無(wú)結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)結(jié)構(gòu)化P2P(Peer-to-Peer)網(wǎng)絡(luò)在覆蓋網(wǎng)上采用了完全分布式的組織方式，無(wú)中心管理節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間的地位完全平等，可以自組織、自管理、能較好的處理節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)加入和退出，以及節(jié)點(diǎn)的故障問(wèn)題，可用性強(qiáng)、健壯性好、管理費(fèi)用低，已經(jīng)得到了大規(guī)模應(yīng)用，如語(yǔ)音服務(wù)軟件、流媒體軟件、文件共享軟件等。隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的快速增長(zhǎng)，無(wú)結(jié)構(gòu)化P2P技術(shù)在進(jìn)行優(yōu)化后將面臨著更廣闊的應(yīng)用前景。
　　 論文以Gnutella網(wǎng)絡(luò)為基本模型，對(duì)無(wú)結(jié)構(gòu)

2、化P2P網(wǎng)絡(luò)中存在的一些基礎(chǔ)性問(wèn)題進(jìn)行了深入探討。主要內(nèi)容涉及稀缺資源的共享問(wèn)題、路由問(wèn)題、信任問(wèn)題和激勵(lì)問(wèn)題。
　　 論文的主要貢獻(xiàn)如下：
　　 1．無(wú)結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)中稀缺資源的共享機(jī)制
　　 提出了一種簡(jiǎn)單的分布式算法NTIR，使無(wú)結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)中的稀缺資源可以象流行資源一樣具有較高的搜索命中率。NTIR根據(jù)度數(shù)不同的節(jié)點(diǎn)，其處理查詢的能力、存儲(chǔ)能力和搜索命中率各不相同的特點(diǎn)將稀缺資源的索引副本擴(kuò)散到系統(tǒng)的各類

3、節(jié)點(diǎn)處，而不是只依靠超級(jí)節(jié)點(diǎn)處理存儲(chǔ)與查詢，避免了有目的地攻擊超級(jí)節(jié)點(diǎn)易導(dǎo)致的系統(tǒng)癱瘓問(wèn)題，體現(xiàn)了負(fù)載均衡的特性，并且在帶寬費(fèi)用和存儲(chǔ)費(fèi)用都有限的約束條件下，實(shí)現(xiàn)了稀缺資源高效的搜索命中率，提高了整個(gè)P2P網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用性。
　　 2.無(wú)結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)中的路由機(jī)制
　　 針對(duì)無(wú)結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)中洪泛與隨機(jī)漫步機(jī)制的盲目性問(wèn)題，提出了一種利用hash函數(shù)與M-tree技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)文件聚類后，利用路由表完全分布式存儲(chǔ)索引指針的新

4、機(jī)制。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的路由表主要記錄擁有各類資源的高能力節(jié)點(diǎn)指針，并利用概率統(tǒng)計(jì)分析的方法不斷地更新路由表項(xiàng)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到搜索請(qǐng)求以后，通過(guò)查詢路由表，只需一跳就進(jìn)入能以最大概率回應(yīng)的節(jié)點(diǎn)處查找，并能以較低的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延命中多個(gè)優(yōu)質(zhì)資源副本，達(dá)到了高速并行下載的目的。仿真試驗(yàn)和性能分析表明該算法有效地減少了搜索帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)流量，提高了查找成功率，并且具有越稀缺的資源越容易找到的特性。而且搜索效率只與同類資源的數(shù)量有關(guān)，與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模無(wú)關(guān)。
　　

5、3．基于概率統(tǒng)計(jì)理論的P2P信任模型
　　 基于概率統(tǒng)計(jì)理論，提出了一種新的P2P系統(tǒng)信任模型PStrust。該模型根據(jù)節(jié)點(diǎn)的歷史交易情況，運(yùn)用最大似然估計(jì)，假設(shè)檢驗(yàn)等方法計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的信任值，節(jié)點(diǎn)選擇與可信度高的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交易。數(shù)學(xué)分析及仿真實(shí)驗(yàn)表明該模型能有效地抵抗惡意節(jié)點(diǎn)的free-riding攻擊、詆毀攻擊、共謀攻擊和睡眠攻擊。與經(jīng)典信任模型Eigentrust相比，PStrust克服了迭代算法的復(fù)雜性，有效地提高了交易成功

6、率。
　　 4．基于重復(fù)博弈的P2P激勵(lì)機(jī)制
　　 基于重復(fù)博弈論，提出了一種新的P2P系統(tǒng)的激勵(lì)機(jī)制。新機(jī)制首先考慮節(jié)點(diǎn)的個(gè)體理性，使個(gè)體追求自身收益最大化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)收益的最大化，即激勵(lì)兼容的實(shí)現(xiàn)。在重復(fù)博弈的演化過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)行為的動(dòng)態(tài)變化用馬爾可夫鏈進(jìn)行了分析與計(jì)算。為了實(shí)現(xiàn)各自利益的最大化，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間，節(jié)點(diǎn)與系統(tǒng)之間的關(guān)系隨著重復(fù)博弈的進(jìn)行，不斷調(diào)整，由不合作演化成一種穩(wěn)定的合作關(guān)系。數(shù)學(xué)分析與仿真實(shí)驗(yàn)說(shuō)明

7、，該機(jī)制有效地促進(jìn)了節(jié)點(diǎn)之間的合作，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可用性。
　　 5．基于貝葉斯理論的P2P信任模型經(jīng)典的概率統(tǒng)計(jì)理論以獲取到對(duì)象的大樣本為分析基礎(chǔ)，在樣本比較少的情況下，有效性大大降低。而貝葉斯統(tǒng)計(jì)方法則充分利用先驗(yàn)信息和小樣本的現(xiàn)場(chǎng)信息，推算出具有更小的平方差和平方誤差的更為精確的后驗(yàn)結(jié)果?；谪惾~斯理論，提出了一種新的P2P系統(tǒng)信任模型。該模型能夠在交易樣本比較少的情況下，根據(jù)先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和節(jié)點(diǎn)的交易情況，計(jì)算出節(jié)點(diǎn)的信任值