本文關(guān)鍵詞：基于用戶需求的內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位搜索模型研究

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【摘要】：非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)點(diǎn)對點(diǎn)(P2P)網(wǎng)絡(luò)是建立在Internet上的一層新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),被廣泛的應(yīng)用于資源共享和資源分配服務(wù)中。因此,資源定位也成為了非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)的核心問題之一。資源定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)了P2P分布式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、路由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議和資源搜索定位等基本功能。但與此同時,內(nèi)容分發(fā)P2P分布式網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模巨大和動態(tài)性等特點(diǎn)也增加了資源定位技術(shù)的難度。因此,如何為用戶提供有價值的資源,提高用戶資源的定位準(zhǔn)確率和轉(zhuǎn)發(fā)效率,已經(jīng)成為了目前非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位領(lǐng)域迫切需要解決的問題。內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位模型分為四種：即中心拓?fù)滟Y源定位模型、非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P資源定位模型、結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P資源定位模型和混合式P2P資源定位模型。其中,非結(jié)構(gòu)化P2P資源定位模型最受歡迎,應(yīng)用范圍也最為廣泛。在非結(jié)構(gòu)化P2P分布式網(wǎng)絡(luò)中,系統(tǒng)依存于邊緣化設(shè)備的主動協(xié)助,每個用戶直接從其他成員而不是服務(wù)器的參與中受益；用戶在系統(tǒng)中同時扮演服務(wù)器與客戶機(jī)的角色,但并不能夠意識到彼此的存在；用戶之間在應(yīng)用層建立虛擬連接,從而使整個系統(tǒng)的用戶節(jié)點(diǎn)互聯(lián)組成了一個應(yīng)用層上的邏輯虛擬網(wǎng)絡(luò)。在用戶需求環(huán)境下的非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位過程中,用戶偏好是有差異性的,這種差異性是基于網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)劣造成的,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商需要根據(jù)用戶的不同需求為用戶提供更可靠的服務(wù)。這些服務(wù)涵蓋了資源數(shù)據(jù)的搜索、定位、存儲、管理,以及在這些服務(wù)過程中的動態(tài)調(diào)整。將提升資源定位效率為目的,適應(yīng)性地選取P2P分布式網(wǎng)絡(luò)中的超級節(jié)點(diǎn),通過負(fù)載均衡策略,改善用戶查詢、搜索、資源分發(fā)效果。(1)在非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)中,對用戶需要的資源進(jìn)行高效地定位是P2P應(yīng)用領(lǐng)域的核心問題之一。相關(guān)的非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位算法,在查準(zhǔn)率、查全率和查詢成本上難以同時被優(yōu)化,這會造成嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)帶寬負(fù)擔(dān),以及巨大的索引維護(hù)開銷。為此,本文提出了一種面向用戶需求的非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P分布式網(wǎng)絡(luò)資源定位策略U2RLS(Resource Location Flooding Strategy ofUnstructured P2P for User Requirements)。該策略的創(chuàng)新點(diǎn)是在原有非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P分布式網(wǎng)絡(luò)資源定位泛洪算法的基礎(chǔ)上,融入用戶需求、用戶偏好、用戶興趣度等因素,首先進(jìn)行用戶資源子網(wǎng)劃分；采用帶有用戶需求信息的泛洪和查詢索引機(jī)制,對用戶所需資源進(jìn)行精確定位,該策略有效避免因海量信息引起的“網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴”、“信息重疊”和“資源搜索偏覆蓋”等問題,從而解決了查詢節(jié)點(diǎn)盲目使用中繼節(jié)點(diǎn)現(xiàn)象。面向用戶需求的非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位策略U2RLS,以其高搜索成功率、有限網(wǎng)絡(luò)資源消耗和短查詢時間響應(yīng)等優(yōu)勢,能夠顯著地提高用戶資源定位效率。(2)在大數(shù)據(jù)動態(tài)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中,資源定位已經(jīng)變得非常流行,利用非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位算法進(jìn)行資源搜索服務(wù),占有相當(dāng)重要的地位。本文提出一種基于緋聞算法用戶社區(qū)P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位策略(Gossip-Based Resource Location Strategy in Interest Community for P2P Networks),該策略的創(chuàng)新點(diǎn)是利用節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)合交換信息來建立用戶的資源興趣社區(qū),該社區(qū)可以將用戶興趣相似的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聚類,在同一個社區(qū)中的節(jié)點(diǎn)共享用戶所需資源,協(xié)同處理網(wǎng)絡(luò)信息；從矩陣論和時間復(fù)雜度的角度描述、分析了基于緋聞算法的資源搜索過程,利用Markov鏈和Jenson不等式證明其正確性和有效性。對于擁有多個興趣的用戶節(jié)點(diǎn),可以形成重疊的本地用戶興趣社區(qū),節(jié)點(diǎn)不定期的選取本地用戶興趣社區(qū)的用戶作為代表元節(jié)點(diǎn),由代表元節(jié)點(diǎn)組成全局興趣社區(qū)。當(dāng)該算法進(jìn)行資源定位時,首先檢查代表元節(jié)點(diǎn)上資源,倘若所需資源定位失敗,該算法檢查該社區(qū)中的其他用戶節(jié)點(diǎn)的資源情況。代表元節(jié)點(diǎn)由每個本地用戶興趣社區(qū)周期性的選取而產(chǎn)生,本文進(jìn)而提出了一種最佳投票算法來產(chǎn)生代表元節(jié)點(diǎn),在每一輪投票過程中,得票最多的節(jié)點(diǎn)就是代表元節(jié)點(diǎn)。隨著節(jié)點(diǎn)資源不斷更新,使得代表元節(jié)點(diǎn)不斷變化,從而保證了資源定位的實(shí)時性和有效性。(3)稀有資源定位一直是非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位領(lǐng)域懸而未決的問題。針對稀有資源環(huán)境下,資源定位的準(zhǔn)確性和高效性,提出一種基于緋聞算法的最佳度兩跳索引復(fù)制稀有資源定位策略GADSS-TIRS(Gossip-based Appropriate Degree Search Strategy by Two-hop Index Replication for Rare Resources)。該策略的創(chuàng)新點(diǎn)是利用周期性探測因子判斷所要搜索的資源是否是稀有資源；該資源一旦被確定為稀有資源,通過兩跳索引復(fù)制子策略來增加該資源的索引數(shù)量,從而增大資源的搜索成功概率；另外,本文提出一種基于最佳度搜索算法來定位索引復(fù)制后的稀有資源,利用最佳度作為啟發(fā)式定位信息來引導(dǎo)資源定位方向,每次轉(zhuǎn)發(fā)資源定位查詢消息,都向大度節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),查詢指令搜索大度節(jié)點(diǎn),因?yàn)榇蠖裙?jié)點(diǎn)包含更多的資源。當(dāng)所查詢資源位于大度節(jié)點(diǎn)搜索路徑上時,資源按照大度節(jié)點(diǎn)搜索路徑成功定位；當(dāng)所查詢資源位于普通節(jié)點(diǎn)路徑上時,查詢消息到達(dá)大度節(jié)點(diǎn)搜索路徑終端,進(jìn)行回溯,并選擇次大度節(jié)點(diǎn),在次大度節(jié)點(diǎn)路徑上,再次對大度節(jié)點(diǎn)資源定位搜索。最后,基于緋聞算法的最佳度兩跳索引復(fù)制稀有資源定位策略,可以有效地減少大量的資源查詢?nèi)哂嘞?大幅度提高稀有資源的定位效率和成功概率。(4)路由選擇策略在網(wǎng)絡(luò)探測機(jī)制多樣性中扮演著重要的角色。非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)是一種較為脆弱和多變的動態(tài)性網(wǎng)絡(luò),依據(jù)這一特點(diǎn),本文提出一種P2P網(wǎng)絡(luò)的新式路由探測和錯誤恢復(fù)策略(Routing Periodical Probing and Routing Failure Restoration Strategy)。該策略的創(chuàng)新點(diǎn)是能夠周期性的診斷出資源定位過程發(fā)生錯誤與故障的節(jié)點(diǎn)和鏈路,從而提高了節(jié)點(diǎn)和鏈路的差錯檢測概率；在周期性探測策略基礎(chǔ)上,本文設(shè)計(jì)出一種路由故障恢復(fù)策略,在資源定位查詢過程中,提高動態(tài)非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)的可靠性。非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)的故障分為節(jié)點(diǎn)故障和鏈路故障,當(dāng)節(jié)點(diǎn)故障發(fā)生時,眾多節(jié)點(diǎn)收到該故障節(jié)點(diǎn)的不可達(dá)消息。路由恢復(fù)策略為該故障節(jié)點(diǎn)分配其他節(jié)點(diǎn)作為鄰居節(jié)點(diǎn),并掃描該節(jié)點(diǎn)的路由表,選擇最佳鏈路代替與發(fā)生故障節(jié)點(diǎn)相連的其它鏈路。當(dāng)鏈路發(fā)生故障時,路由恢復(fù)機(jī)制依據(jù)鏈路故障發(fā)生的條件來判斷故障的類型,如果是單鏈路故障,路由恢復(fù)策略建立監(jiān)聽事件,找出最佳鏈路代替發(fā)生故障的鏈路。如果是多鏈路故障,故障的鏈路分成兩組,即故障入鏈路集和故障出鏈路集。形成入節(jié)點(diǎn)集和出節(jié)點(diǎn)集,新的鏈路根據(jù)鏈路權(quán)重,在入節(jié)點(diǎn)集和出節(jié)點(diǎn)集之間建立新的鏈接,從而代替所發(fā)生故障的多條鏈路。
【關(guān)鍵詞】：內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò) 資源定位 稀有資源 泛洪搜索 緋聞搜索 用戶興趣社區(qū)
【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】：2015
【分類號】：TP393.02
【目錄】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-18
• 第一章 緒論18-26
• 1.1 研究背景及意義18-20
• 1.2 研究內(nèi)容和章節(jié)安排20-26
• 1.2.1 研究內(nèi)容20-23
• 1.2.2 章節(jié)安排23-26
• 第二章 面向用戶需求非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P資源定位技術(shù)研究26-44
• 2.1 引言26
• 2.2 基于用戶需求的非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P資源定位策略概述26-28
• 2.2.1 基于用戶需求的結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位27
• 2.2.2 基于用戶需求的非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位27
• 2.2.3 上述兩種網(wǎng)絡(luò)的性能對比27-28
• 2.3 內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)中的用戶需求28-29
• 2.3.1 用戶需求定義28
• 2.3.2 用戶需求獲取模型28-29
• 2.4 用戶需求與內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的亮點(diǎn)29-30
• 2.5 非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位泛洪策略研究30-34
• 2.5.1 泛洪算法的研究歷程30-31
• 2.5.2 泛洪算法的路由過程31-32
• 2.5.3 泛洪算法中鄰居節(jié)點(diǎn)之間的相似性32-34
• 2.6 非結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位緋聞策略研究34-36
• 2.6.1 緋聞算法的研究歷程34-35
• 2.6.2 緋聞算法的本質(zhì)特點(diǎn)與受限機(jī)制35
• 2.6.3 緋聞算法中用戶群體結(jié)構(gòu)的相似性問題35-36
• 2.7 非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)稀有資源搜索與定位策略研究36-38
• 2.7.1 稀有資源定位策略研究歷程36
• 2.7.2 稀有資源復(fù)制策略36-37
• 2.7.3 稀有資源副本放置策略37-38
• 2.8 非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)路由鏈路探測與錯誤恢復(fù)策略38-41
• 2.8.1 路由鏈路探測策略38
• 2.8.2 路由鏈路修復(fù)策略38-39
• 2.8.3 節(jié)點(diǎn)間的信任機(jī)制與安全機(jī)制39-41
• 2.9 非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位的難點(diǎn)與熱點(diǎn)41-42
• 2.10 非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景42-43
• 2.11 本章小結(jié)43-44
• 第三章 用戶需求的非結(jié)構(gòu)化P2P資源定位泛洪策略44-72
• 3.1 引言44-45
• 3.2 相關(guān)工作45-47
• 3.3 資源定位泛洪模型及其數(shù)學(xué)語言描述47-52
• 3.3.1 非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容分發(fā)P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位泛洪模型47-48
• 3.3.2 泛洪算法模型描述48-52
• 3.4 面向用戶需求的資源定位泛洪策略U2RLS52-62
• 3.4.1 用戶興趣本體52-53
• 3.4.2 用戶興趣子網(wǎng)劃分算法53-55
• 3.4.3 混合度量周期性泛洪策略55-56
• 3.4.4 BFS和UPF驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴、信息重疊、網(wǎng)絡(luò)偏覆蓋過程56-60
• 3.4.5 BFS算法和UPF算法性能對比分析60
• 3.4.6 用戶偏好獲取開銷和隱私保護(hù)局限性60
• 3.4.7 TTL迭代深入策略60-61
• 3.4.8 節(jié)點(diǎn)離線應(yīng)對策略61-62
• 3.5 模擬實(shí)驗(yàn)及對比分析62-70
• 3.5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)M參數(shù)及默認(rèn)值62
• 3.5.2 用戶需求w_i下混合周期泛洪函數(shù)對比分析62-63
• 3.5.3 資源定位準(zhǔn)確率的對比分析63-64
• 3.5.4 資源定位網(wǎng)絡(luò)代價開銷對比分析64-66
• 3.5.5 資源定位響應(yīng)時間、存儲開銷對比分析66-68
• 3.5.6 資源定位搜索偏覆蓋問題解決對比分析68-70
• 3.6 本章小結(jié)70-72
• 第四章 基于緋聞算法用戶社區(qū)P2P網(wǎng)絡(luò)資源定位策略72-92
• 4.1 引言72
• 4.2 相關(guān)工作72-74
• 4.2.1 P2P領(lǐng)域中的資源發(fā)現(xiàn)策略73
• 4.2.2 P2P領(lǐng)域的資源定位應(yīng)用73-74
• 4.3 內(nèi)容發(fā)分發(fā)P2P領(lǐng)域資源定位問題描述74
• 4.4 基于緋聞搜索的分析與證明74-78
• 4.4.1 基于緋聞搜索算法的路由全過程74-75
• 4.4.2 基于矩陣論理論對緋聞搜索算法的分析75
• 4.4.3 基于緋聞算法時間復(fù)雜度的證明75-78
• 4.5 基于用戶興趣社區(qū)的ADGSA搜索算法78-82
• 4.5.1 用戶興趣社區(qū)的結(jié)構(gòu)78
• 4.5.2 用戶特征的相似性度量78-79
• 4.5.3 本地興趣社區(qū)79-80
• 4.5.4 全局興趣社區(qū)80-81
• 4.5.5 基于最佳度的緋聞搜索算法ADGSA81-82
• 4.6 模擬實(shí)驗(yàn)及對比分析82-90
• 4.6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)M參數(shù)及默認(rèn)值82-83
• 4.6.2 本地興趣社區(qū)實(shí)驗(yàn)結(jié)果83-85
• 4.6.3 全局興趣社區(qū)實(shí)驗(yàn)結(jié)果85
• 4.6.4 每一個興趣社區(qū)的最佳規(guī)模85-86
• 4.6.5 基于最佳度的緋聞搜索算法的搜索性能對比86-90
• 4.7 本章小結(jié)90-92
• 第五章 基于最佳度兩跳索引復(fù)制稀有資源定位策略92-108
• 5.1 引言92-93
• 5.2 相關(guān)工作93-94
• 5.3 問題分析94
• 5.4 基于最佳度兩跳索引復(fù)制稀有資源定位策略94-102
• 5.4.1 周期性探測策略PPM94-95
• 5.4.2 資源權(quán)重兩跳索引復(fù)制策略TIR-RW95-97
• 5.4.3 索引復(fù)制策略的數(shù)學(xué)證明97-99
• 5.4.4 最佳度搜索算法的整體流程99-102
• 5.5 模擬實(shí)驗(yàn)及對比分析102-107
• 5.5.1 實(shí)驗(yàn)配置102
• 5.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果102-107
• 5.6 本章小結(jié)107-108
• 第六章 一種P2P網(wǎng)絡(luò)的新式路由探測和錯誤恢復(fù)策略108-130
• 6.1 引言108-109
• 6.2 相關(guān)工作109-111
• 6.2.1 非結(jié)構(gòu)化P2P領(lǐng)域的資源定位模型109-110
• 6.2.2 非結(jié)構(gòu)化P2P的分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)110
• 6.2.3 非結(jié)構(gòu)化P2P絡(luò)中錯誤恢復(fù)機(jī)制110-111
• 6.3 一種新的路由探測策略111-117
• 6.3.1 基本概念111
• 6.3.2 基于隨機(jī)圖權(quán)重的周期性探測算法WDG111-115
• 6.3.3 —種新式的路由修復(fù)策略115-116
• 6.3.4 路由錯誤檢測機(jī)制116-117
• 6.4 一種新式的路由失效恢復(fù)策略117-120
• 6.4.1 單鏈路路由失效恢復(fù)機(jī)制118
• 6.4.2 多鏈路路由失效恢復(fù)機(jī)制118-119
• 6.4.3 節(jié)點(diǎn)失效修復(fù)機(jī)制119-120
• 6.5 模擬實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析120-127
• 6.5.1 實(shí)驗(yàn)配置參數(shù)121
• 6.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析121-127
• 6.6 本章小結(jié)127-130
• 第七章 總結(jié)與展望130-134
• 7.1 論文總結(jié)130-131
• 7.2 展望131-134
• 參考文獻(xiàn)134-148
• 致謝148-150
• 攻讀博士期間發(fā)表和錄用的學(xué)術(shù)論文150

【參考文獻(xiàn)】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王淑玲;P2P資源共享系統(tǒng)中的資源定位研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

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本文編號：1136098