P2P系統(tǒng)中資源管理機(jī)制的研究.pdf

1、在過(guò)去的幾年中，P2P系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，應(yīng)用不斷增長(zhǎng)。高效的資源管理機(jī)制成為P2P系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。目前，P2P疊加網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臉?gòu)建大多數(shù)沒(méi)有考慮底層物理網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況，產(chǎn)生了疊加網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜偷讓游锢砭W(wǎng)絡(luò)不匹配的問(wèn)題，導(dǎo)致了P2P節(jié)點(diǎn)定位資源的延遲和開(kāi)銷(xiāo)增加，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的效率，而P2P網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性和匿名性又無(wú)法保證所有的響應(yīng)節(jié)點(diǎn)都提供誠(chéng)實(shí)良好的服務(wù)和可靠資源。同時(shí)，結(jié)構(gòu)化P2P系統(tǒng)在提高良好可擴(kuò)展性的同時(shí)存在的最大問(wèn)題是僅限于精確關(guān)鍵字的

2、匹配查詢，而不支持基于內(nèi)容的復(fù)雜查詢。這些問(wèn)題嚴(yán)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(dāng)前P2P研究領(lǐng)域的重要課題。 P2P系統(tǒng)的資源管理機(jī)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(gè)部分，本文的研究重點(diǎn)為后三個(gè)部分。P2P疊加層，負(fù)責(zé)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(lái)的安全隱患等問(wèn)題，如何構(gòu)建一

3、個(gè)快速、高效、安全的疊加網(wǎng)絡(luò)成為研究的新熱點(diǎn)。文件管理層，負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，按照關(guān)鍵字集合對(duì)文件進(jìn)行有效地分類(lèi)，同時(shí)提供文件到P2P疊加層的合理映射。實(shí)現(xiàn)從語(yǔ)義層到P2P層映射的最關(guān)鍵問(wèn)題就是維數(shù)不匹配問(wèn)題，因此采用有效的降維算法需要進(jìn)一步的深入研究。檢索模型，負(fù)責(zé)文本的插入和刪除操作，并負(fù)責(zé)計(jì)算文本之間的相似性?！熬S災(zāi)”和高維稀疏矩陣是文本處理過(guò)程中急待解決的主要問(wèn)題。本文從P2P資源管理機(jī)制的三個(gè)方面入手，針對(duì)上述問(wèn)題展開(kāi)深入研究，

4、主要取得如下研究成果。 針對(duì)目前大多數(shù)P2P系統(tǒng)的構(gòu)建沒(méi)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(diǎn)和參考點(diǎn)之間的延遲對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分組，減少平均相應(yīng)時(shí)間；通過(guò)實(shí)現(xiàn)Chord上的雙向查詢，縮短搜索路徑長(zhǎng)度。 針對(duì)P2P系統(tǒng)中由節(jié)點(diǎn)匿名性所帶來(lái)的惡意欺詐服務(wù)問(wèn)題，提出了基于信譽(yù)感知的資源發(fā)現(xiàn)算法，基于Directed-BFS算法，融入信譽(yù)的概念，有效的抑制了P2P網(wǎng)絡(luò)中惡意節(jié)點(diǎn)的欺詐行為，降低了

5、系統(tǒng)的消息負(fù)載，保證了節(jié)點(diǎn)獲得服務(wù)的可靠性和安全性。 為了減少女巫攻擊對(duì)于P2P系統(tǒng)的影響，利用P2P的小世界特性，通過(guò)引入虛擬節(jié)點(diǎn)，依據(jù)最短增廣路徑算法尋找系統(tǒng)中的女巫攻擊團(tuán)體，有效地降低了女巫攻擊節(jié)點(diǎn)在整個(gè)系統(tǒng)中的百分比。 針對(duì)當(dāng)前結(jié)構(gòu)化P2P文件存儲(chǔ)系統(tǒng)存在僅支持單關(guān)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(chǔ)系統(tǒng)FCAN。FCAN利用FastMap實(shí)現(xiàn)從語(yǔ)義空間到P2P空

6、間的映射，在保證文本矢量語(yǔ)義完整性的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行有效降維，從而實(shí)現(xiàn)基于內(nèi)容的查找：通過(guò)對(duì)質(zhì)心法確定的最近鄰居進(jìn)行聚類(lèi)，有效地減少了冗余信息和查詢時(shí)間。 對(duì)于高維語(yǔ)義空間引起的文本相似度計(jì)算復(fù)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(lái)的大量冗余消息，本文提出利用集合差異度實(shí)現(xiàn)基于內(nèi)容聚類(lèi)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(jì)算復(fù)雜度控制在線性時(shí)間內(nèi)而有效地減少了查詢時(shí)間；利用節(jié)點(diǎn)之間的集合差