對(duì)等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高效資源共享機(jī)制研究.pdf

1、對(duì)等網(wǎng)絡(luò)(Peer-to-Peer Network,簡稱P2P)是一種互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中出現(xiàn)的新型計(jì)算模式。與傳統(tǒng)Client/Server(C/S)計(jì)算模式不同,對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)彼此之間地位是完全平等的,擁有對(duì)等的功能和責(zé)任,每個(gè)節(jié)點(diǎn)在對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中既做為服務(wù)器,為網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)提供資源和服務(wù),同時(shí)也做為客戶機(jī)享用其它節(jié)點(diǎn)提供的各種網(wǎng)絡(luò)資源和服務(wù)。對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)之間直接建立對(duì)等連接共享資源,無需依賴集中式服務(wù)器的支持,這種分布式的業(yè)務(wù)模式

2、,有效解決了傳統(tǒng)C/S環(huán)境下的單點(diǎn)失效問題。同時(shí),對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)具有高度的自治性,任何節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)自由地加入和退出,形成了一個(gè)真正的動(dòng)態(tài)、分布式的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。與傳統(tǒng)的C/S計(jì)算模式相比,P2P在可擴(kuò)展性、自組織性、動(dòng)態(tài)性、魯棒性以及系統(tǒng)資源利用率等方面都有著明顯的優(yōu)勢。P2P技術(shù)蘊(yùn)含著巨大的商業(yè)和技術(shù)價(jià)值,從它出現(xiàn)的那一刻起,就吸引了產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注。
　　針對(duì)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)所具有的自治性、動(dòng)態(tài)性和大規(guī)模分布的特點(diǎn),研究對(duì)等網(wǎng)絡(luò)

3、環(huán)境下的高效資源共享機(jī)制所涉及到的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、資源高效搜索、冗余備份、信任管理等問題。
　　隨著對(duì)等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不斷發(fā)展,目前在各種流行的文件共享應(yīng)用中所采用的支持資源單維屬性(文件名、關(guān)鍵字等)的資源共享方式已經(jīng)越來越不能滿足應(yīng)用的需求。但是目前還沒有一個(gè)很好的支持多維資源屬性的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。結(jié)合目前已有的各種結(jié)構(gòu)化對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涮攸c(diǎn),給出了一種支持多維資源屬性的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)資源共享框架模型FAN(Flabellate Addr

4、essable Network)。FAN網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)被統(tǒng)一映射到多維空間坐標(biāo)系中,采用節(jié)點(diǎn)相對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)的二階矩進(jìn)行資源路由和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的維護(hù)。FAN提供了一種全新的支持多維資源屬性描述的結(jié)構(gòu)化對(duì)等網(wǎng)絡(luò)資源共享框架,為網(wǎng)絡(luò)中的有效資源組織和高效資源搜索奠定了基礎(chǔ)。
　　網(wǎng)絡(luò)中資源分布和用戶對(duì)資源的訪問都不是均勻分布的,目前的各種結(jié)構(gòu)化對(duì)等網(wǎng)絡(luò)都是基于分布式哈希表(Distributed Hash Table)設(shè)計(jì)的,其設(shè)計(jì)初衷是將

5、網(wǎng)絡(luò)資源均勻分布在整個(gè)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中,實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。但是資源分布的不均勻性使得網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行的處理也是不均勻的,因此某些維護(hù)熱點(diǎn)資源的節(jié)點(diǎn)成為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的瓶頸。針對(duì)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中資源分布和用戶對(duì)資源訪問所具有的這種不均勻性,基于FAN網(wǎng)絡(luò),研究了一種自適應(yīng)熱點(diǎn)資源備份策略為熱點(diǎn)資源構(gòu)建VRN(Virtual Replica Network),提供網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)資源的高效訪問。VRN利用FAN網(wǎng)絡(luò)中資源訪問所具有的方向性,優(yōu)先將網(wǎng)絡(luò)中的熱點(diǎn)資源在熱點(diǎn)

6、訪問路徑上進(jìn)行自適應(yīng)冗余備份,有效地降低了對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中熱點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的處理壓力和查詢響應(yīng)延遲。同時(shí)利用對(duì)等網(wǎng)絡(luò)所具有的小世界特性,采用冪率分布在VRN中有效傳播節(jié)點(diǎn)負(fù)載信息,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)訪問的優(yōu)化配置。
　　目前的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)資源共享都是基于資源描述匹配開展的,越來越多的應(yīng)用要求可以基于資源內(nèi)容進(jìn)行高效資源共享。探討了對(duì)等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下基于資源語義信息的資源共享機(jī)制并分析了對(duì)等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的資源語義描述和傳播機(jī)制,給出了一種對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的語義資源搜索框

7、架SemSearch,利用語義相似度對(duì)共享資源和查詢請求進(jìn)行語義分析。在資源搜索過程中,查詢請求向語義最大相似方向進(jìn)行傳播,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中基于語義的資源共享。同時(shí)基于SemSearch設(shè)計(jì)了基于資源語義信息的冗余備份策略,選擇熱點(diǎn)內(nèi)容的共享資源,將熱點(diǎn)資源均勻合理地分配在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,提高資源共享性能。
　　對(duì)等網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)C/S網(wǎng)絡(luò)具有不同的資源訪問特點(diǎn),對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)具有高度自治性,用戶采用匿名方式訪問網(wǎng)絡(luò)資源,這些都給對(duì)等網(wǎng)