基于模糊逻辑的资源感知P2P重叠网及其应用研究

P2P重叠网以其系统高效性和有效性被广泛应用于分布式网络管理系统中。但是,传统P2P重叠网络的设计往往只关注其P2P特性,忽略了重叠网自身的管理问题;另外,P2P网络强调的是参与者的平等性,忽略了各参与节点自身性能的差异,从而极大影响了系统的整体性能。本文提出一种基于模糊逻辑的资源感知P2P重叠网,系统中的每个参与节点负责管理一部分网元设备,并充分考虑各节点所管理资源的可用性及其所处环境的时变特性,同时利用基于策略的网络管理方式,构建了一种动态和自主的P2P重叠网网络管理系统。仿真结果证明了该方案在网络管理中的可行性和有效性。     

基于节点兴趣和Q-learning的P2P网络搜索机制

将智能手机设备加入基于非结构化P2P网络的资源共享系统中能够满足人们对资源共享的多样化、便利性、高频性、实时性、高效性等要求,但是该系统网络规模的扩张和网络节点互异性的加大,必将导致系统资源搜索效率的降低、冗余信息的剧增以及网络更加不稳定。为了解决这些问题,文中设计了一种改进的基于节点兴趣和Q-learning的资源搜索机制。首先将节点根据兴趣相似度进行兴趣聚类,划分兴趣集,然后根据兴趣集中节点的能力值构建兴趣树,该结构避免了消息环路的产生,极大地降低了冗余信息;在资源搜索中,兴趣树内采用洪泛算法转发消息,兴趣树之间采用基于Q-learning的消息转发机制,不断强化最可能获取目标资源的路径,查询消息优先在这些路径上传播。另外,针对“热点”资源问题,设计了自适应热点资源索引机制,减少了重复路径搜索,进一步减少了冗余消息量;针对节点失效的问题,给出了根节点冗余机制和捎带检测的策略方法,分别解决了根节点失效和普通节点失效导致的兴趣树的不完整性问题,分析表明该方法能够减少消息冗余量。仿真实验结果表明,与GBI-BI算法和Interest CN算法相比,所提搜索算法能够提高命中率,缩短响应时间,减少冗余信息,具有较好的综合性能,最终解决了由于智能手机设备加入P2P网络导致的资源搜索效率下降、网络流量开销大的问题。     

基于小世界现象的P2P网络搜索研究

本文依据小世界特性提出了一种P2P网络搜索引擎系统模型,并给出了系统模型中对等网络节点的拓扑结构,提出了一种搜索机制,使查询消息更高效的传播,实验数据说明本文搜索机制与洪泛算法相比更加有效。     

基于子树间快捷连接的非结构化P2P资源搜索方法

通过对非结构化P2P网络资源搜索方法的研究,提出了一种P2P覆盖网络。网络采用多路平衡树形拓扑结构,当新节点加入时在其与根节点的各子树间创建仅参与查询消息第一跳转发的快捷连接,搜索过程中利用快捷连接实现查询消息在根的各子树间并行转发并且不依赖根节点。仿真比较了所提网络同Gnutella和随机漫步网络的性能,所提网络具有低消息冗余率、高搜索成功率和较低的平均搜索时间复杂度。分析结果表明所提网络在资源搜索方面是高效可行的。     

IS-P2P:一种基于索引的结构化P2P网络模型

在分析无结构与有结构P2P网络结构的基础上,提出了一种新的基于索引的有结构P2P网络模型IS-P2P（Index-based Structured P2P Networks）.IS-P2P网络采用两层混合结构,上层由比较稳定的索引节点组成有结构索引网络,使用文档路由搜索机制,提供资源的发布和查找功能.下层由普通节点组成分布式网络.IS-P2P模型充分利用P2P网络中节点的性能差异,具有高效的查找性能,且能适应P2P网络高度动态性.进一步计算IS-P2P模型中索引网络路由性能、查询处理速度、索引节点索引数据库大小以及索引节点转发查询消息代价表明,IS-P2P具有良好的性能.     

基于移动agent的无结构P2P网络拓扑重连方法研究

为了提高无结构P2P网络中资源查找的效率,同时避免在资源查找过程中出现拥塞,提出了一种基于移动agent的网络拓扑重连方法。网络节点定期进行拓扑重连,同时通过收集其邻居节点的处理能力以及连通性等信息,指导移动agent有目的地在网络迁移,从而使移动agent及时发现网络节点上的拥塞,并使用拓扑优化机制降低节点上的负载。实验证明该方法能优化网络的拓扑结构,避免网络查询过程中发生拥塞,提高资源查找的效率,同时适应网络查询负载的动态变化。     

基于拓扑关键点保护的P2P网络拓扑优化

网络连通性是对P2P网络拓扑结构进行优化的前提.为了确保P2P网络中每一个节点的相互连通,增强网络拓扑的抗毁性,应以分布式的方法有效地检测到拓扑关键点并合理地将其消除,以从本质上增强网络应对分割的抵抗力,同时显著地提高系统的容错性.对非结构化P2P网络的CAM拓扑关键点发现算法进行研究分析,提出ECAM拓扑关键点发现算...     

基于网络编码的P2P TV拓扑优化

网络编码使得网络中间节点可以对收到的数据包进行特定的编码后再转发出去,以实现组播的最大吞吐率。这一技术应用于P2PTV系统,可以改善系统的有效传输率和延时等性能。为了缩短系统中节点等待数据包的时长和降低计算开销,实际系统大都对网络编码进行了简化。这使得数据包的冗余率受到拓扑结构的影响,增大了系统开销。针对这一问题量化分析了拓扑引起冗余的原因,提出了即时控制拓扑优化的方法,以对拓扑进行即时控制,优化拓扑结构。实验结果表明,相比已有工作,即时控制在数据包冗余率和节点上行带宽容量利用率之间取得了更好的折衷,并获得了更高的有效传输率。     

具有社会网络特性的P2P分层搜索机制

无结构P2P网络中基于泛洪法的搜索机制会给系统带来极大的网络负载,结构化P2P网络则需要较大的开销来维护其拓扑结构。针对该问题,给出一种具有社会网络特性的P2P分层搜索机制。根据社会网络的基本原理,将语义相似度高的节点分布在同一个虚拟社区,节点在虚拟社区内能动地建立搜索链接。实验结果证明,该搜索机制能有效地提高P2P网络的资源搜索效率。     

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。     

结构化P2P系统中覆盖图拓扑匹配的研究

在结构化P2P系统中,建立逻辑覆盖图时并没有考虑实际物理层的拓扑结构,这将导致覆盖图与底层物理图的严重不匹配,从而使得覆盖图上相邻节点的延迟远远大于其物理图中的延迟,并在Internet中造成大量不必要的流量。该文提出了一个拓扑匹配算法,通过模拟仿真实验证明,该算法能在很大程度上解决不匹配问题,并使拉伸系数大大减小。     

移动自组网中感知拓扑失配的P2P覆盖网构建

对等计算主要关注构造在应用层的虚拟覆盖网络. 在上层的覆盖网络和底层的物理网络之间, 通常都存在着拓扑失配. 这种失配会导致P2P应用耗费相当大的通信开销. 在移动自组网中, 由于资源(比如带宽, 电池能量等)和节点移动性的限制, 拓扑失配问题变得更加严重. 而已有工作对这一问题没有进行充分的研究. 本文研究了移动自组网中的拓扑失配问题对非结构化P2P覆盖网中目标搜索的影响, 并提出一个分布式的、能感知拓扑失配的覆盖网络构建算法D-TAOC.分析和实验表明在D-TAOC构建的拓扑失配感知的覆盖网中, P2P应用能够在较少牺牲目标搜索效率的前提下, 明显地降低网络中的通信负载.     

Location awareness in unstructured peer-to-peer systems

Peer-to-peer (P2P) computing has emerged as a popular model aiming at further utilizing Internet information and resources. However, the mechanism of peers randomly choosing logical neighbors without any knowledge about underlying physical topology can cause a serious topology mismatch between the P2P overlay network and the physical underlying network. The topology mismatch problem brings great stress in the Internet infrastructure. It greatly limits the performance gain from various search or routing techniques. Meanwhile, due to the inefficient overlay topology, the flooding-based search mechanisms cause a large volume of unnecessary traffic. Aiming at alleviating the mismatching problem and reducing the unnecessary traffic, we propose a location-aware topology matching (LTM) technique. LTM builds an efficient overlay by disconnecting slow connections and choosing physically closer nodes as logical neighbors while still retaining the search scope and reducing response time for queries. LTM is scalable and completely distributed in the sense that it does not require any global knowledge of the whole overlay network. The effectiveness of LTM is demonstrated through simulation studies.     

一种基于结构化P2P网络的拓扑匹配算法*

基于结构化的P2P系统在构建覆盖网络时未考虑到与实际物理网络层的结合,导致逻辑拓扑结构与物理拓扑结构严重不匹配问题,提出一种协议无关的拓扑匹配算法,通过事件触发的方式触发网络调整逻辑层的网络拓扑结构。模拟实验表明,本算法在一定程度上提高了网络的拓扑匹配度,降低了网络开销。     

结构化P2P网络拓扑匹配技术综述 *

结构化P2P网络中由DHT（分布式哈希表）来决定网络中资源的映射位置,这种方式在系统的可扩展 性和资源的定位速度上都有了很大的提高。但是,在利用DHT构建覆盖网络时,并没有过多地考虑底层物理拓 扑结构,因而产生了逻辑拓扑与物理拓扑的失配问题,造成了很多不必要的路由,降低了资源定位的效率。针对 这种情况进行了大量的文献调研,对结构化P2P网络拓扑匹配现有的算法进行了介绍,分析了各种算法的优缺 点,并在现有算法的基础上进一步展开研究。     

根据IP地址奇偶性优化P2P对等网的方法

针对对等网(P2P)中因抽象的覆盖网与底层物理网不匹配而在网络上产生了大量多余的传送开销的问题,提出了一种基于IP地址奇偶性的方案来优化对等网的拓扑结构。该方法根据IP地址的奇偶性将对等网中的结点分成两组完成不同的工作。模拟实验证明了这种方法没有缩减查询范围,同时减小了网络中的传输负载和结点的工作负载,缩短了查询的响应时间,有效地解决了覆盖网与底层物理网拓扑不匹配现象。     

A Two-Hop Solution to Solving Topology Mismatch

The efficiency of Peer-to-Peer (P2P) systems is largely dependent on the overlay constructions. Due to the random selection of logical neighbors, there is serious topology mismatch problem between the overlay and the physical topologies in many P2P systems. Such mismatching causes unnecessary query message duplications on both overlay and IP level, as well as increase query response time. In this research, we define the optimal overlay problem, and prove its NP-hardness. To address this issue, we propose a distributed overlay optimization algorithm, THANCS, and evaluate its effectiveness through trace driven simulations. The proposed THANCS has four major strengths. First, it does not need any global knowledge. Second, its optimization convergent speed is fast. Third, it is orthogonal to other types of advanced search approaches. Fourth, it reduces both the traffic cost and the search latency.     

基于位置信息的非结构化overlay匹配方法研究

在非结构化overlay中,由于底层物理网络和overlay的拓扑失配问题,产生了大量冗余网络负载。为了降低负载,提出了基于位置信息的方法动态构造overlay。通过分布部署用于维护已加入网络的节点信息的infoNode,在不引入较大冗余网络负载的情况下,能够较好地解决拓扑失配问题。实验表明,基于网络测量的方法能显著降低网络负载和查询响应时间。     

基于重复链路检测的P2P 网络拓扑一致性方案

结构化P2P 覆盖网络与实际物理网络的拓扑不匹配问题是影响结构化P2P 网络路由性能的重要因素.提出了检测并降低重复链路使用的拓扑一致性解决方案DDL(detecting and decreasing links overlapped scheme).DDL从实际物理网络路由出发,通过检测覆盖网络三点路由经历的实际物理链路重复利用的情况,在适当的条件下,通过重定向报文的发送,降低路由经历的物理链路数.根据不同的重复链路的定义,给出了后向和前向两种检测重复链路的方法.DDL是一种从物理链路层面解决P2P 网络拓扑一致性问题的方法,可以使用在任何结构化P2P 网络中,不受限于覆盖网络层的组织方式.性能分析及仿真实验结果表明,使用DDL方案能够显著提高覆盖网络与物理网络的拓扑一致性.     

一种结构化P2P网络拓扑匹配的通用算法

与非结构化P2P网络相比,结构化P2P网络具有良好的可扩展性、鲁棒性。但是结构化P2P覆盖网络是直接建立在逻辑网络之上,没有过多地考虑底层物理网络拓扑结构,导致逻辑拓扑结构与物理拓扑结构严重不匹配。本文提出一种新的协议无关的拓扑匹配算法,将现有的界标节点、自适应匹配算法与IP分配策略相结合构建初始拓扑结构,优化节点交换算法来维护拓扑结构。模拟实验表明,本算法提高了网络的拓扑匹配度,具有更低的通信开销。