無線P2P文件共享系統(tǒng)中若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)應(yīng)用層所采用的服務(wù)器/客戶端的服務(wù)架構(gòu)已經(jīng)不能很好滿足大量用戶的訪問需求，出現(xiàn)了許多基于P2P（Peer-to-Peer）技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用，采用對等通信的思想將網(wǎng)絡(luò)邊緣的用戶和終端設(shè)備連接起來，提供點(diǎn)到點(diǎn)的直接服務(wù)。在P2P技術(shù)所構(gòu)建的應(yīng)用層虛擬網(wǎng)絡(luò)中，所有終端都被映射成為對等的節(jié)點(diǎn)，同時兼任服務(wù)器和客戶端的角色，彼此間共享文檔數(shù)據(jù)、存儲空間、計(jì)算能力等資源，可以實(shí)現(xiàn)即時通訊、影音點(diǎn)播、搜索資料、分

2、布式計(jì)算等各種娛樂和科研活動，吸引了世界各地的用戶加入。其中最受歡迎的是P2P文件共享系統(tǒng)，它允許用戶在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)以萬計(jì)的節(jié)點(diǎn)所建立起來的豐富資源中尋找所需要的目標(biāo)文件，同時提供自己的可用資源列表，為他人提供方便，實(shí)現(xiàn)互相協(xié)助，文件共享。
　　 人們隨時隨地接入網(wǎng)絡(luò)的需求隨著無線通信技術(shù)的進(jìn)步逐漸得到滿足，相關(guān)的應(yīng)用服務(wù)也開始由有線網(wǎng)絡(luò)向無線網(wǎng)絡(luò)過渡。現(xiàn)有P2P文件共享系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)都基于有線網(wǎng)絡(luò)，要想在無線環(huán)境中大規(guī)模推廣，還需

3、要解決一系列問題，特別是底層傳輸情況的改變對于上層應(yīng)用的影響，例如用戶終端隨機(jī)移動，無線鏈路不可靠，設(shè)備能量受限，節(jié)點(diǎn)失效風(fēng)險增加，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)頻繁變化等。對此研究人員已經(jīng)展開探索，取得了大量成果，但是現(xiàn)有研究都集中在資源發(fā)現(xiàn)、安全保障、激勵措施等熱點(diǎn)領(lǐng)域，沒有對文件共享的流程進(jìn)行深入分解討論，并且所提出的算法對適用環(huán)境有所限制，可擴(kuò)展性較差。本文針對無線P2P文件共享系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)，緊密圍繞文件共享的關(guān)鍵步驟展開探討，既立足于現(xiàn)有研

4、究成果，又充分考慮無線環(huán)境，兼顧有效性和可靠性，針對實(shí)現(xiàn)共享的主要環(huán)節(jié)進(jìn)行逐步分析，提出相應(yīng)的解決方法。主要的工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 1.提出了一種無線P2P文件共享系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，通過分層架構(gòu)對數(shù)量龐大的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組織，規(guī)定了普通節(jié)點(diǎn)和簇頭節(jié)點(diǎn)的功能、職責(zé)，共享文件的存儲管理方式，系統(tǒng)初始化和運(yùn)營維護(hù)的相關(guān)機(jī)制，具有良好的可擴(kuò)展性和靈活性，支持多關(guān)鍵字和多粒度的模糊搜索。
　　 2.設(shè)計(jì)了與上述新型結(jié)構(gòu)模型相配合使用的

5、資源搜索算法，在路由表中引入遠(yuǎn)端連接，通過人為構(gòu)建符合小世界特性的網(wǎng)絡(luò)，將查詢消息的轉(zhuǎn)發(fā)范圍從鄰居簇擴(kuò)大到遠(yuǎn)端簇，從而極大提高了文件查詢的效率，降低了網(wǎng)絡(luò)開銷，改善了系統(tǒng)性能。
　　 3.提出了適用于無線P2P網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)文件持有節(jié)點(diǎn)選擇標(biāo)準(zhǔn)，即始終協(xié)調(diào)最優(yōu)準(zhǔn)則，代替?zhèn)鹘y(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)中使用的最小跳數(shù)準(zhǔn)則。全面考慮了無線通信環(huán)境中的主要影響因素，可以設(shè)置不同的評分細(xì)則從而選出符合不同側(cè)重要求的節(jié)點(diǎn)。運(yùn)用模糊信息綜合理論建立數(shù)學(xué)模型，并根

6、據(jù)實(shí)際情況對算法實(shí)現(xiàn)流程進(jìn)行了設(shè)計(jì)。該算法能夠與各種。P2P資源搜索協(xié)議配合使用，在文件成功傳輸率和文件傳輸時間等方面表現(xiàn)良好。
　　 4.設(shè)計(jì)了無線P2P文件傳輸中對失效路由的恢復(fù)機(jī)制，通過構(gòu)建松散的聚群集合，實(shí)現(xiàn)對下一跳節(jié)點(diǎn)突然失效狀況的及時發(fā)現(xiàn)和迅速反應(yīng)。為了確定適合的備用節(jié)點(diǎn)，對集合中的所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行周期性的信息收集和失效風(fēng)險評估。為此引入了模糊認(rèn)知圖理論，分析無線環(huán)境下導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)失效的可能原因和影響程度，建立模型并得到節(jié)點(diǎn)