基于文件復(fù)制的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)搭便車抑制技術(shù)研究.pdf

1、過于嚴(yán)重的搭便車行為會(huì)降低對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的健壯性、服務(wù)響應(yīng)速度、可用性、生命周期等，如何抑制自私節(jié)點(diǎn)的搭便車行為是對(duì)等網(wǎng)絡(luò)研究的重要問題。然而，現(xiàn)有對(duì)等網(wǎng)絡(luò)搭便車抑制機(jī)制存在公平性欠佳、計(jì)算復(fù)雜性較高、工程實(shí)現(xiàn)難度大等問題。因此，對(duì)等網(wǎng)絡(luò)搭便車抑制技術(shù)研究需設(shè)計(jì)新型搭便車抑制機(jī)制，模型化分析新型搭便車抑制機(jī)制的效率以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能的影響，并在真實(shí)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中測(cè)試新型抑制機(jī)制的可用性和效率。
　　 基于文件復(fù)制的搭便車抑制機(jī)制通過復(fù)

2、制過載節(jié)點(diǎn)中的高頻訪問文件到鄰接搭便車節(jié)點(diǎn)，迫使搭便車節(jié)點(diǎn)為對(duì)等網(wǎng)絡(luò)作貢獻(xiàn)，提高對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的健壯性、文件服務(wù)的可用性等。提出復(fù)雜對(duì)等網(wǎng)絡(luò)圖定量描述對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)狀態(tài)和共享文件分布特征，分析搭便車抑制機(jī)制對(duì)搭便車節(jié)點(diǎn)比率、對(duì)等網(wǎng)絡(luò)健壯性、文件共享服務(wù)可用性等的影響規(guī)律。通過在基于語義的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)科技文獻(xiàn)共享系統(tǒng)SemreX中的應(yīng)用，測(cè)試了基于文件復(fù)制的搭便車抑制機(jī)制的實(shí)用性和效率。
　　 針對(duì)各節(jié)點(diǎn)都期望享受高質(zhì)量服務(wù)，又維

3、持對(duì)等網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的需求，提出了一種通過共享文件復(fù)制和負(fù)載均衡的搭便車抑制機(jī)制FRWBBA（File Replication andWorkload Balancing based Approach）。FRWBBA的思路是：各節(jié)點(diǎn)周期性監(jiān)視自身資源利用率，判斷節(jié)點(diǎn)是否過載；若節(jié)點(diǎn)過載，則主動(dòng)向鄰接搭便車節(jié)點(diǎn)透明地復(fù)制少數(shù)高頻訪問文件；更新共享文件信息，文件接收節(jié)點(diǎn)開始為對(duì)等網(wǎng)絡(luò)提供更多服務(wù)。FRWBBA 在不降低搭便車者所享受的服務(wù)質(zhì)量

4、前提下，迫使一些搭便車節(jié)點(diǎn)參與對(duì)等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，保護(hù)了過載節(jié)點(diǎn)。
　　 過載節(jié)點(diǎn)如何實(shí)現(xiàn)高效的文件復(fù)制操作，是實(shí)現(xiàn)搭便車抑制機(jī)制FRWBBA的關(guān)鍵。根據(jù)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)文件訪問次數(shù)分布近似服從齊普夫定律的特征，提出將過載節(jié)點(diǎn)中被訪問次數(shù)最高的少量文件復(fù)制到鄰接搭便車節(jié)點(diǎn)，該方案以較低對(duì)等網(wǎng)絡(luò)通信開銷、快速降低了過載節(jié)點(diǎn)的工作負(fù)載。提出將高頻訪問文件復(fù)制到鄰接搭便車節(jié)點(diǎn)中負(fù)載最輕的部分節(jié)點(diǎn)，或根據(jù)文件訪問路徑規(guī)律，將熱點(diǎn)文件復(fù)制到高頻服務(wù)請(qǐng)求

5、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。仿真表明，最低負(fù)載優(yōu)先策略和基于訪問路徑的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)選擇策略，均是高效的文件復(fù)制目標(biāo)節(jié)點(diǎn)選擇策略。前者能快速消除對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的過載節(jié)點(diǎn)，后者能顯著降低文件查詢服務(wù)的平均訪問跳數(shù)。
　　 為了客觀比較不同搭便車抑制機(jī)制的效率差異，歸納出搭便車抑制機(jī)制的效率評(píng)價(jià)核心指標(biāo)集；提出復(fù)雜對(duì)等網(wǎng)絡(luò)圖來定量描述搭便車抑制機(jī)制對(duì)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的影響。復(fù)雜對(duì)等網(wǎng)絡(luò)圖描述了對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)異質(zhì)性和共享文件分布狀態(tài)等特征，定義了搭便車抑制

6、機(jī)制的效率評(píng)價(jià)核心指標(biāo)集。應(yīng)用復(fù)雜對(duì)等網(wǎng)絡(luò)圖和無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)理論，分析了FRWBBA對(duì)搭便車節(jié)點(diǎn)比率、服務(wù)可用性、對(duì)等網(wǎng)絡(luò)健壯性等的影響規(guī)律；比較了FRWBBA和基于激勵(lì)的搭便車抑制機(jī)制的效率差異，得出FRWBBA 是更受節(jié)點(diǎn)用戶和對(duì)等網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者歡迎的搭便車抑制機(jī)制。
　　 為了測(cè)試FRWBBA的工程可行性和效率，用Java 實(shí)現(xiàn)了FRWBBA，并封裝為AntifreeridingWare軟件包。基于語義的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)科技文獻(xiàn)共享系統(tǒng)S

7、emreX 采用AntifreeridingWare 抑制對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中的搭便車行為。該應(yīng)用實(shí)例表明AntifreeridingWare有效、可行，且易于在第三方對(duì)等網(wǎng)絡(luò)文件共享系統(tǒng)中應(yīng)用。
　　 與基于激勵(lì)的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)搭便車抑制機(jī)制相比，F(xiàn)RWBBA 維護(hù)了對(duì)等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的公平性、保證了對(duì)等網(wǎng)絡(luò)盡力為全體用戶提供服務(wù)；與基于博弈論的搭便車抑制機(jī)制相比，F(xiàn)RWBBA 無需對(duì)等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)行為的全局信息，易于實(shí)現(xiàn)且可擴(kuò)展性強(qiáng)；與采用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)和