一个P2P资源查找的改进方法

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2024年7月4日发(作者：)

一个P2P资源查找的改进方法

任勇军【1】2008年在《一个P2P资源查找的改良办法》文中认为在过去的几年中，

对等网络(Peer-to-PeerNetwork，简称P2P)的迅速发展引起了计算机界的关注，根据

Peer-to-PeerWorkingGroupCommittee的定义，P2P在商业上的应用主要有文件共享、

边界效劳、分布式计算，但文件共享是目前最重要的一个应用。如何实现资源的定位是文

件共享的关键问题。Gnutella网络模型被认为是存粹的P2P系统的代表，目前世界上使用

用户最多的文件共享软件都基于Gnutella网络模型，Gnutella网络的主要问题是使用“扩

散〞方式搜索、发现网络节点及共享信息，随着网络规模的增长，不仅搜索消息的比率在

增长，而且由每一条消息产生的潜在流量也在大幅增长。其中包括了许多不必要的重复包

流量。因此，应该研究和改良Gnutella网络的资源定位机制。现有的定向广度优先搜索办

法只是从动态变化的网络中寻找某一段时间内具有某些特定性质的节点，只对这些节点进

行资源查找，忽略了大量有用的节点，而本地索引法中节点建立的索引大小与共享文件的

大小成正比，导致索引空间过大。本文针对这两个问题，借鉴TCP／IP协议中网络路由的

思想，提出了路由表查找法。采用动态路由办法来捕获网络中发生的变化，克服了定向广

度优先搜索法只搜索特征点的缺点，采用路由表指示查找的方向，从而使得路由表的大小

与邻节点的数量成正比，而不是与共享文件数量成正比，减少了网络中的流量。本文工作

如下：1．根据P2P系统中路径选择和互联网中路由器的路由行为的相似性，将每一个转

发消息的节点都看成一个路由器，因此P2P网络节点的路由问题可看成是路由器的路由问

题，在每个节点建立路由表进行路由选择；2．网络中某一段时间内具有某些特定性质的节

点，作为特征点，把网络中的特性点信息作为默认值，保留在节点的路由表的默认值项中；

3．根据网络具有动态变化的特性，用两种动态路由办法：集成路由表法和跳数路由表法，

主动捕获网络中发生的变化，并把系统中发生的变化进行更新，存储到路由表中，为进行

动态路由提供信息；本文先对集成路由表和跳数路由表办法进行了实验比拟，然后将路由

表查找办法与定向广度优先搜索办法进行了实验比拟，并得出结论：比照开销和查找性能

的提高，可以看出路由表查找办法是一个比拟好的查找办法。余林路【2】2008年在《基

于蚁群算法的P2P文件共享系统的研究》文中指出近年来,P2P(对等网络)应用迅速遍及,改

变了传统互联网的格局,是互联网发展进程中的革命性变革。在P2P网络中,每个节点都是

对等节点,它既是效劳器也是客户端,这种架构使得网络趋于扁平。随着BitTorrent,eMule

等应用的兴起,P2P文件共享系统日益流行。然而,目前流行的P2P文件共享系统的资源发

现和资源传输策略都比拟简单。简单的策略导致这些P2P文件共享系统性能较低,并且占据

了大局部网络带宽。针对目前P2P文件共享系统在资源发现和资源传输策略方面的缺乏,

本文提出了一个基于蚁群算法的P2P文件共享系统,系统中创新地利用蚁群算法对P2P资

源发现和传输算法进行优化。蚁群算法是一种新型的用于求解组合优化或函数优化问题的

智能优化算法。其系统性,分布式,自组织,正反应等特性使它具有很高的实用价值。而且蚁

群算法的这些特性正好与P2P文件共享系统的去中心化特性相适应。国内外已有大量学者

对蚁群算法进行研究并验证了蚁群算法的有效性。但是蚁群算法在P2P网络上面的应用仍

然寥寥无几,应用在P2P文件共享系统上的更是屈指可数。本文首先介绍了P2P网络,P2P

文件共享系统以及蚁群算法的根本原理。然后详细描述了本文所提出的P2P文件共享系统

的设计与实现。并提出了一种基于蚁群算法的P2P资源发现以及资源传输策略,并对此进行

了改良优化。最后,本文列举出仿真实验数据,验证了算法的可行性。许可【3】2008年在《网

络资源管理共性技术研究》文中研究说明计算机网络逐渐深入到社会生活的各个角落,越来

越多的计算机新技术都与网络密不可分,比方网格、云计算、物联网、效劳网络、P2P技术

等。虽然这些新技术都是在解决不同层面的问题,满足不同层面的业务需求,但是其关键技术

中都波及到了计算机网络相关的内容。而对网络资源进行管理,又是这些网络技术中的核心

局部。针对不断涌现出来的新技术及其优化改良计划,能否深入挖掘其本质,提取一类技术的

共性技术,以便基于共性技术,高效的提出创新计划,这是本文的研究重点之一。由于技术是

人的一种智力活动,不同领域的技术办法有可能对应着相似的思维过程,因此本文尝试从认

知心理学的角度,对网络资源管理技术中存在的共性思维过程进行归纳,抽象出网络资源管

理的共性技术,并基于共性技术,提出创新性的技术计划。本论文的奉献包括两个层面,一个

是办法论层面,提出了一种技术研究的新办法,即从认知心理学的角度,对技术的思维过程进

行归纳总结,提取共性技术,以便于快速掌握一类技术的本质,提出更多的创新计划；另一个

是具体的技术层面,本文基于共性技术,提出了关于网络资源管理相关的创新的项目设计和

理论算法,并进行了验证。这个层面包括：基于网络资源描述共性技术,提出了一种面向效劳

的网络电子设备管理系统,SODM系统,解决了千差万别的网络电子设备统一控制管理的问

题；基于资源发现共性技术,提出了一种改良的P2P资源发现算法,NChord算法,解决了传

统Chord算法路由表空间利用不充沛的问题,提高了查找效率；提出了一种面向移动P2P

的自适应资源管理策略,AMRM策略,解决了移动网络环境中,网络异构、设备资源受限等因

素导致的传统P2P资源管理算法效率低下的问题；提出了面向多业务的统一资源分发系

统,URDS系统,实现了异类业务的统一透明的资源分发管理,系统具有高可扩展性和兼容性,

解决了现有资源分发系统的业务相关性强,扩展性差的问题。实验结果说明,本论文提出的资

源发现算法具有较好的性能指标,可以有效的降低路由延迟,提高资源发现效率。另外,基于

本论文的设计计划开发出的软件系统运行稳定,性能良好,到达了预期目标。徐春丹【4】2008

年在《基于DHT的结构化P2P路由协议Chord的研究》文中认为目前对等网络面临的重

要问题就是如何高效的定位网络中的资源,基于DHT的结构化路由算法的提出使这一问题

得到了相对优化的解决计划。本文针对典型结构化P2P路由协议Chord展开研究。Chord

利用分布式散列表作为查找策略的根底,具有负载平衡、可靠、可扩展性等诸多优点。比照

第一代路由算法,由于fingertable(即查找表)的提出,Chord大大改善了查找效率,然而当网

络中存在低性能节点时,Chord仍然存在一定的低效性。针对Chord的缺乏,通过分析

Chord协议的根本算法和理论,本文提出了两种新的路由查找策略,针对查找方式及网络布

局提出了下列几方面的改良：(1)针对Chord协议本身的单路查找过程,采用发起点并行发

起多条查询请求,进行并行查找定位,经由不同的路由路径定位目的节点,通过降低经由低性

能节点的概率,提高资源定位效率,降低查找延时。(2)在不增加节点负荷的前提下采用

Vivaldi捎带协议,记录节点间的物理延时,增加逻辑节点对物理延时的感知,从而在选择查找

路由时综合逻辑及物理网络状况选取最优节点,到达降低查找时延的目的。最后,基于

P2PSim仿真平台,通过比照原始协议及改良后的协议,表明改良的正确及有效性。仿真结果

说明,改良协议一定程度上的提高了资源定位的效率,降低了查找时延。通过仿真看出,以上

各种修改方式相辅相成,各有优势,针对不同的应用场景满足相应的应用需求。刘金山【5】

2008年在《基于DHT的P2P搜索引擎的研究》文中研究说明近几年来对等网络(即P2P

网络)得到了飞速发展,它将Internet边缘节点的资源收集起来,提供强大的计算和存储能力。

P2P的发展,改变了Internet的共享行为。在分布计算、协同工作、搜索引擎、文件交换等

方面有着广泛的应用前景。P2P网络在没有中心节点的情况下,如何进行资源的查找定位是

一个很重要的问题,特别是查找的高效性和可靠性。目前的解决计划主要是:增加中心节点完

成查找工作形成混合式P2P网络;非结构化P2P网络的泛洪算法和结构化P2P网络的DHT

算法。混合式P2P网络以Napster为代表,它的中心节点是整个系统的瓶颈,它的失效将导

致查找的完全失效;泛洪算法以Gnutella为代表,解决了中心节点的瓶颈问题,但泛洪算法导

致数据报在网络中播送,随着网络规模的增长,四处播送的数据报很快就把网络带宽耗尽;为

了防止泛洪式搜索产生的冗余消息,研究人员提出了结构化P2P网络,采用基于分布式哈希

表(DHT)的路由算法,DHT路由算法使用分布式哈希函数进行资源定位,快速、可扩展性好;

研究人员开发了多个DHT算法,如Tapstry、Pastry、CAN、Kademlia、Chord。其中

MIT提出的Chord算法在网络节点变化激烈的环境中仍然具有较好的性能。本文研究了各

种P2P的资源查找算法,特别重点研究了基于DHT的Chord算法,并分析了Chord路由算

法的效率,在此根底上,提出了查找内容缓存和叁阶Chord相结合的查找办法,查找内容缓存

对节点查找成功的内容保留在节点本地,当节点再次查找相同内容时可快速地定位到目标

节点,减小了消息转发次数,叁阶Chord使每个节点保留了更多节点的路由信息,节点在查找

消息转发时,不断对Chord环进行叁分,加大了消息转发的路由跨度,查找请求更快地转发到

目标节点。通过查找内容缓存和叁阶Chord结合,改良了原有Chord的路由效率。最后,

本文采用了p2psim仿真系统对改良算法进行仿真,通过仿真测试,验证了改良办法在保证

原有Chord的性能提前下,减小了查找消息在网络上的转发次数,也就减小了查找消息的网

络延迟,提高了资源查找效率。通过分析和仿真测试,改良算法具有更好的性能,是可靠可行

的资源查找算法。祁玉【6】2008年在《对等网Chord模型的研究与改良》文中指出P2P

技术是目前国际上计算机网络技术领域研究的一个热点,被《财富》杂志誉为将改变整个因

特网未来的四大新技术之一,甚至被认为是无线宽带因特网的未来技术。P2P的出现带来了

整个网络观念的革新:它允许一个用户直接链接到另一个用户的计算机上,并进行文件的共

享与互换,彻底改变了传统的效劳器/客户端模式。这种去中心化的完全分布式模式,充沛利

用网络节点的自身的资源,实现了整个网络计算资源的充沛利用和资源的高效共享。自从第

一个P2P商业软件Napster诞生以来,P2P技术越来越受到人们的重视,到目前为止已经发

展到第叁代---结构化P2P网络。其典型的代表有Chord、Tapestry、CAN等模型。结构

化对等网络具有负载均衡、扩展性好,查找效率高等优点,因此具有广大的应用前景。如何在

大规模的网络中进一步的提高查找效率以及保持结构的完整性一直都是结构化P2P网络走

入商业应用的难点和热点。本文针对Chord模型展开了如下的工作:首先,在了解P2P根本

原理的根底上,对P2P相关技术进行了分析与研究。然后,重点对结构化网络模型的典型代

表Chord模型进行了深入的研究。论文研究了Chord协议的相关理论和算法,尤其是资源

查找算法、节点的参加和稳定算法等。由于路由表的结构是影响资源查找性能的关键因素,

因此把它作为改良的切入点。在分析影响资源查找性能因素的根底上,通过改良路由表的结

构,提出RM-Chord模型,到达进一步提高了资源查找算法性能的目的。在维护结构化网络

的完整性方面,本文对Chord稳定性算法做出改良,进行了相应的理论分析。最后,论文通过

对平均路径查找长度及平均查找时间进行模拟实验及结果分析,从而验证了所提出改良思

想的有效性。高俊华【7】2008年在《分层网格资源发现机制及结构化Chord协议的改良》

文中研究指明资源共享是网格计算的主要目的,所以对大量分布、异构的网格资源进行管理

就成为网格研究中的重点和难点,而网格资源发现是网格资源管理中的一个根本组成局部,

它为资源请求者寻找满足需求的资源。传统的网格资源发现多采用基于目录的集中式资源

发现机制,其实现和管理简单,但存在性能和扩展性方面的问题。同样为实现资源共享目的出

现的P2P技术解决了传统C/S结构集中式控制的弊端,其网络的拓扑结构和资源的查找定

位办法等为网格的相关研究提供了新的方向。本文通过分析网格与P2P中资源发现的异同

点,将二者进行结合,实现了一种分层的资源发现机制,将网格资源逻辑上分为网格层和P2P

层。网格层为底层,是由网格资源节点组成的虚拟组织,基于GT4实现。P2P层为上层,由多

个DHT节点构成,每个DHT节点对应一个虚拟组织,所有DHT节点组织成一个Chord环,

基于P2P中的Chord协议实现节点的参加,离开和查找。其中资源的表示基于XML格式,

从而便于实现资源的单属性以及多属性查找。此外,本文在利用Chord路由算法进行节点

查找的过程中,发现路由表中的冗余信息和覆盖范围不全造成该算法的查询效率在某些方

面受到限制。为此,本文提出一种对Chord中路由表的改良办法且利用仿真环境对其进行

了测试。熊景川[8]2008年在《基于语义聚类的无结构化P2P资源查找策略》文中研究指

明资源检索是P2P系统研究的热点之一,无结构化P2P资源查找普遍采用以泛洪机制为主

的办法,然而,随着查询请求在网络中转发次数的增加,网络拥塞和带宽浪费严重,查询效率得

不到保障,资源检索问题仍然是大规模无结构化P2P网络中信息共享所要面临的挑战。针对

以上问题,本文提出了一种基于语义聚类的资源查找策略

LSCS(Localsemanticclusteringsearch),主要工作如下：在网络结构方面,本文建立了一个

双层的纯分布式结构,这种结构的特点是无中心效劳器,节点间是完全对等的关系,不会产生

性能瓶颈和单点失败的问题。在资源表示和本地聚类方面,针对很多以DHT为根底的资源

表示办法对语义叙述的不准确这个问题,本文改良了资源向量模型(VSM),在节点内部将资

源向量转换成语义向量,防止了用特征值相近来代替语义相近的缺点；针对高维语义向量聚

类困难的情况,本文提出一种通过构造语义森林的算法CSF(constructsemanticforest)来

对本地资源进行聚类,构造语义节点层,在聚类过程中节点间无信息交换,没有耗费网络带宽,

使得系统有很好的扩展性。在资源查找方面,针对无结构化P2P系统中查询请求转发的盲目

性,本文受寻找相似节点思想的启发,提出在节点间建立相似链接的办法,将网络中包含相似

资源的节点聚到一起,形成语义相近的节点汇合,同时对这些相似链接进行动态优化,使得相

似节点汇合在物理网络上更接近。查询请求在转发时,本文定义并结合了定向模式和泛洪模

式,并增设了动态TTL机制,进一步提高资源查找的成功率和效率最后,通过性能分析和仿真

实验,说明本文提出的基于语义聚类的无结构化P2P资源查找策略是切实可行的,能够有效

提高系统的搜索效率,并提高查找成功率马育青[9]2008年在《结构化对等网中DHT算法

的研究与改良》文中研究指明近年来,随着计算机网络与通信技术的快速发展,P2P网络模式

以其可扩展性、高度容错性等突出优点变得越来越流行。在仅有的几年时间里,P2P应用已

发展成为了占用Internet流量的主要应用类型。要充沛发挥P2P网络优势,如何实现资源

的定位是其关键问题。结构化P2P网络是第叁代P2P网络,其采用的分布式哈希表技术具

有较高的查询效率,适合大规模的网络并且可扩展性较好,是目前的研究热点。首先,本文对

结构化对等网络搜索算法Kademlia进行了深入研究和分析。针对Kademlia中逻辑网络

和物理网络拓扑不匹配问题,提出根据节点物理位置信息对节点分域的改良策略;考虑到网

络中节点的性能差别,引入超级节点的概念,选择域中高性能节点作为超级节点承当更多的

任务。其次,本文提出了一种改良的基于网络拓扑和节点异构的结构化对等网络搜索算法

THK。该算法利用界标簇算法和RTT探测技术将网络中的节点按照实际物理地址的邻近性

划分为不同的域,在每个域中根据节点性能选出一个超级节点及几个备份超级节点,超级节

点保留域内节点的信息,并对域内查询成功的信息及热点资源信息进行缓存。节点进行查找

时,先对域内信息以及缓存信息进行查找。缓存机制的引入增大了域内查找成功的概率。最

后,利用仿真实验将THK算法和Kademlia算法进行比拟,仿真结果说明THK算法与

Kademlia算法相比,在逻辑路由跳数和平均查找延迟方面都具有更好的性能。陈霁

[10]2008年在《对等网络中的资源搜索算法研究》文中提出对等网络(Peer-to-Peer,P2P)

作为一种新兴的分布式计算模式,在资源共享、即时通信以及协同工作等方面得到了广泛的

应用。P2P网络中的每个节点有着对等的功能,既能作为效劳器提供效劳也可以作为客户机

接受效劳,任意节点间能够进行直接通信和文件传送。P2P网络中的资源分散地存储在每个

网络节点上,一个有效的资源搜索机制是网络实现高效资源管理的关键。P2P模型主要分为

集中式模型、非结构化分布式模型和结构化分布式模型,不同模型的P2P网络下其资源搜索

算法也不同。论文主要工作为：(1)总结了P2P网络模型,阐述和分析了非结构化分布式模

型和结构化分布式模型下典型的资源搜索算法。(2)针对非结构化P2P网络资源搜索过程中

产生大量冗余消息和部分性搜索问题提出一种改良算法——基于根子树间短连接的非结构

化P2P资源搜索算法,该算法采用多路平衡树作为覆盖网的拓扑结构,并在根节点的各个子

树间建立路由层次的短连接。通过设计相应的节点参加、退出网络及资源搜索策略,该算法

能够有效减少资源搜索过程中产生的冗余消息量且在TTL值设置较小的情况下有较高的搜

索成功率。根子树间短连接的引入,不仅保证了资源搜索过程中的消息转发不依赖于根节点,

而且也降低了平均搜索路径长度。最后使用实验仿真验证了算法的有效性。(3)针对结构化

P2P网络提出一种基于树形拓扑的资源搜索算法——基于同层子树间短连接的结构化P2P

资源搜索算法,该算法也采用多路平衡树作为覆盖网的拓扑结构,并在树形拓扑的同层子树

间建立路由层次的短连接。设计了相应的节点参加、退出网络及资源搜索策略,相比典型的

结构化P2P网络该网络有较小的平均搜索路径长度,而且同层子树间短连接的引入,使得资

源搜索过程中的消息转发不依赖于根节点。最后使用实验仿真验证了算法的有效性。参考

文献：【1】.一个P2P资源查找的改良办法[D].任勇军.河海大学.2008【2】.基于蚁群算法

的P2P文件共享系统的研究[D].余林路.华南理工大学.2008【3】.网络资源管理共性技术研

究[D].许可.北京邮电大学.2008【4】.基于DHT的结构化P2P路由协议Chord的研究[D].

徐春丹.北京邮电大学.2008【5】.基于DHT的P2P搜索引擎的研究[D].刘金山.电子科技大

学.2008【6】.对等网Chord模型的研究与改良[D].祁玉.西南交通大学.2008【7】.分层网

格资源发现机制及结构化Chord协议的改良[D].高俊华.吉林大学.2008[8].基于语义聚类

的无结构化P2P资源查找策略[D].熊景川.东北大学.2008[9].结构化对等网中DHT算法的

研究与改良[D].马育青.燕山大学.2008[10].对等网络中的资源搜索算法研究[D].陈霁.陕西

师范大学.2008

本文标签： 网络资源节点查找算法