基于對等結(jié)構(gòu)的分布式存儲技術(shù)研究.pdf

1、本文系統(tǒng)地研究了分布式存儲技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢，并在此基礎(chǔ)上，提出了STI-Store(SecureTrustfulIncentiveStorageSystem)分布式存儲系統(tǒng)，深入細(xì)致地研究了基于P2P網(wǎng)絡(luò)的激勵模型，信任模型，副本管理，路由算法和安全通信等方面的內(nèi)容，取得了若干創(chuàng)新和成果。主要創(chuàng)新點(diǎn)包括： 1.提出了一種新的基于博弈論的P2P激勵(Incentive)模型，來鼓勵節(jié)點(diǎn)參與合作。節(jié)點(diǎn)只享受不貢獻(xiàn)的自私行為是

2、影響P2P系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。現(xiàn)有的激勵機(jī)制都是基于節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)值，而忽略了節(jié)點(diǎn)的自身收益。針對上述問題，提出了一種基于博弈論的P2P系統(tǒng)激勵機(jī)制，并給出了該機(jī)制的數(shù)學(xué)描述。該機(jī)制按照激勵值分配資源，綜合考慮了節(jié)點(diǎn)貢獻(xiàn)值和節(jié)點(diǎn)自身收益，并給出了貢獻(xiàn)因子和自身收益因子。 2.提出了一種新的基于行為信任的P2P信任(Trust)模型，來避免惡意節(jié)點(diǎn)的欺騙行為。在P2P網(wǎng)絡(luò)中，由于每個客戶都可以直接發(fā)布共享信息，隨著惡意節(jié)點(diǎn)的出現(xiàn)，大

3、量的偽造數(shù)據(jù)和欺騙行為影響到P2P應(yīng)用的進(jìn)一步推廣。現(xiàn)有的模型不能很好地保證P2P的服務(wù)質(zhì)量，同時缺乏對信任衰減，協(xié)同作弊等問題的考慮。針對上述問題，提出了一種基于行為信任的P2PTrust模型，并給出了該模型的數(shù)學(xué)分析和信任算法。模型綜合考慮了直接信任和推薦信任，給出了時間衰減函數(shù)和推薦調(diào)整因子。 3.提出了一種新的基于動態(tài)規(guī)劃的分布式副本管理機(jī)制。副本可以提高分布式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可靠性。傳統(tǒng)的副本管理算法都假設(shè)每個副本的可靠性是

4、相同的，然而這種假設(shè)在一些分布式系統(tǒng)中是不正確的。本文提出了一種基于動態(tài)規(guī)劃的副本管理算法，以此解決副本個數(shù)和副本分配的問題。通過應(yīng)用Markov模型，將副本管理劃分成一個多階段過程并導(dǎo)出其遞歸方程。該算法考慮了節(jié)點(diǎn)的異構(gòu)性，副本維護(hù)的代價和空間限制條件，并給出了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高可靠性的方案。 4.提出了一種新的基于遺傳算法的P2P路由算法R-GA。路由算法的好壞是制約P2P系統(tǒng)整體性能的關(guān)鍵因素之一。目前大多數(shù)路由算法無法保證全局收

5、斂，而鏈路延遲、費(fèi)用、網(wǎng)絡(luò)帶寬等現(xiàn)實(shí)制約因素往往在選路時被忽略。針對上述問題，本文提出了基于遺傳算法的R-GA路由算法。通過適度函數(shù)和遺傳因子，R-GA可以快速地實(shí)現(xiàn)全局收斂。同時將鏈路的延遲，費(fèi)用，帶寬等參數(shù)插入到適度函數(shù)中，避免了盲目路由。 5.提出了一種新的基于SSL的P2P安全通信模型。安全問題是限制P2P網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要因素，現(xiàn)有的模型不能很好地保證P2P節(jié)點(diǎn)間通信數(shù)據(jù)的真實(shí)性，保密性和完整性。針對上述問題，提出一種基于