[发明专利]一种有结构对等网络的可扩展资源查找方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机网络技术领域，具体涉及一种有结构对等网络的可扩展资源查找方法。

背景技术

对等网络(P2P，Peer-To-Peer Network)上的资源查找技术，一直都是相关领域的研究热点。

分布式哈希表DHT(Distributed Hash Table)是一个由广域大量节点共同维护的巨大哈希表，提供了一种有结构对等网络的构造方式。基于分布式哈希表的有结构对等网络能够适应节点的动态加入和退出，有着良好的可扩展性、鲁棒性。

Chord算法是一种基于分布式哈希表的有结构对等网络上的路由算法。它使用哈希(Hash)算法为每个节点和资源分配一个m位标识符(ID)，映射到值域为[0，2^m-1]的环形空间中。资源k被指定到其对应后继节点successor(k)上，即Chord环形空间中节点标识符大于或等于k的第一个节点。为了提高路由效率，Chord算法采用基于指针表(finger table)的路由方式。节点n上指针表的第i个表项总是指向(n+2^i-1)mod2^m的后继节点，即n.finger[i]＝successor((n+2^i-1)mod2^m)。显然，各节点路由表的大小为O(log N)量级，其中N为网络中的节点数目。Chord算法根据指针表进行路由转发，能够保证在O(log N)的跳数内完成资源查找。然而，这种资源查找方式却只能支持精确查询，不支持复杂查询。

对等网络上的资源查找方式，可以分为两类：盲目搜索(BlindSearch)方式和路由索引(Routing Indices)方式。盲目搜索算法又称无信息搜索，它对资源区域无任何确定性控制，不使用目标区域的任何信息来进行查询。该算法是无结构对等网络搜索算法的基础，其主要目标是控制查询规模、降低冗余开销和减少重复消息。

V.Vishnevsky等提出的递归分区查找算法RPS(RecursivePartitioning Search)是一种基于分布式哈希表的有结构对等网络上的可扩展性盲目搜索算法，见“Scalable Blind Search and Broadcastingin Peer-to-Peer Networks，”in 6th IEEE International Conferenceon P2P Computing，2006。递归分区查找算法充分利用分布式哈希表的特性，采用指针表作为盲目搜索的信息节点列表，完全避免了广播式查询中的重复消息。具体来说，它根据指针表将节点空间划分为m个不重叠查询范围，其边界为e_iⁿ＝(n+2ⁱ)mod2^m；对于指针表的表项r∈[ei-1n,ein),]]>其实际查询范围为(r，e_iⁿ)。各节点接收到资源查询消息，将附带在消息中的查询范围细分并继续转发，从而实现递归分区查找。这种算法能够保证最大查询跳数为O(log N)，查询召回率可达100％。然而，其查询消息量最坏将达到O(N)，尽管可以通过调整生命期(TTL，Time-To-Live)在一定程度上降低查询开销，但查询召回率也会随之有所下降。

路由索引分为基于内容的索引和基于查询的索引。研究证明在对等网络中，查询服从Zipf分布，基于查询的路由索引利用历史查询及其结果，能够逐渐提高查询效率。因此相比基于内容的索引而言，基于查询的索引在建立和维护索引时不会产生太大网络开销；面对节点或资源加入、退出等情形，基于查询的索引也不容易产生较大的振荡；但其查询效率尚有待进一步提高。