P2P系統(tǒng)中資源管理機制的研究.pdf

1、在過去的幾年中，P2P系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大，應用不斷增長。高效的資源管理機制成為P2P系統(tǒng)的關鍵技術。目前，P2P疊加網(wǎng)絡拓撲的構(gòu)建大多數(shù)沒有考慮底層物理網(wǎng)絡的實際情況，產(chǎn)生了疊加網(wǎng)絡拓撲和底層物理網(wǎng)絡不匹配的問題，導致了P2P節(jié)點定位資源的延遲和開銷增加，嚴重影響了系統(tǒng)的效率，而P2P網(wǎng)絡的動態(tài)性和匿名性又無法保證所有的響應節(jié)點都提供誠實良好的服務和可靠資源。同時，結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)在提高良好可擴展性的同時存在的最大問題是僅限于精確關鍵字的

2、匹配查詢，而不支持基于內(nèi)容的復雜查詢。這些問題嚴重阻礙了P2P系統(tǒng)的迅猛發(fā)展。如何減少搜索成本，降低定位延遲，并提供支持基于內(nèi)容查詢、安全有效的P2P系統(tǒng)成為當前P2P研究領域的重要課題。 P2P系統(tǒng)的資源管理機制分為物理傳輸層、P2P疊加層、文件管理層以及檢索模型四個部分，本文的研究重點為后三個部分。P2P疊加層，負責P2P協(xié)議的構(gòu)建和優(yōu)化。目前P2P系統(tǒng)中存在搜索成本高，定位延遲大以及由匿名性帶來的安全隱患等問題，如何構(gòu)建一

3、個快速、高效、安全的疊加網(wǎng)絡成為研究的新熱點。文件管理層，負責管理數(shù)據(jù)倉庫，按照關鍵字集合對文件進行有效地分類，同時提供文件到P2P疊加層的合理映射。實現(xiàn)從語義層到P2P層映射的最關鍵問題就是維數(shù)不匹配問題，因此采用有效的降維算法需要進一步的深入研究。檢索模型，負責文本的插入和刪除操作，并負責計算文本之間的相似性。“維災”和高維稀疏矩陣是文本處理過程中急待解決的主要問題。本文從P2P資源管理機制的三個方面入手，針對上述問題展開深入研究，

4、主要取得如下研究成果。 針對目前大多數(shù)P2P系統(tǒng)的構(gòu)建沒有考慮到物理因素，提出了基于延遲敏感的雙向查詢Chord系統(tǒng)，該系統(tǒng)根據(jù)節(jié)點和參考點之間的延遲對節(jié)點進行分組，減少平均相應時間；通過實現(xiàn)Chord上的雙向查詢，縮短搜索路徑長度。 針對P2P系統(tǒng)中由節(jié)點匿名性所帶來的惡意欺詐服務問題，提出了基于信譽感知的資源發(fā)現(xiàn)算法，基于Directed-BFS算法，融入信譽的概念，有效的抑制了P2P網(wǎng)絡中惡意節(jié)點的欺詐行為，降低了

5、系統(tǒng)的消息負載，保證了節(jié)點獲得服務的可靠性和安全性。 為了減少女巫攻擊對于P2P系統(tǒng)的影響，利用P2P的小世界特性，通過引入虛擬節(jié)點，依據(jù)最短增廣路徑算法尋找系統(tǒng)中的女巫攻擊團體，有效地降低了女巫攻擊節(jié)點在整個系統(tǒng)中的百分比。 針對當前結(jié)構(gòu)化P2P文件存儲系統(tǒng)存在僅支持單關鍵字的精確匹配，而缺乏支持內(nèi)容查詢的局限性，本文提出一種基于快速映射的結(jié)構(gòu)化P2P存儲系統(tǒng)FCAN。FCAN利用FastMap實現(xiàn)從語義空間到P2P空

6、間的映射，在保證文本矢量語義完整性的同時對其進行有效降維，從而實現(xiàn)基于內(nèi)容的查找：通過對質(zhì)心法確定的最近鄰居進行聚類，有效地減少了冗余信息和查詢時間。 對于高維語義空間引起的文本相似度計算復雜，以及完全分布式非結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)中廣播算法帶來的大量冗余消息，本文提出利用集合差異度實現(xiàn)基于內(nèi)容聚類的P2P搜索模型。該模型利用集合差異度定義文本相似度，將文本相似性的計算復雜度控制在線性時間內(nèi)而有效地減少了查詢時間；利用節(jié)點之間的集合差