P2P网络中基于本体的语义信息交互机制*

摘要：为提高P2P信息共享系统中的语义信息交互能力,提出了节点资源元数据本体模型,对资源元数据的共性进行建模,增加了资源元数据描述的清晰度和资源元数据间的语义联系。在此基础上,考虑丰富的语义和上下文信息,提出了一种基于本体匹配的语义信息交互机制,节点通过自主处理、理解和解释语义层次的信息,支持语义丰富的分布式信息共享。     

一种基于语义的结构化P2P网络模型

提出了一种基于语义的结构化P2P网络模型：节点按语义分类层次组成多层网络，每层包含多个语义子网，子网中各节点位置相近，且共享内容的语义类型相同；利用节点的异构性，让能力大的节点承担更多的工作量；以DHT方式实现简单查询，以广播方式实现基于内容的复杂查询。分析表明，模型在资源定位、容错及稳定性方面有较好的性能。     

基于本体的P2P网络全局知识视图构造的研究

为了从语义层次上解决P2P资源匹配问题,本体论被引入,试图通过采用可扩展的信息建模工具使得网络资源发现系统能够高效、精确地发现P2P网络资源,同时获得良好的灵活性。然而当前采用的技术要求网络节点共享一个集中的网络资源本体,这种技术不适合高度动态性和分散性的P2P网络。提出一种基于局部本体的P2P网络全局知识视图构建方法,提供了网络资源的全局描述,同时保持了对资源语义的揭示,这种方法不需要网络节点维护一个共享的集中的本体,可扩展性强,对资源的描述更灵活,更适合用于P2P网络资源匹配。     

TBSN:一种基于分类层次的P2P网络

构建语义覆盖网络是支持基于语义的搜索、提高P2P网络查找性能和可扩展性的重要手段.现有的基于分类层次的P2P语义覆盖网络并不能充分利用分类层次所包含的语义信息,为此提出了一种基于分类层次的P2P网络(TBSN),该网络充分考虑遵循某种分类层次的数据源的特点,能够利用分类层次所包含的语义信息,动态地将peer节点聚簇成不同的语义簇,语义簇之间根据语义关系建立相应的语义路由,从而形成了一种基于语义的P2P网络.每个语义簇由一个super-peer节点和多个peer节点组成,仅负责回答其语义子空间上的查询.查询根据语义首先被路由到可能有结果的语义簇中,然后转发给相关的peer节点,从而减少查询所涉及的节点和消息的数量,提高了网络的性能.实验表明,TBSN网络在查找性能和开销之间取得了良好的平衡,同时较好地保持了语义簇之间的负载平衡和簇中数据之间的语义关系.     

基于描述逻辑的语义P2P网络构架及资源定位

随着网络资源的日益增长，以及人们查询要求的复杂化，如何合理地在P2P网络中分配和查询资源已经变得极为重要。本文计划基于描述逻辑介绍一种应用在语义P2P网络上的算法思想，以期实现资源的概念化分布，使基于语义的查询和检索变得简单。我们的算法采用Chord算法的相客散列思想，将资源的关键字和资源所在节点的IP地址散列为相同的数据类型来进行实例选择。除此之外，每个节点拥有自己的本体系统，并将与其他节点交换CHG来达到知识库的完备。由于在CHG中所有的概念拥有同一个根结点，所以不停地向层次分类的概念树上层节点询问，一定可以找到目标资源的信息。     

基于兴趣和信任评价的P2P语义社区模型

针对大规模网络中P2P信息共享面临的资源定位问题和“搭便车”现象,在考虑节点语义相似度、信任度和活跃强度的基础上,提出一种语义社区构建方法,提高P2P资源组织的结构性和定位准确性。建立基于信任评价的语义社区动态调整机制,以减少或消除“搭便车”的节点。     

P2P网络多媒体实时共享系统

提出一个基于三层模型的点对点(P2P)网络多媒体实时共享系统。P2P网络层基于JXTA协议实现对等点对资源的搜索和发布。服务层实现请求信息的解析并根据解析出的信息查找请求的媒体资源。媒体应用层基于JMF实现视频音频流的传输和播放,并创建副本资源向P2P网络发布资源通告。系统采用沿节点缓存,加快资源的搜索,同时提出对等点服务评估参数的概念,以此来动态的选择最优点作为服务提供者,避免P2P网络中热点的出现,平衡网络负载。     

基于语言分类的P2P覆盖网络

基于Web语言分布和P2P中共享信息的特点,提出了一个基于语言类别的P2P覆盖网络。该方法通过对节点共享信息的语言进行识别,将节点根据不同的语言类别进行组织,查询时对查询问题进行同样的分类,并在对应语言类别中进行查找。仿真表明,该方法有效地提高了不同语言用户的查询成功率,同时便于已有语义分析技术在P2P网络中的进一步应用。     

元数据在P2P网络下查询改进中的应用

针对P2P网络中由于查询条件的弱语义和粗粒度、检索效率低下以及网络带宽消耗的问题提出了一个基于元数据的高效查询算法,通过在任意P2P数据管理层的基础上建立一个统一的元数据层,各个节点自动抽取共享数据的详细的元数据信息,每个节点不仅保存本地共享数据的元数据信息,而且存储访问过的最感兴趣的数据的元数据信息,并使用数据库对元数据信息进行高效管理,从而使所有节点都具有自我学习的能力,充分利用元数据信息提高检索效率。     

基于物理拓扑的P2P网络模型

对等网络的拓扑失配会引起不必要的网络流量,不仅加重了物理网络的负担,而且加大了节点间资源搜索的平均时延。提出一种基于物理拓扑信息的P2P网络模型CSL。CSL模型是以自治系统之间的物理连接构成Center层,以节点的网络地址构成Super层,由普通节点形成Leaf层的三层模型,并采用相应的算法维护网络的运行。通过实验表明,CSL模型在资源搜索时可以明显降低系统的平均时延。针对拓扑失配问题提出的CSL模型可以很好的工作,特别是节点规模较大时在减轻网络负担和降低资源搜索的平均时延方面表现更好。     

基于P2P的个性化Web搜索系统的设计与实现

针对中心化的Web信息搜索系统在覆盖率、及时性、个性化、可扩展性等方面存在的问题,提出了一种基于Peer-to-Peer(P2P)的可扩展、个性化的Web搜索系统PeerBridge。PeerBridge基于分布式哈希表组织大量的网络结点形成有组织的P2P覆盖网络,每个对等体作为一个主题搜索引擎,根据用户兴趣从Web中搜索特定主题相关的信息,而具有相似主题的对等体被聚集在一起形成基于主题的对等体簇,协作进行Web搜索与信息共享。并采用主题驱动的Web爬行、基于语义概念的文档分类、个性化的链接分析和基于主题划分的P2P搜索等机制来改善PeerBridge的性能。     

SemreX:一种基于语义相似度的P2P覆盖网络

对等(peer-to-peer)网络的非集中结构、良好的自治性及容错性等特征,使其可能成为Internet上有效的信息共享模型.然而,内容定位问题仍然是大规模P2P网络中信息共享所面临的挑战.SemreX系统是一种P2P网络环境下的文献检索系统.针对SemreX系统,提出一种基于语义相似度的P2P拓扑管理和查询路由算法.仿真实验结果表明,语义拓扑能够有效地提高系统的搜索效率.     

主题驱动的P2P分布式信息搜索机制研究

Peer—to—Peer（P2P）对于分布式文件共享具有很好的前景，但当前的P2P系统仍然缺乏有效的信息搜索机制．本文提出一种主题驱动的P2P信息搜索机制，通过对节点上的文档进行聚类获得全局主题，然后将包含有相似主题的节点组织到一起构成主题覆盖网络．当在P2P网络中进行信息搜索时，根据查询与主题的相关性路由查询，从而改善搜索效率．本文详细阐述了进行主题驱动搜索的索引结构、主题聚类方法、主题覆盖网络的构造与维护算法．在Chord上的模拟实验结果表明，主题驱动的P2P信息搜索机制可以减少信息搜索时的平均网络带宽和平均搜索路径长度，提高搜索的成功率．     

SSW: A Small-World-Based Overlay for Peer-to-Peer Search

Peer-to-peer (P2P) systems have become a popular platform for sharing and exchanging voluminous information among thousands or even millions of users. The massive amount of information shared in such systems mandates efficient semantic-based search instead of key-based search. The majority of existing proposals can only support simple key-based search rather than semantic-based search. This paper presents the design of an overlay network, namely, semantic small world (SSW), that facilitates efficient semantic-based search in P2P systems. SSW achieves the efficiency based on four ideas: 1) semantic clustering, where peers with similar semantics organize into peer clusters, 2) dimension reduction, where to address the high maintenance overhead associated with capturing high-dimensional data semantics in the overlay, peer clusters are adaptively mapped to a one-dimensional naming space, 3) small world network, where peer clusters form into a one-dimensional small world network, which is search efficient with low maintenance overhead, and 4) efficient search algorithms, where peers perform efficient semantic-based search, including approximate point query and range query in the proposed overlay. Extensive experiments using both synthetic data and real data demonstrate that SSW is superior to the state of the art on various aspects, including scalability, maintenance overhead, adaptivity to distribution of data and locality of interest, resilience to peer failures, load balancing, and efficiency in support of various types of queries on data objects with high dimensions.     

基于语义覆盖网络的信息组织与服务体系框架

针对广域网络环境下面向用户需求的信息服务要求,本文设计了一种基于语义覆盖网络的信息组织与服务体系框架。该框架充分考虑用户的信息需求与信息体系,提供了一种趋于扁平化的信息共享与服务环境。该框架通过自底向上和自顶向下相结合的信息组织模式,在信息资源中心完成基于语义的信息整合与组织的基础上采用基于语义相似度聚类的语义覆盖网络,提供基于语义的信息资源发布、发现与定位的能力。     

语义对等覆盖网中社区结构的发现和评价

最近,通过建立语义覆盖网络来提高大规模分布式网络环境中信息检索服务的性能成为对等计算领域的研究热点.目前,研究者们在语义覆盖协议和搜索算法方面已经做了大量研究,证明了语义覆盖在基于对等网络模型的内容定位应用方面极为有效.然而,分析和评价语义覆盖网络特征的研究工作确非常有限.文中通过建立数学模型和设计启发式回溯-贪婪混合算法、确认了语义覆盖网络的一种主要内在特性——社区结构特性.利用评价模型比较了SemreX语义覆盖网络和Gnutella网络的性能,实验结果显示SemreX覆盖网具有显著的社区结构特征,而Gnutella网络却没有这样的特征.另外,通过分别在两种覆盖网中仿真洪泛协议发现具有显著社区结构特征的覆盖网在内容定位方面效率更高.     

GridVine: An Infrastructure for Peer Information Management

GridVine is a semantic overlay infrastructure based on a peer-to-peer (P2P) access structure. Built following the principle of data independence, it separates a logical layer - in which data, schemas, and schema mappings are managed - from a physical layer consisting of a structured P2P network supporting decentralized indexing, key load-balancing, and efficient routing. The system is decentralized, yet fosters semantic interoperability through pair-wise schema mappings and query reformulation. GridVine's heterogeneous but semantically related information sources can be queried transparently using iterative query reformulation. The authors discuss a reference implementation of the system and several mechanisms for resolving queries collaboratively.     

PSON: A scalable P2P file sharing system with efficient complex query support

A desired P2P file sharing system is expected to achieve the following design goals: scalability, routing efficiency and complex query support. In this paper, we propose a powerful P2P file sharing system, PSON, which can satisfy all the three desired properties. PSON is essentially a semantic overlay network of logical nodes. Each logical node represents a cluster of peers that are close to each other. A powerful peer is selected in each cluster to support query routing on the overlay network while the less powerful peers are responsible for the maintenance of shared contents. To facilitate query routing, super peers are organized in form of a balanced binary search tree. By exploiting the concept of semantics, PSON can support complex queries in a scalable and efficient way. In this paper, we present the basic system design such as the semantic overlay construction, query routing and system dynamics. A load balancing scheme is proposed to further enhance the system performance. By simulation experiments, we show that PSON is scalable, efficient and is able to support complex queries.