P2P资源共享系统中的资源定位研究

摘要

随着网络规模的不断扩展，网络资源的不断丰富，作为分布式资源共享的典型代表，对等模式的资源共享成为了当今资源共享的主要模式。资源定位致力于实现资源消费节点和资源贡献节点之间的映射，是资源共享的前提和保证，其性能的优劣直接关系着资源共享能否顺利和有效进行。因此，资源定位是P2P共享系统中一个极具研究价值的课题。
　　 通过整合网络边缘丰富的资源，P2P资源共享系统实现了大规模环境下的资源共享，其目标是资源共享。与资源共享相关的三个方面的工作是：资源放置、资源定位和资源获取。资源放置的任务是按照系统组织结构约定的规则，将与资源相关的信息分布到系统的各个节点上，是资源定位和资源获取的基础；资源定位的任务是在大规模的环境下为资源消费节点找到满足需求的资源，是资源共享的前提和保证；资源获取的任务是为资源消费节点选择合适的副本资源。因此，资源定位的研究必须与拓扑结构紧密相连。
　　 基于这一研究思路，以提高资源定位的效率、降低资源定位的代价为目标，本文对非结构化全分布式、非结构化混合式、结构化这三种典型的、主流的P2P资源共享系统的结构特点以及其中的资源定位问题展开研究，主要的工作如下：
　　 首先，介绍了P2P资源共享系统的起源和发展，对这类系统的特点进行了分析，并由此总结出资源定位面临的挑战和需要达到的目标。随后，针对不同的资源共享系统结构，对其中的资源定位方面的研究进行了综述，分析了现有的资源定位技术的不足，指出了其问题所在。
　　 其次，针对混合式的资源共享系统中的拓扑构造以及资源管理方面存在的问题展开研究。在拓扑构造方面，为提高资源定位的效率，并应对这一背景下的超级节点选取问题，提出了基于层次分析法的超级节点选取机制，为其他场景下的多因素控制的超级节点选取问题提供了普适的解决方案。在资源管理方面，提出了类型感知的多属性资源定位，将异构、动态环境中的资源组织起来，有效地实现了资源空间的降维，并在此基础上实现了高维空间中的范围定位。
　　 再次，通过分析全分布式的资源共享结构中资源定位的特点，总结出构建提示型资源定位是这一结构下资源定位的不二选择。在传统的提示型资源定位中，节点总是维护节点共享的资源或者节点度等物理层相关的信息。这些信息的均匀分布特性与P2P系统中与生俱来的不均匀性极不匹配。基于这一问题，本文充分挖掘节点分享和获取网络资源的行为特点，在此基础上提出了响应追踪的资源定位。通过在节点中维护与资源定位的响应相关的信息和内容，构建提示型资源定位，有效地降低了资源定位的代价，提高了资源定位的效率。
　　 最后，对结构化P2P中的资源定位进行研究，分析出其不支持复杂查询的原因在于资源与节点之间的映射方法。针对这一问题，本文提出了类Chord的结构化P2P LiChord。在资源表示方面，借助于布鲁姆过滤器，在资源标识中保留资源的相似特性。在资源映射方面，将相似资源映射至同一个节点上，实现资源的相似性聚集。在资源定位方面，实现基于相似匹配的资源定位，提高了资源定位的效率和灵活性。

目录

声明

摘要

图表目录

第1章 绪论

1.1 论文研究背景

1.1.1 对等网络的概念

1.1.2 对等网络的应用领域

1.1.3 P2P系统的优势

1.1.4 P2P资源共享系统的特点

1.1.5 P2P资源共享系统的拓扑结构分类

1.2 研究问题的提出

1.2.1 P2P中的资源定位

1.2.2 资源定位面临的挑战

1.2.3 动态性

1.2.4 资源定位的研究目标

1.3 论文的主要工作

1.4 论文组织结构

1.5 本章小结

第2章 对等网络资源定位相关研究

2.1 资源定位的分类

2.2 各种P2P结构中的资源定位

2.2.1 混合式P2P

2.2.2 全分布式P2P

2.2.3 结构化P2P

2.3 本章小结

第3章 基于层次分析法的超级节点选取

3.1 引言

3.2 层次分析法

3.3 基于层次分析法的超级节点选取机制

3.3.1 超级节点选取的三层结构描述

3.3.2 诀策准则选择

3.3.3 超级节点选取的层次分析法模型

3.4 模拟实验及结果分析

3.4.1 代价分析

3.4.2 有效性分析

3.5 本章小结

第4章 类型感知的多属性资源定位

4.1 引言

4.2 分布式环境中的范围定位

4.3 类型感知的多属性资源定位机制

4.3.1 资源表示与组织结构

4.3.2 资源分组

4.3.3 类型感知的多属性资源定位算法

4.4 模拟实验及结果分析

4.5 本章小结

第5章 基于响应追踪的资源定位

5.1 引言

5.2 提示型资源定位

5.3 基于响应追踪的资源定位机制

5.3.1 响应追踪

5.3.2 请求转发

5.4 算法分析

5.4.1 查询请求的重复次数

5.4.2 定位请求的命中率

5.4.3 平均消息数

5.5 模拟实验及结果分析

5.5.1 模拟环境

5.5.2 性能分析

5.6 本章小结

第6章 基于线性码的结构化P2P LiChord

6.1 引言

6.2 线性码

6.3 基于线性码的结构化P2P Lichord

6.3.1 数据索引

6.3.2 资源定位

6.4 节点动态变化时Lichord结构维护

6.5 模拟实验及结果分析

6.5.1 实验环境以及主要参数设定

6.5.2 模拟实验结果分析

6.6 本章小结

第7章 总结与展望

7.1 论文工作总结

7.2 本文的主要贡献和创新点

7.3 下一步工作展望

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文

攻读博士学位期间参与的项目

致谢