基于网络延迟的P2P路由算法的研究

近年来,P2P计算应用已经超过Web应用而成为占用互联网带宽最多的网络应用.针对目前P2P系统中采用的随机选择邻居节点的方法会降低路由效率以及增大网络开销方面的问题,在分析Chord方法特点的基础上,提出一种改进的Chord构建算法DeChord.从逻辑上相邻的点在物理上也相邻这一原则出发,DeChord采用Chord数据定位算法;利用全局网络定位系统计算节点坐标并以此为依据计算节点间的物理距离,节点加入时充分考虑节点之间的逻辑距离与物理距离的一致性,系统节点总是选择距离自己物理距离较近的节点作为邻居节点;DeChord算法使得节点的路由表的信息能得到及时的更新.DeChord中的邻居节点选择方式可以降低消息路由过程中每一跳的网络延时,从而降低整个消息路由的开销.模拟实验表明,利用该算法建立的P2P系统能大幅度降低数据定位的延时.     

基于Chord的P2P路由模型

针对现有P2P路由模型存在逻辑拓扑与物理拓扑失配和没有考虑节点异构性的不足,基于Chord提出了一种新的路由模型。该模型利用IPv6的地址聚类性,通过分段哈希节点IP,构建具有层次特性的节点标识符,实现逻辑拓扑与物理拓扑的有效结合;根据网络规模动态调整聚类级别,将节点映射到多层Chord环上,实现聚类内部自治;考虑节点的性能差异,让性能好的节点承担更多的路由任务。模拟实验表明,该模型能保持与Chord接近的平均跳数,但降低了存储开销和查询时延。     

一种新的Chord模型的设计

Chord是一种比较成功的结构化P2P路由算法.但是Chord算法没有考虑到逻辑覆盖网络与真实网络的差别,致使查询延时很大.因此提出一种新的Chord模型,把Chord环分为inter Chord和intra Chord,节点通过广播的方式选择是加入到in-tra Chord中还是加入到inter Chord中,使物理上邻近的节点在逻辑覆盖网中也相邻,从而达到提高查询延时的目的,也使Chord网络中路由表的数量有所减少,并提高系统的稳定性.     

一种基于物理网络拓扑的高效Chord模型

在结构化P2P系统中,建立逻辑overlay时没有考虑底层物理网络拓扑结构,其路由机制主要是根据节点逻辑上的相邻性进行设计,导致物理网络邻近节点的延迟较大。该文在Chord 基础上提出一种P-Chord系统模型,利用物理网络的拓扑结构,在节点路由表中增加了邻居表,实验证明P-Chord在路由延迟和覆盖网络的跳数上相比Chord都有较好的改善。     

基于PNS-PGrid的P2P路由算法的设计与实现

目前绝大多数的P2P网络系统都是以覆盖网络方式构建的。在覆盖网络中相邻的节点在底层网络中可能并不相邻甚至相隔很远,这样导致覆盖网络中两个节点间会有很大的路由延迟。只有节点路由表项的内容正确地反映节点之间在底层网络中的拓扑关系,才能最终减少应用层的路由延迟,提高网络应用的性能。文中介绍了几种结构化P2P路由机制：Chord,CAN,Plaxton,Tapestry,Pastry和PGrid;以及几种非结构化P2P路由机制：Napster,BitTorrent,Gnutella和FreeNet。重点分析了PGrid路由算法。针对PGrid路由算法的路由表维护的盲目性和优化周期长等缺点,提出了一种新的基于邻近度选择技术的路由表维护算法PNS—PGrid（proximity neighbor selection PGrid）。PNS—PGrid是在节点转发一个查询请求后,触发路由表维护任务,并对本次转发使用的路由表项进行优化,且优化周期根据路由表项是否达到或接近最优值而进行调整。PNS—PGrid算法中还加入了对未报告的节点失效和异常退出的处理机制来对路由表进行维护。最后在开源软件PGrid中实现了PNS—PGrid算法。测试表明,PNS—PGrid算法在较少的开销下使路由表项能动态地有针对性地进行调整,并且快速地达到最优值,最终减少路由延迟,提高网络性能。     

基于物理拓扑分组的Chord算法

为了解决Chord模型中节点物理拓扑结构和逻辑拓扑结构不统一,以及查询绕路问题,提出了基于物理拓扑分组的改进的Chord模型。在节点加入Chord网络时考虑了节点的物理位置信息,对节点进行了分域管理。在此基础上建立了节点的邻居表,根据Chord原始查询算法,设计了一种同时考虑节点指取表与邻居表的查询算法,从而有效解决了节点查询的绕路问题。使用Peersim作为仿真软件,选用事件驱动器,对不同规模网络进行了仿真实验,实验结果表明查询物理路径明显减少,查询效率提高。     

基于树环Chord的大规模覆盖网的拓扑结构

提出一种基于树环Chord的网络拓扑结构,并设计了与该拓扑结构对应的节点的路由表结构.基于树环Chord的网络拓扑结构有效利用了IPv6地址协议的地址聚类特性把网络中的节点划分到相应的自治域,有效解决了物理网络和逻辑网络不匹配时路由绕路产生的搜索延迟问题;新的路由表消除了冗余信息并增加了目标资源列表,增加了启发信息,缩短了重复搜索的延迟.仿真实验结果表明,基于树环Chord的网络拓扑结构的搜索平均延迟和平均跳数优于Chord和DChord,有效提高了资源搜索的性能.     

无结构P2P系统的重叠网拓扑优化

无结构P2P（Peer-to-Peer）系统的自身结构特征表现着良好的自治性和扩展性。然而,由于自身松散的重叠网拓扑结构以及对等节点可以自由地加入和离开的特点,系统十分容易产生重叠层与底层物理网络的拓扑结构不匹配的问题。另一方面,由于无结构P2P系统大多数采用泛洪式转发,大量的消息会通过低效地重叠网连接占用带宽,产生不必要的数据冗余,从而影响网络的性能,降低整个网络的利用率。提出一种动态拓扑优化模型机制,该机制通过节点在消息转发过程中获取实时的网络拓扑信息,进而通过一系列优化策略对低效的拓扑结构实施优化。     

一种改进的Chord网络模型

经典的Chord模型中为维护Chord环路由信息而周期性执行的Stabilize操作产生了大量的消息转发。提出一种改进的Chord模型,通过使用优化的双向Finger表,使得只在节点加入或离开时才进行路由更新,降低了消息转发的开销,同时优化了路由定位算法。     

基于物理拓扑的改进Chord模型

针对结构化点对点模型中物理拓扑与逻辑拓扑不匹配的现象,结合Chord模型和混合Chord模型,提出一种基于物理拓扑的改进模型。利用网络区域性,在每个自治系统内选择度数最大的节点作为超级节点(SN),不同SN在上层构成Chord环,从而使模型的逻辑拓扑与网络物理拓扑相吻合,减少资源定位和访问的路由跳数。实验结果表明,该模型能减少平均路由跳数、降低平均时延。     

DM-Chord：基于Chord的路由改进算法

挖掘出Chord路由协议中每一跳路由距离之间所具有的特性,在不改变节点Finger表的基础上,提出一种基于Chord的路由改进算法,DM-Chord。仿真结果表明,与Chord路由协议相比,DM—Chord能够保持与Chord接近的平均跳数,在路由源节点和路由目的节点确定且Chord处于稳定状态的情况下,该算法能够使节点转发消息所引起的负载分布更为均匀,并提高消息路由的成功率。     

Chord路由算法的分析与改进

在P2P网络中,如何高效地查找需要的资源是关系P2P网络性能的关键。传统的Chord的路由表信息冗余,查找效率不高,且不考虑实际物理网络的拓扑结构,因此使逻辑拓扑与物理拓扑不匹配,导致了较大的网路延迟。提出一种改进的Chord路由算法,该算法在一定程度上解决了上述两个问题,提高了搜索查询的效率。     

双向主从式Chord资源搜索算法的研究

Chord是一种结构化的P2P网络模型,它具有速度快、无需中心控制、可扩展性强、负载平衡、高容错性能等优点。但是,Chord查找算法为单向查找,当目的节点与当前节点距离较远时,需经多次跳转,增加了路由延迟;Chord中能力较弱的节点来负责系统中大量的查询和下载,以及节点随时加入或离开系统的频繁变迁情况,这样会造成网络查询效率明显下降。改进的算法即双向主从式Chord算法支持双向搜索,并将网络中的节点分为超级节点和普通节点,由评估结果值较高的超级节点组成Chord主环。通过实验证明,改进算法有效地减少了路由跳数,降低了网络延迟。     

Chord路由算法的研究与改进

高效查找资源是P2P网络的关键。Chord是一种结构化的P2P网络,存在路由表信息冗余、查找效率不高的问题。为此,提出了一种改进的Chord路由算法,在不增加路由表长度的前提下,将路由表中的重复表项删除,同时增加相同数目的反向路由。仿真实验表明,算法消除了路由表信息冗余,减少了平均查找跳数,提高了查找效率,使提高查找效率和控制路由表长度得到很好的统一。     

ECP:一种改进的Chord协议

如何高效地维护动态网络拓扑在P2P中非常重要。Chord是一种比较成功的P2P路由协议,但是Chord存在网络拓扑维护代价大的问题。提出了一种对Chord的改进协议(ECP),对路由表进行了"K桶"结构的改造,并采用按需更新的策略来更新路由表,减少了网络维护的代价。ECP利用"K桶"收集到的网络动态信息,提高了连接的可用性,使它能够适应P2P网络高度动态性的需要。     

Chord协议的改进双向路由表结构

在结构化P2P网络中有效快速地定位节点非常重要。Chord是结构化网络中一种比较成功的路由算法。但是Chord的路由表存在着一定的信息冗余,且只能从环的一个方向查询,对于后半环节点信息的查询支持不足,由此导致查询定位的效率不高。基于这种不足,本文提出了一种改进后的Chord路由表结构,将路由表中的冗余信息替换为反向环中部分节点信息,同时在路由表中增加剩余反向环的节点信息,由于利用了原表的冗余项,因此在不至于增加过多路由表项数的情况下实现了路由表的双向查找。仿真实验表明,改进后的路由表结构提高了查询效率。     

H-Chord:基于层次划分的Chord路由模型及算法实现

Chord是一种结构化的P2P网络,但是存在路由表信息冗余、查找效率不高的问题。为此,提出了一种基于层次划分的Chord路由模型(H-Chord)及其算法实现。仿真实验表明,H-Chord将大多数节点的路由表长度压缩到只有一项,消除了重复表项,降低了信息冗余,减少了平均查找跳数,提高了查找效率,使控制路由表长度和提高查找效率得到很好的统一。     

P2P网络中Chord搜索算法的改进研究

为解决P2P网络中Chord算法众多节点性能不一、节点频繁离开和加入制约系统性能的问题, 提出了基于信息相关度的分组改进算法。该算法通过引入节点信息相关度的概念, 对原Chord进行信息相关度的一个分组调整。从每个组选出两个超级节点组成超级组, 同时为每个节点增加了逆时针路由, 在两个超级节点顺逆两个方向上选择出最短路径进行查找。实验表明, 改进后的算法使得系统的性能和适应性都得到了加强, 提高了Chord在对等网中的查找效率。