拓?fù)鋮?shù)優(yōu)化的結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)研究.pdf

1、近年來，結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)以其低跳數(shù)的資源定位、路由確定性及平衡負(fù)載特性，成為學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)都可以看作是由各種靜態(tài)拓?fù)鋽U(kuò)展而來，因此其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)始終面臨著拓?fù)渚S護(hù)及拓?fù)鋮?shù)優(yōu)化的問題，并最終決定系統(tǒng)運(yùn)作性能。而靜態(tài)拓?fù)湓赑2P動態(tài)環(huán)境下的平滑嵌入要面臨拓?fù)渚S護(hù)開銷控制、拓?fù)涮摂M化及優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)直徑等多個難題，本文以此為研究對象，定義和完善拓?fù)鋮?shù)體系，從拓?fù)浣嵌仍O(shè)計(jì)新的維護(hù)簡單、性能優(yōu)越的結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)，并取得了一定的研究進(jìn)展，

2、主要貢獻(xiàn)包括： (1)提出了適用于動態(tài)P2P環(huán)境的概率平衡樹的拓?fù)湫问?，不遵循層次的完全平衡，只遵循層次的概率均等，使樹出現(xiàn)不平衡狀態(tài)的可能性很小。節(jié)點(diǎn)位置轉(zhuǎn)變?yōu)榫植啃畔?，使得新?jié)點(diǎn)加入排除了對全局平衡信息的需求，在分布式環(huán)境下具有很好的可擴(kuò)展性。 (2)提出了基于匹配路徑和概率平衡樹的結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)MPPBTree。以概率平衡trie樹作為拓?fù)浣M織形式，以很高的概率實(shí)現(xiàn)常數(shù)度數(shù)O(d)下的網(wǎng)絡(luò)直徑下界O(log/N)

3、;通過隨機(jī)接入方法實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)加入，避免了平衡樹的高額維護(hù)成本；用過載轉(zhuǎn)移方法提供細(xì)粒度的負(fù)載轉(zhuǎn)移支持。與同類其它P2P系統(tǒng)相比，MPPBTree以相對較低的維護(hù)成本和較強(qiáng)的數(shù)據(jù)負(fù)載平衡機(jī)制，達(dá)到了較高的路由效率和查詢靈活性。 (3)提出了新的常數(shù)度數(shù)靜態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)HL<,2>D<,2>圖，HL<,2>D<,2>圖結(jié)合de Bruijn圖D(2，D)和2維Hypercube連接，是一個拓?fù)鋮?shù)優(yōu)化、性能優(yōu)越的靜態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在最長路徑路

4、由下，具有常數(shù)度數(shù)、對數(shù)直徑、常量擁塞和容錯繞路的性質(zhì)。 (4)提出了基于HL<,2>D<,2>圖的常數(shù)度數(shù)且常量擁塞的DHT P2P系統(tǒng)VHL<,2>D<,2>。VHL<,2>D<,2>結(jié)合de Bruijn鏈接和hyper鏈接進(jìn)行查詢路由，使用hyper鏈接進(jìn)行容錯路由，采用2步長的傾向性隨機(jī)游走實(shí)現(xiàn)動態(tài)維護(hù)時的待分裂域選擇，保證了全局流量及域面積均衡化。VHL<,2>D<,2>也實(shí)現(xiàn)了O(d)度數(shù)下的優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)直徑O(log

5、N)；與其它常數(shù)度數(shù)P2P系統(tǒng)相比，VHL<,2>D<,2>擁有更小的網(wǎng)絡(luò)直徑、更快的新節(jié)點(diǎn)定位過程及較強(qiáng)的容錯路由能力。 (5)提出了P2P拓?fù)鋮?shù)抽樣統(tǒng)計(jì)方法和評價策略。首先提出一種基于信息熵的P2P拓?fù)鋮?shù)抽樣統(tǒng)計(jì)隨機(jī)測度方法，定義鏈接熵以表征節(jié)點(diǎn)鏈接的總體分布，然后針對常數(shù)度數(shù)網(wǎng)絡(luò)，以鏈接熵為抽樣測度基準(zhǔn)，提出四種可操作性較強(qiáng)的抽樣方案，以VHL<,2>D<,2>拓?fù)錇閷?shí)例對象，考察了不同抽樣策略對拓?fù)鋮?shù)的抽樣性能并作