[发明专利]一种基于集中服务的分布式对等网络的实现方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于网络与通信技术领域，具体涉及一种基于集中服务的分布式对等网络的实现方法及系统。

背景技术

随着网络规模的不断扩大，网络用户数量的迅速增长，传统的客户端/服务器模式面临着过量存储负载、单点失效、网络带宽限制等一些难以解决的问题。为了解决这些问题，分布式对等网络技术得到了快速发展。对等网络(P2P-Peer-to-Peer)是一种点对点的分布式网络系统，共享资源分布在各个对等节点中，资源共享在各对等节点之间直接进行。

在对等网络中，对等节点之间的组织方式在很大程度上决定着对等网络的性能，对等节点之间的组织方式按照提出的先后分别为：(1)采用集中式的组织方式，资源的发现依赖于目录服务器，以著名的MP3共享软件Napster为代表；(2)采用随机图的组织方式，对等节点之间结构松散，资源的发现以泛洪方式进行，以Gnutella模型为代表；(3)采用某种特定结构的组织方式，如采用Torus结构的CAN系统，采用Plaxton Tree结构的Tapestry和Pastry系统，以及采用Ring结构的Chord系统，资源的发现借助于分布式Hash表(DHT)。采用特定结构的组织方式使得对等网络的性能大幅度提升，同时也带来了新的亟待解决的问题：为了维护对等节点之间的某种特定结构使得维护开销相当可观，特别是在大规模和节点加入退出频繁的网络环境下，会造成严重的网络波动问题。

本发明提出一种基于集中服务的分布式对等网络的构造方法，在对等网络中引入集中服务器，对等网络采用轮状结构组织方式，对等节点之间采用环状结构组织方式。集中服务器为节点的加入、退出对等网络提供集中服务，对等节点可以通过集中服务器查找自己的邻居节点，这样降低了对等节点之间维护邻居关系的开销，使网络波动得到有效控制，避免了对等节点孤岛的出现。对等节点之间维护适当数量的邻居关系，这样既减轻了集中服务器的负担，又能够在一定程度上解决服务器单点失效问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于集中服务的分布式对等网络及构造方法，以解决节点频繁加入、退出对等网络造成的网络波动问题，特别适用于大规模对等网络，提高对等网络工作效率。

步骤1，为所述对等网络配置一个集中服务器，为服务器定义B⁺树数据结构用于存储动态变化的对等节点的信息，节点的信息至少包括节点的唯一身份标识ID，节点的通信地址IP和建立通信连接的端口Port，节点上次通告集中服务器存活信息的时间Time，以及节点的存活状态标志Flag。

步骤2，新节点加入对等网络执行以下步骤：

2.1新节点向集中服务器发送加入对等网络请求，如果集中服务器不能提供集中服务，执行2.2，否则，执行以下步骤：

2.1.1集中服务器在自身维护的B⁺树结构中查找新节点ID在B⁺树中的插入位置，找到后存储新节点信息，并将新节点的ID和存储新节点信息的指针插入到该位置；

2.1.2集中服务器在自身维护的B⁺树结构中查找新节点的直接邻居的信息，找到后将直接邻居的信息返回给新节点；

2.1.3执行2.3，即新节点与其直接邻居建立邻居关系加入对等网络。

2.2新节点获取当前已加入对等网络的任一对等节点，如果未能获得对等节点，新节点加入失败返回，否则，执行以下步骤：

2.2.1执行步骤3，即从对等节点出发在虚链路中查找新节点的直接邻居；

2.2.2如果找到新节点的直接邻居，执行2.3，即新节点与其直接邻居建立邻居关系加入对等网络，否则，新节点加入失败返回。

2.3新节点与其直接邻居建立邻居关系加入对等网络，具体步骤如下：

2.3.1新节点根据已获得的直接邻居的信息请求与之建立直接邻居关系；

2.3.2直接邻居接收到新节点发出的请求建立直接邻居关系信息后，验证新节点是否为其直接邻居，如果通过验证，修改邻居信息表中直接邻居的信息条目，返回建立直接邻居关系成功信息给新节点，否则，新节点加入失败返回；

2.3.3新节点接收到建立直接邻居关系成功信息后，修改自己邻居信息表中相应的直接邻居信息条目；

2.3.4重复2.3.1-2.3.3步骤，直到新节点与其直接前驱邻居和直接后继邻居都建立直接邻居关系；

2.3.5新节点负责向集中服务器通告加入对等网络成功信息。

步骤3，在不提供集中服务的情况下，从对等节点出发在虚链路中查找新节点的直接邻居，具体步骤如下：