發(fā)布時間：2018-05-13 17:51

  本文選題：非結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò) + 節(jié)點局部信息��； 參考：《北京郵電大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：針對提高大規(guī)模信息內(nèi)容的搜索效率,非結(jié)構(gòu)對等網(wǎng)絡(luò)(Peer-to-Peer, P2P)技術(shù)成為占主導(dǎo)地位的關(guān)鍵技術(shù)。但由于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和信息內(nèi)容的不斷增大,使得全局網(wǎng)絡(luò)信息的獲取變得十分困難。在這種情況下,本文基于非結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的局部信息與需求,對非結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)中的搜索機制進行了深入的研究,主要研究工作和取得成果概括如下： (1)提出一種非結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)受限搜索機制。在非結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)中,泛洪算法和隨機漫步算法簡單且易于實現(xiàn),但其在搜索過程中產(chǎn)生的冗余消息消耗了大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。針對這一問題,提出一種受限搜索機制(RFSA),定義了搜索路徑和冗余搜索路徑,引入本地消息索引緩存機制和搜索消息實時路徑追蹤機制。通過節(jié)點對消息的受限接收,消除節(jié)點對消息的重復(fù)接收與轉(zhuǎn)發(fā)。利用搜索過程中攜帶的實時搜索路徑信息,選擇未出現(xiàn)在搜索路徑中的鄰居節(jié)點對消息進行轉(zhuǎn)發(fā),消除冗余搜索路徑的產(chǎn)生。從理論上分析了RFSA所產(chǎn)生的消息數(shù)目和網(wǎng)絡(luò)開銷。模擬實驗分別從網(wǎng)絡(luò)開銷、查詢點擊率、搜索覆蓋率和產(chǎn)生的冗余消息數(shù)目等方面對受限機制下和非受限機制下的泛洪算法和隨機查找算法進行了對比分析,實驗結(jié)果表明在搜索覆蓋率和查詢點擊率基本相同的情況下,受限機制下的泛洪算法和隨機漫步算法能夠減少大量冗余消息的產(chǎn)生,降低網(wǎng)絡(luò)開銷。 (2)提出一種基于不同查詢的可信搜索機制。非結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)中,搜索的盲目性是造成大量網(wǎng)絡(luò)開銷的主要原因之一。啟發(fā)式搜索機制是降低搜索盲目性和網(wǎng)絡(luò)開銷的有效方法。啟發(fā)式搜索依賴于歷史的搜索信息指導(dǎo)未來的搜索,對重復(fù)資源的搜索更有效,但對于非重復(fù)資源和稀有資源的搜索其性能有待提高。針對這個問題,考慮社會網(wǎng)絡(luò)與非結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)的相似性,結(jié)合社會學(xué)和心理學(xué)中人與人之間信任產(chǎn)生的原理,提出一種基于不同查詢的可信搜索機制。首先,將節(jié)點對其鄰居節(jié)點產(chǎn)生的可信度分為熟悉性產(chǎn)生的可信度和相似性產(chǎn)生的可信度,給出可信度計算方法。其次,從每一個查詢出發(fā),對查詢進行區(qū)分,將查詢分為熟悉查詢與陌生查詢,對不同的查詢分別計算該節(jié)點對鄰居節(jié)點的可信度,從而為查詢推薦可信搜索節(jié)點,有效地完成搜索。實驗結(jié)果顯示,在三種不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,該搜索機制能夠以較低帶寬消耗獲得較高的查詢點擊率,同時縮短了查詢時間；對非結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化也表現(xiàn)了良好的適應(yīng)性。 (3)提出了一種基于節(jié)點服務(wù)能力的兩段式搜索機制。泛洪算法和隨機漫步算法是兩類典型的搜索算法。盡管泛洪算法在消息的向前傳遞過程中產(chǎn)生了大量的冗余消息,但其搜索覆蓋了網(wǎng)絡(luò)中最大的節(jié)點數(shù)；同時研究顯示,泛洪算法在搜索的初期階段產(chǎn)生了較少的冗余消息。另一方面,隨機漫步有效地降低了冗余消息的產(chǎn)生,但其覆蓋的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點較少,因而產(chǎn)生了更長的搜索時間。針對這些問題,提出了一種基于節(jié)點服務(wù)能力的兩段式搜索機制CNSA。CNSA機制依據(jù)每個節(jié)點所擁有的局部信息,定義了鄰居節(jié)點的服務(wù)能力,給出一種基于節(jié)點服務(wù)能力的鄰居節(jié)點選擇策略。并將搜索過程分為兩個階段。第一階段是在低的TTL內(nèi)實現(xiàn)一種受限的泛洪算法,對泛洪算法產(chǎn)生的冗余消息進行有效的控制,并使搜索獲得一個有效的、充分大的覆蓋范圍。在第二階段,即在高的TTL內(nèi)實現(xiàn)基于節(jié)點服務(wù)能力的啟發(fā)式搜索。CNSA算法充分利用了泛洪和隨機漫步兩種算法的優(yōu)點,并結(jié)合啟發(fā)式搜索機制的優(yōu)點,在提高搜索寬泛性的同時,降低了搜索的盲目性。實驗結(jié)果顯示CNSA在8跳之內(nèi)就能夠獲得90%以上的點擊率。 (4)提出了一種基于局部需求的稀有資源主動復(fù)制與搜索機制。非結(jié)構(gòu)P2P網(wǎng)絡(luò)中,已有的搜索協(xié)議對流行資源的搜索是有效的,但對于稀有資源的搜索是低效的。提高稀有資源的副本率是解決其搜索低效性的根本方法。由于稀有資源在網(wǎng)絡(luò)中的副本較少,其查詢的點擊率較低,因此已存在的基于成功查詢的被動副本復(fù)制策略不適合稀有資源副本流行度的提高。針對該問題,本文提出了一種稀有資源的主動搜索復(fù)制策略,由擁有稀有資源的節(jié)點主動發(fā)起對稀有資源的搜索,在搜索過程中有效獲取局部需求信息,將稀有資源主動復(fù)制到有需求的區(qū)域內(nèi),從而實現(xiàn)稀有資源的按需復(fù)制,有效提高其流行度和點擊率。基于局部需求信息,提供了三種不同的按需復(fù)制策略,并給出了一種稀有資源搜索算法。實驗結(jié)果表明,這種稀有資源的主動復(fù)制與搜索策略,能夠以較低的復(fù)制消耗和網(wǎng)絡(luò)開銷,有效地提高稀有資源的副本率,從而提高稀有資源的查詢點擊率。
[Abstract]:In order to improve the search efficiency of large - scale information content , non - structure peer - to - peer ( P2P ) technology becomes the dominant key technology . However , due to the increasing of network size and information content , the acquisition of global network information becomes very difficult . In this case , based on the local information and demand of nodes in non - structured P2P network , the search mechanism in non - structured P2P network is studied in - depth , and the main research and achievements are summarized as follows :

In the non - structured P2P network , the flooding algorithm and the random walk algorithm are simple and easy to implement , but the redundant message generated during the searching process consumes a lot of network bandwidth resources .

This paper puts forward a credible search mechanism based on different queries . In unstructured P2P networks , the blindness of search is one of the main causes of large amount of network overhead . The heuristic search mechanism is an effective way to reduce search blindness and network overhead .
The dynamic change of non - structured P2P network also shows good adaptability .

( 3 ) A two - stage search mechanism based on node service capability is proposed . The flood control algorithm and random walk algorithm are two kinds of typical search algorithms . Although the flood control algorithm generates a large amount of redundant messages in the forward transmission of the message , the search covers the largest number of nodes in the network .
At the same time , the research shows that the flooding algorithm generates fewer redundant messages at the early stage of the search . On the other hand , the random walk effectively reduces the generation of redundant messages , but the coverage network nodes are less , thus generating a more long search time . In the second stage , a limited flooding algorithm is implemented in the low TTL . The CNSA algorithm makes full use of the advantages of the flooding and random walk algorithms . In the second stage , the blindness of the search is reduced . The results show that the CNSA can obtain more than 90 % of the click rate within 8 hops .

( 4 ) A rare resource active replication and search mechanism based on local demand is proposed . In unstructured P2P networks , the existing search protocol is effective to search for popular resources , but it is inefficient to search for scarce resources .

【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP393.02

【參考文獻】

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本文編號：1884193