分布式協(xié)作環(huán)境中的信任關(guān)系動態(tài)性研究.pdf

1、隨著資源的爆炸式增長，分布式協(xié)作對P2P下載、Grid計算、互聯(lián)網(wǎng)搜索、云計算等實際應(yīng)用的意義越來越重要。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)學(xué)科的興起為研究P2P網(wǎng)絡(luò)、Grid、Internet等分布式協(xié)作環(huán)境提供了一種新的思路，即將它們映射成面向信息共享等服務(wù)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，簡稱為服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。服務(wù)網(wǎng)絡(luò)由很多個相對獨立的實體組成，并呈現(xiàn)大規(guī)模、開放、時時動態(tài)變化、分布式等特征，即：網(wǎng)絡(luò)實體數(shù)目巨大、實體隨時可以離開或加入網(wǎng)絡(luò)、實體間的連接不斷變動、網(wǎng)絡(luò)缺乏中樞控制等等

2、。這些特征對研究服務(wù)網(wǎng)絡(luò)實體協(xié)作和伙伴搜尋研究提出了重重挑戰(zhàn)。此外，服務(wù)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的另一體現(xiàn)，即實體的微觀交互和宏觀網(wǎng)絡(luò)特征的相互影響和作用機制，也是研究人員需要解決的一大問題。雖然人們已經(jīng)意識到信任關(guān)系能幫助實體從海量對象中挖掘出特定目標，但它本身的不確定性、模糊性、動態(tài)性等固有特征，使它無法在現(xiàn)實服務(wù)網(wǎng)絡(luò)得到廣泛應(yīng)用。
　　 為了促進信任關(guān)系在伙伴搜尋和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，本文引入了基于面向自治的計算范式( Autonomy-

3、Oriented Computing， AOC)。AOC通過定義實體簡單特征、交互行為和規(guī)則，刻畫復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征，挖掘造成這些特征出現(xiàn)的潛在機制。自治和自組織是AOC的兩大核心思想。自治，指實體自我管理的能力，即實體根據(jù)自身狀態(tài)以及周圍環(huán)境狀態(tài)決定當(dāng)前的行為；自組織，則是指通過實現(xiàn)正反饋等機制實現(xiàn)實體狀態(tài)及其環(huán)境狀態(tài)的更新，并基于更新后的狀態(tài)指導(dǎo)未來行為。
　　 具體來說，針對伙伴搜尋問題，本文嘗試基于AOC刻畫服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和信任關(guān)系

4、的動態(tài)性，挖掘信任關(guān)系及其動態(tài)性對實體和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的影響機制。具體工作介紹如下：
　　 第一，提出基于信任關(guān)系的伙伴選擇策略，并通過分析其在服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用結(jié)果，首次系統(tǒng)地分析了信任關(guān)系對服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和實體的影響。在張世武等人所提的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)模型基礎(chǔ)上，提出了基于信任關(guān)系的伙伴選擇策略。在不同結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，即在隨機網(wǎng)絡(luò)、小世界網(wǎng)絡(luò)和無標度網(wǎng)絡(luò)中，測試比較了基于信任關(guān)系的伙伴選擇策略、隨機選擇策略和基于伙伴關(guān)系的策略對實體特性、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)

5、絡(luò)服務(wù)性能的不同影響。實驗結(jié)果表明，在任何一種服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中，信任關(guān)系都能大幅度提高實體協(xié)作完成服務(wù)需求的概率，提高服務(wù)網(wǎng)絡(luò)性能。同時，實驗結(jié)果表明，采用基于信任關(guān)系的策略，實體在經(jīng)過較短時間的交互后能找到相對合適的伙伴，為成功完成新需求創(chuàng)造條件。
　　 第二，首次從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)角度刻畫了信任關(guān)系的動態(tài)性，提出了面向自治伙伴搜尋的動態(tài)信任網(wǎng)絡(luò)模型，探討了信任關(guān)系動態(tài)性對網(wǎng)絡(luò)和實體的影響機制。首先，基于AOC的核心思想：自治和自組織，構(gòu)建

6、了一個動態(tài)信任網(wǎng)絡(luò)模型。網(wǎng)絡(luò)中的實體將根據(jù)自身能力、收到的服務(wù)需求以及當(dāng)前信任關(guān)系等信息選擇當(dāng)前的伙伴搜索和選擇操作，并根據(jù)伙伴反饋信息創(chuàng)建、更改、刪除彼此的信任關(guān)系。其次，基于完成不同需求的一系列實驗，用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征的動態(tài)變化展示了信任關(guān)系和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)性。再次，通過分析信任關(guān)系變化及其對應(yīng)的實體連接、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)性能等因素的變化，發(fā)現(xiàn)：實體通過改變彼此間的信任關(guān)系，改變網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)；改變后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能使實體盡快找到伙伴；而信任