计算模式。在P2P网络中,每个结点在逻辑关系上是对等的,拥有同等的功能与责任,每个结点既可以向其它结点提供自己共享的资源,也可以从其它结点下载自己所需的资源;结点之间直接交换它们拥有的资源,无需经过任何中间实体;结点在任何时候都可以随意加入与离开网络,形成一个动态的,自组织的网络环境。与C/S模式相比,P2P网络充分利用了网络中结点的带宽以及服务能力(比如提供资源的能力),这使其在扩展性、自组织性、动态性、鲁棒性、系统资源利用率等多方面具有显著的优势。 资源定位技术是P2P网络中的基础性关键技术。P2P资源定位技术实现了P2P网络的拓扑构造、消息路由和资源搜索等基础性功能,对P2P系统的可扩展性、鲁棒性和性能等方面具有重要影响。当前的P2P资源定位技术在努力提供高质量资源定位服务的同时很难将系统的整体性能保持在较高的水平。本文对此进行了深入地研究,并取得如下成果: (1)根据P2P网络的特点在对等网络研究领域首次提出了可以定量评估网络中结点特性对网络性能产生的综合影响的性能指标“发布效率”。同时,从优化结点发布效率的角度对P2P网络中结点之间共享资源的过程进行了理论分析,并得到可以有效提高结点对P2P网络性能产生影响的方法——结点资源区分发布策略,该方法的有效性已得到仿真实验的验证。 (2)资源共享已成为P2P网络的一个重要应用。当前基于结构化拓扑与非结构化拓扑的资源共享P2P系统都不能在提供较高的资源定位服务质量时得到较高的系统性能。本文根据大规模资源共享P2P网络的特点及网络中结点的异构性提出一种新的基于区分发布策略的大规模对等网络。该方法提出了依据结点在网络中的特性决定其资源为不同范围内的资源搜索请求服务,以此优化P2P网络中结点对系统性能的影响,进而使系统的性能保持在较高水平。 (3)由于类Gnutella的P2P系统结构具有简单易用的特点,所以此类系统得到大规模的应用。但这些系统具有的拓扑结构非确定性和资源对象放置的随意性等特点,给资源定位过程带来了很大困难。本文在保持类Gnutella系统简单易用特点的基础上,提出集成区分发布策略的Gnutella—DRP系统。该系统通过将拥有较多相似资源的结点进行聚类以缩小资源搜索请求的搜索空间。同时,为了减少系统的维护成本,系统根据结点在网络中的特性对其资源可以服务搜索请求的范围进行限制。仿真实验的结果表明提出的网络结构可以有效提高系统资源定位效率,同时将系统的维护代价保持在较低水平。
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