基于大規(guī)模分布式網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，因特網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)的巨大潛力被進(jìn)一步挖掘，全球的分布式網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用已經(jīng)形成，對于大規(guī)模分布式網(wǎng)絡(luò)的研究成為當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。許多分布式的應(yīng)用如CDN（Content Distributed Networks）、比特流等在提供服務(wù)的過程中，需要知道網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)距離，以提高服務(wù)的質(zhì)量。同時，當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入到云計算時代，云環(huán)境下經(jīng)常面臨服務(wù)器的選擇問題，如何高效的為終端節(jié)點(diǎn)選擇合適的

2、服務(wù)器節(jié)點(diǎn)即利用網(wǎng)絡(luò)距離進(jìn)行服務(wù)器的選擇，是云服務(wù)提供商亟待解決的問題。
　　網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)是一種全新的互聯(lián)網(wǎng)距離預(yù)測方案，具有高可拓展性和低開銷的特點(diǎn)。相對于傳統(tǒng)的直接測量方法，可以將系統(tǒng)總體的測量時間復(fù)雜度由O（N2）降低到O（N）。基于此點(diǎn)以及現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)算法在準(zhǔn)確性和可拓展性方面的不足，本文旨在設(shè)計一種全新的網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)，并將網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用到云環(huán)境下服務(wù)器的選擇問題中。
　　本文首先提出一種全新的基于NRP

3、CA（Nonnegative Robust Principal Component Analysis）的分布式網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)算法DISCS。DISCS通過對節(jié)點(diǎn)的局部距離信息矩陣進(jìn)行主成分的提取,進(jìn)而消除測量誤差和異常點(diǎn)的影響，然后通過多次迭代準(zhǔn)確獲得節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。在獲得節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)后，利用節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)可以計算節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)距離。
　　本文緊接著提出另一種全新的分布式網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)算法WDCS。WDCS結(jié)合了主成分分析的方法和模擬彈簧

4、力場的思想。首先對節(jié)點(diǎn)的原始局部距離矩陣進(jìn)行主成分提取，然后利用模擬彈簧力場的思想更新坐標(biāo)。通過設(shè)置邊權(quán)值，為每一個參考節(jié)點(diǎn)賦予不同的信任度，以進(jìn)一步消除坐標(biāo)的誤差。在準(zhǔn)確性方面，WDCS稍遜于DISCS，但WDCS較DISCS節(jié)省了大量的計算時間。
　　本文在WDCS的基礎(chǔ)上，也首次提出多組鄰居收斂的思想，即在節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)更新的過程中，每隔固定的時間片為節(jié)點(diǎn)變換參考節(jié)點(diǎn)。本文把這種結(jié)合了主成分分析、模擬彈簧力場思想、多組鄰居收斂思想

5、的網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)算法稱為WDCS-MNC。
　　文章最后闡述網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系統(tǒng)在云環(huán)境下服務(wù)器選擇問題上的應(yīng)用，提出一種全新的云服務(wù)器選擇方案DEAL。DEAL是一種分布式的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)選擇策略，具有很好的可拓展性，并且通過設(shè)置域間傳輸懲罰因子，很好的將因特網(wǎng)服務(wù)提供商的利益考慮到模型當(dāng)中，使得因特網(wǎng)服務(wù)提供商可以靈活的選擇終端節(jié)點(diǎn)到服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的映射策略。
　　文章通過仿真實(shí)驗(yàn)對所提出的方法與現(xiàn)存的方法進(jìn)行對比驗(yàn)證。本文所提出的幾種方