超節(jié)點對等網絡信息檢索關鍵技術研究.pdf

1、對等網絡（Peer-to-Peer，簡稱P2P）具有數據分布式存儲、節(jié)點平等、節(jié)點間直接通信等特點，被廣泛應用到信息檢索、文件共享等領域。隨著網絡規(guī)模越來越大，網絡極易產生瓶頸現象和節(jié)點失效的問題。為了解決這些問題，人們嘗試對超節(jié)點對等網絡信息檢索技術展開研究。但相關研究成果還存在一些不足，仍有許多關鍵問題亟待解決。例如：如何按照語義相近的原則構建超節(jié)點對等網絡，以進一步提高搜索效率和檢索結果質量；如何設計節(jié)點常數度數的超節(jié)點拓撲結構，

2、以進一步降低網絡維護代價；如何設計失效節(jié)點、鏈路故障的發(fā)現和恢復機制，以提高網絡的容錯性；如何建立分布式查詢機制，以減少超節(jié)點的負載、提高檢索結果質量和下載質量等。這些關鍵問題的解決，將有利于滿足用戶對信息檢索的需求，為用戶提供更加便捷的信息檢索平臺。因此，對超節(jié)點對等網絡的信息檢索展開研究，有著重要的理論研究意義和實際應用價值。本文以提高搜索效率、檢索結果質量和下載質量，降低網絡維護代價，增強網絡容錯性為目標，圍繞上述關鍵問題展開研究

3、。在此基礎上利用所得的研究成果設計和實現了一個原型系統(tǒng)。主要研究內容包括：
　?、旁诔?jié)點對等網絡的構建方面，針對早期的超節(jié)點對等網絡信息檢索中，存在普通節(jié)點與超節(jié)點連接缺乏語義相關性，搜索效率和檢索質量不高，缺乏超節(jié)點負載平衡等問題，提出了一種基于在線聚類的超節(jié)點對等網絡構建方法。主要工作包括：①改進了已有在線聚類算法，以適應高動態(tài)的對等網絡。該算法保證了普通節(jié)點按照語義相關性連接超節(jié)點，較好地解決了資源準確定位的問題。②提出了

4、一種超節(jié)點選擇和動態(tài)調整超節(jié)點選擇策略。該策略能根據超節(jié)點自身的負載能力，動態(tài)調整連接普通節(jié)點的數量，使超節(jié)點的選擇更加簡單，減少了超節(jié)點因負載過重而出現網絡瓶頸的可能性。③提出一種搜索路由優(yōu)化機制，使檢索盡可能在某個語義組內完成，減少了查詢請求轉發(fā)次數，進一步減少了查詢帶寬消耗、提高了搜索效率和檢索結果。
　?、圃诠?jié)點共享文檔組織方面，為了克服已有共享文檔組織方法不利于構建語義覆蓋網絡的問題，提出一種基于層次聚類樹的超節(jié)點對等網

5、絡。主要工作包括：①改進了傳統(tǒng)層次聚類算法，以適應多文檔集聚類。采用該算法將節(jié)點共享文檔集聚類，根據簇之間的語義范疇形成層次聚類樹，克服了傳統(tǒng)單層次聚類很難揭示文檔之間語義關系的不足。②在層次聚類樹的構建過程中，利用曲線多項式擬合技術，設計一種自動發(fā)現并設置閾值的方法。這種方法使聚類過程更加智能化和自動化，聚類結果更加準確。③提出了基于層次聚類樹的超節(jié)點對等網絡構建方法。利用該方法，普通結點能根據網絡中已有語義組的語義范疇，選擇不同層次

6、的簇與超節(jié)點建立連接，提高了搜索效率、減少了查詢帶寬消耗。
　?、窃诔?jié)點拓撲結構方面，針對已有超節(jié)點對等網絡中超節(jié)點拓撲結構復雜、無序，難維護、不便于搜索路由等問題，提出了兩類常數度數的超節(jié)點拓撲結構模型。主要工作包括：①在分析完美差異圖（PDG）結構的基礎上，提出一種新的k-PDG拓撲結構，并利用該結構組織超節(jié)點，建立了一種新的超節(jié)點對等網絡。②提出一種新的k-皮特森圖拓撲結構。采用改進的皮特森圖，將網絡中超節(jié)點按照k-皮特森

7、圖拓撲結構進行組織，建立了一種新的超節(jié)點對等網絡。性能分析和模擬結果表明：這兩類結構與現有超節(jié)點拓撲結構相比，除具有支持多詞匯查詢、減少搜索所產生的查詢消息量外，在動態(tài)適應性方面，新超節(jié)點對等網絡能更好地降低超節(jié)點失效對拓撲產生的影響；在性能上，該網絡具有更小的拓撲構造和失效修復成本。
　?、仍诜植际讲樵兎矫?，針對現有超節(jié)點對等網絡中超節(jié)點負擔重，查詢結果缺乏統(tǒng)一排序、包含重復結果的下載節(jié)點可能無效等問題，提出一種低負載和高質量的