一种基于语义社区的对等网络架构

摘要

对等网络(P2P)作为一种新兴的网络架构，因其所特有的自治性和对资源的高效利用率，自21世纪以来学术界为此展开了大量的研究与开发应用。作为与传统C/S架构抗衡的网络架构，P2P网络架构有效地利用位于网络边缘的众多主机资源，组织成一定次序的overlay网络拓扑，通过高效的数据实体搜索定位算法，最终实现终端上资源的互通有无。
　　 近年来随着对P2P网络特性的深入研究与实验，表明P2P网络中节点之间存在着极大的异构性，包括节点的连接度、节点分享文件数量等。此外，对小世界网络的深入认识，也让学术界试图将小世界网络的特征引入到P2P网络中，在有着一定关联的节点(地理位置上独立)之间建立起本地或者是远程的短连接，以便利查询。
　　 本文在充分的研究已有的各种P2P网络架构的基础上，设计了一种新的基于语义兴趣社区(Semantic Community based on Interest)的P2P架构-CommuSearch，并提出基于此架构下的搜索机制和P2P信任模型。相比于已有类似架构，新的CommuSearch架构有以下特点：1)充分利用节点的异构性和节点分享的资源的关联性，以模拟人类社会中真实社区的方式，组织成新的基于语义社区(簇)的overlay网络拓扑。新的拓扑结构中，兴趣社区将因节点上资源兴趣的相同而交叠，形成类似人类关系网的一个小世界网络；在资源搜索上，我们改进了一些非结构化P2P网络的查询算法以适应新的CommuSearch架构。2)在CommuSearch基于虚拟社区的架构中，设计了新的基于社区信用的P2P信任模型—CommuTrust。CommuTrust通过引入社区信用来更好的记录和评价节点信誉度。其次，设计了基于CommuTrust信任模型下社区内、社区间不同的资源交易机制。此外，本文还探索了在新的CommuSearch架构下，如何支持语义查询。最后，本文通过大量的仿真实验进一步验证了新架构的各种性能参数，包括系统架构的搜索性能，和基于CommuTrust信任模型下系统的安全性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、缩略字表

声明

第一章引言

1.1 P2P技术介绍

1.2 P2P技术应用

1.2.1 P2P技术应用分类

1.2.2 P2P文件共享

1.3 P2P网络分类

1.3.1 P2P overlay网络

1.3.2 P2P overlay网络分类

1.4本研究的课题来源及研究背景

1.5本文的主要研究内容与贡献

1.6论文组织

第二章 P2P搜索算法及信任模型

2.1结构化P2P网络及其搜索实现

2.1.1 CAN

2.1.2 Chord

2.1.3 Pastry、Tapestry

2.1.4Kademlia

2.1.5结构化P2P网络比较与讨论

2.2非结构化P2P网络及其搜索实现

2.2.1 Freenet

2.2.2 Gnutella

2.2.3 FastTrack／KaZaA

2.2.4非结构化P2P网络搜索算法简介

2.3非结构化P2P网络的演进

2.4 P2P信任模型

第三章CommuSearch系统架构设计

3.1 CommuSearch架构综述

3.2社区组建及初始化

3.2.1节点定义

3.2.2社区的形成

3.2.3 CN上的资源索引表

3.3 CommuSearch资源搜索

3.3.1资源搜索算法描述

3.3.2搜索算法的伪代码

3.3.3搜索消息冗余抑制

3.3.4 CommuSearch拓扑维护

3.3.5搜索优化机制

3.3.6支持语义搜索的考虑

3.4 CommuSearch架构的安全考虑

3.4.1基于群组的信任模型

3.4.2基于信用的数据交易机制

第四章 CommuSearch数学模型及分析

4.1最小回复数模型

4.2最坏情形下的系统性能评估

4.3社区的连通性分析

4.4固定拓扑下的概率分析

4.5搜索算法的带宽消耗分析

第五章CommuSeareh架构仿真验证

5.1 CommuSearch搜索性能仿真配置

5.1.1网络拓扑配置

5.1.2查询文件配置

5.1.3查询配置

5.1.4搜索算法配置

5.1.5验证性能参数

5.2 CommuSearch搜索仿真结果与分析

5.2.1查询成功率

5.2.2副本召回率

5.2.3查询时延

5.2.4平均带宽消耗

5.3 CommuTrust信任模型仿真验证

5.3.1仿真设置

5.3.2仿真结果分析

第六章 结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间的成果