P2P网络中复杂查询处理的研究

摘要

随着Internet的发展，P2P网络作为一种新的网络应用模式，在工业界和学术界都受到了广泛的关注。当前，P2P网络中的搜索技术由于其灵活性和对动态环境的适应性，己经成为P2P网络的主流技术。 本文针对P2P网络的异构特性和复杂查询处理技术进行了研究，取得以下的成果：首先，通过对P2P网络中节点在处理能力、地理位置、生存时间等方面存在明显的异构情况的分析，研究设计了基于小世界理论的异构P2P网络模型。该模型对结构化：P2P网络中Chord环结构加以改进，通过对数据分布算法的设计，增强了结构化P2P网络对复杂查询的支持，减少了查询的时间延迟，并动态调节了网络的负载平衡。其次，针对网络数据搜索的热点问题，给出了异构P2P网络中的范围查询与排序连接查询算法。在范围查询处理中，利用异构P2P网络中地理位置异构的特点，将同层的结果聚集在处理能力较强的节点返回，减少“绕路”现象，提高范围查询的效率。并将相关数据复制到指定区域范围内的性能较高的节点中，有效的解决负载失衡问题。在连接查询处理中，给出了TopK-Join算法，该算法利用分支界限策略，通过取样的方法获取查询结果分数的一个下界，然后在连接处理之前裁减掉不可能产生最终结果的记录，从而节省了大量的网络带宽消耗和计算消耗。并且本文还给出了利用缓存的查询结果处理新的排序查询，以最后，通过实验验证了本文所给的算法。实验采用了均匀数据集和高斯数据集，分别对算法中的时间延迟和负载等方面作了数据统计和分析，实验结果验证了算法的有效性和可行性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1 P2P系统介绍

1.1.1 P2P网络简介

1.1.2 P2P网络分类

1.1.3 P2P网络特点

1.1.4 P2P网络应用

1.2国内外研究现状

1.2.1 P2P网络的查询技术

1.2.2范围查询技术的研究现状

1.2.3连接查询技术的研究现状

1.2.4负载平衡技术的研究现状

1.3本文的贡献

1.4文章结构

第2章基于小世界理论异构P2P网络模型的构建

2.1传统Chord系统基础特性及其优势

2.1.1传统Chord系统基础特性

2.1.2传统Chord系统的优势

2.2 SW-Chord模型的理论基础

2.2.1 P2P网络异构性

2.2.2基于小世界的异构P2P网络模型

2.2.3基于小世界的SW-Chord模型的优点

2.3 SW-Chord模型的建立

2.3.1相关术语

2.3.2 P2P网络的数据哈希算法

2.3.3节点的加入与退出

2.3.4节点的失效处理

2.4 SW-Chord模型上的精确查询算法及实验结果

2.4.1精确查询算法

2.4.2查询性能分析

2.4.3实验环境介绍

2.4.4精确查询实验结果

2.5本章小节

第3章基于SW-Chord模型的范围查询算法

3.1 P2P网络上的范围查询

3.2异构Chord模型上的范围查询

3.3 SW-Chord模型上的范围查询算法

3.3.1 SW-Chord模型上查询策略

3.3.2 SW-RQ范围查询算法

3.3.3基于缓冲的RQ查询优化算法

3.4范围查询实验结果

3.5本章小节

第4章基于SW-Chord模型的排序连接查询算法

4.1 P2P网络上的排序连接查询

4.2排序连接查询算法-Top-Kjoin算法

4.3基于缓冲的查询优化方案

4.3.1方案描述

4.3.2缓存选择和访问

4.3.3连接查询实验结果

4.4本章小节

第5章基于复制的负载平衡算法

5.1 P2P网络中的负载平衡问题

5.2基于复制的P2P网络中的负载平衡算法

5.2.1基于复制的范围查询算法

5.2.2基于复制的连接查询算法

5.3负载平衡实验结果

5.4本章小节

结论

参考文献

致谢