[发明专利]具有常数跳路由特性的P2P网络信息资源定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络技术，特别是涉及一种能够在常数跳路由内针对查询请求完成信息资源定位的算法和相应的P2P(Peer to Peer，对等网络)网络构架方法，算法路由跳数不随网络规模的增大而增加。

背景技术

在P2P系统中，数据可能存在于网络中的任意结点上。因此，如何能够高效地定位存储特定数据的结点成为一个最基本的问题。Napster(一种在线音乐服务，第一个广泛应用的对等网络音乐共享服务)利用了中心化的目录系统进行资源定位，单点故障问题明显。实用的Gnutella(一种基于P2P网络的实用文件共享网络)和KaZaA(另一种文件共享网络)基于洪泛搜索机制，但在大规模网络中会产生大量的通讯负载。为了解决P2P系统可扩展性的问题，很多P2P系统采用分布式哈希表(DHT Distributed Hash Table)将管理数据定位的责任分布给网络中的结点。

构建一个P2P网络，关键在于时间-空间复杂度的折衷，即邻居数(路由表的大小)与网络直径(路由长度)之间的折衷。经典的查询路由协议有Tapestry，Pastry，CAN，Chord等。PRR和Pastry需要个邻居，路由跳数为Tapestry和Chord需要O(logN)个邻居，路由跳数为O(log N)。CAN的每个结点状态信息与网络规模无关，为O(k)，但其路由路径长度为O(kN^1/k)。Viceroy(最早的常数度P2P模型)是第一个近似最优的系统，每个结点需要7个邻居，路由跳数为O(logN)。Koorde(一种度最优分布式哈希表)和Manku(一种结构化查询路由协议)需要O(k)个邻居，路由跳数为

综上所述，大多数现存的P2P网络都需要O(kN^1/k)、O(logN)、O(logN/logk)跳路由解决查询请求，随着网络规模的扩大，路由路径长度将会越来越大，搜索效率越来越低。此外，网络波动也增大了维护路由信息的网络开销。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够在计算复杂度为常数的查询路由跳数内处理查询请求，能克服现有的P2P网络受网络规模、网络波动影响，以及路由表长度和路由跳数越来越大，导致查询效率降低的问题的具有常数跳路由特性的P2P网络信息资源定位方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种具有常数跳路由特性的HP2P(分层构建的RP2P)网络信息资源定位方法，该方法用HP2P(d，c)来表示，其特征在于，在HP2P(分层构建的RP2P)网络中，当结点x收到一个查询请求request(id)，它会从网络的顶层至底层进行查询。在网络的第k层按如下步骤的算法执行，以查找sup_seg[k](z)包含id的结点z：

1)查询请求的TTL值减1；

2)如果id∈sup_seg[k](x)则

3)将其自身返回给请求者；

4)否则，如果则

5)将z返回给请求者；

6)否则，如果查询请求的TTL≥2，则

7)将查询请求在随机邻居中进行多播；

8)否则

9)丢弃该查询；

其中每个查询请求带有一个的TTL值，这里TTL的初始值为d；x、z为HP2P网络中的结点，sup_seg[k](x)表示结点x在网络第k层的sup_seg，同时x在这一范围内构建网络第k-1层；R[k]_x表示x在第k层的随机邻居集；

第二阶段，结点z执行现有技术中的RP2P(随机P2P)网络信息资源定位方法查找node(id)。node(id)为负责id的结点。

进一步的，在HP2P(d，c)网络中路由分为两个阶段；当结点x收到一个查询请求request(id)，第一阶段在网络的顶层即第一层至网络的第二层执行，查找sup_seg[k](z)包含id的结点z；第二阶段在网络的第一层执行，结点z通过所述RP2P路由算法处理查询请求。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的另一种具有常数跳路由特性的HP2P’(分层构建的RP2P)网络信息资源定位方法，该方法用HP2P’(d，c)来表示，其特征在于，在HP2P’(分层构建的RP2P)网络中，对k＝(d-1)，...，2，假设sup_seg[k](x)为结点x在第k层的sup_seg，R[k]_x为结点x在第k层的随机邻居集；则结点x在HP2P`网络的第k层以如下步骤的算法：

1)如果id∈sup_seg[k](x)则