基于Kademlia網(wǎng)絡(luò)的P2P數(shù)據(jù)查詢研究.pdf

1、P2P技術(shù)的誕生被視為是推動(dòng)數(shù)據(jù)集成領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)強(qiáng)大動(dòng)力，P2P數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)能夠融合P2P技術(shù)與數(shù)據(jù)集成兩者的優(yōu)勢(shì)，以此來(lái)克服傳統(tǒng)集中式數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)的缺點(diǎn)，使得用戶最大程度上無(wú)障礙地訪問(wèn)異構(gòu)數(shù)據(jù)源，從而查詢和獲取所關(guān)注的數(shù)據(jù)。
　　 一方面，P2P數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)采用只建立和維護(hù)數(shù)據(jù)源與相鄰幾個(gè)數(shù)據(jù)源之間的語(yǔ)義映射的方式，取代了龐大而復(fù)雜的統(tǒng)一中介模式的數(shù)據(jù)共享方式，使得傳統(tǒng)數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)中的若干復(fù)雜問(wèn)題得以緩解甚至解決。另一方面，

2、P2P數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)自身也存在一些問(wèn)題需要解決。事實(shí)上，P2P計(jì)算自身存在一些固有特性，例如動(dòng)態(tài)性、可擴(kuò)展性、分散性以及節(jié)點(diǎn)自治性等，往往給整個(gè)融合過(guò)程帶來(lái)不少新的麻煩。比較重要的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題包括:如何建立和維護(hù)節(jié)點(diǎn)間的語(yǔ)義映射，采用何種方式組織和管理節(jié)點(diǎn)并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)交換，P2P數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)中如何使查詢處理能夠滿足速度、完整度以及準(zhǔn)確度的多項(xiàng)需求，等等。因此，如何尋找一種恰當(dāng)?shù)耐緩剑瑢2P技術(shù)與數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)融合在一起，充

3、分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)，便成了本文的主要研究?jī)?nèi)容。
　　 在P2P網(wǎng)絡(luò)中，Kademlia網(wǎng)絡(luò)作為一種應(yīng)用廣泛且高效的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，最初是為了P2P文件共享系統(tǒng)而設(shè)計(jì)出來(lái)的，它有著非常清晰的邏輯結(jié)構(gòu)，通過(guò)自身特有的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)模式以及用于表示距離的XOR運(yùn)算方式，它在執(zhí)行關(guān)鍵字查詢時(shí)的時(shí)間復(fù)雜度可以達(dá)到θ(logn)。在本文中，我們提出了一種將Kademlia網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到P2P數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)中的思路，并且提出了一個(gè)全新的P2P雙層數(shù)據(jù)查詢模型，D

4、ual-Kad模型。該模型融合了Peer層上的Kademlia網(wǎng)絡(luò)和Super Peer層上的Kademlia網(wǎng)絡(luò)，為P2P數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)提供了一個(gè)可靠有效的基本骨架，并負(fù)責(zé)組織和管理異構(gòu)的數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)，調(diào)控查詢路由，提高節(jié)點(diǎn)的可用性，從而一定程度上提高了查詢請(qǐng)求的處理速度和查詢結(jié)果的完整度、準(zhǔn)確度等。
　　 首先，通過(guò)引入Super Peer層上的Kademlia網(wǎng)絡(luò)，Dual-Kad雙層查詢模型可以處理基于語(yǔ)義邏輯的復(fù)雜查詢，而

5、這也正是突破了原始Kademlia網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行查詢的一個(gè)局限性，同時(shí)該方法也縮短了查詢路由的路徑長(zhǎng)度，并能緩存歷史查詢結(jié)果，最終達(dá)到加速整個(gè)查詢路由、提高P2P數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)中查詢處理性能的目的。
　　 其次，關(guān)于節(jié)點(diǎn)間的語(yǔ)義映射，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)中的語(yǔ)義映射不同，在Dual-Kad雙層查詢模型中不再需要建立和維護(hù)異構(gòu)數(shù)據(jù)源與統(tǒng)一中介模式之間的龐大而復(fù)雜的語(yǔ)義映射，取而代之的是節(jié)點(diǎn)間的語(yǔ)義映射。與前者相比，后者具有小而靈活的特點(diǎn)，