[发明专利]一种基于路径划分与多分布目录的快速数据定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于路径划分与多分布目录的快速数据定位方法，属于计算机应用技术领域。

背景技术

计算机对等(P2P)网络中每个节点的地位是相同的，每个节点既充当服务器，为其他节点提供服务，同时也充当客户机，享受其他节点提供的服务。

目前，计算机对等网络可分为两大类：非结构对等网络和结构化对等网络。非结构对等网络包括具有中心服务器的非结构对等网络、纯分散的非结构化对等网络和带超级节点的混合对等网络，它们要么存在一个集中式的目录管理，要么查询时采用的是广播机制，要么存在着超级节点管理问题。而在近年出现的结构化对等网络系统中，采用的是分布式哈希表技术，在这些系统中，将数据对象的名字经过哈希函数处理，其结果是一个全局冲突概率很小的ID标识；系统中的每个节点都和一定范围内的标识有关，并保存该区间的数据信息；当系统按照数据名字的ID标识进行查询时，相应的节点返回对应的信息；每个节点拥有O(log N)个邻居，每一次查询路由都会在O(log N)内完成，N为系统中的节点数。由于数据分布存放的地点与该数据名字的ID标识关联，其数据定位就较容易，一般适合于数据分布存放的大型对等网络应用系统。

然而，目前基于对等网络的许多应用系统，如本地资源共享系统、浏览器协作缓存系统等，其数据往往需要存放在本地节点中。在这种情况下，若采用非结构化方式，则会存在单点失效或洪泛搜索效率低的问题；若采用结构化方式，由于用户数据只能存放在本地节点，即不能分布存放的应用需求，又与结构化对等网络的数据分布存放要求相矛盾。为了扩展结构化对等网络对这类情况的处理能力，近年在基于结构化对等网络的Squirrel协作缓存应用系统中，引入了宿主节点的单分布目录机制，通过使数据对象路径的索引记录存放地点与该数据的ID标识密切关联，将数据对象路径的索引记录存储在其宿主节点的目录中。这样，其缓存定位机制就变为，当一个节点发出查找某个数据对象时，先对其进行哈希，取其值作为这个数据对象路径的唯一ID标识，然后在结构化对等网络的相应路由表中，查找这个ID，经过若干跳后，找到该数据对象索引所在的宿主节点，再查找其上的相应目录，得到该数据对象存储的节点地址。

虽然这种单分布目录方法扩展了结构化对等网络对这类情况的转换处理，但是把数据对象路径的哈希值作为其键值ID，查找这个ID时，通常需要经过若干跳，才能找到宿主节点，其数据定位的有效性有待进一步提高，尤其是当匹配的宿主节点已退出系统时，还会引发数据定位时的多跳现象，造成系统的不稳定和不健壮。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前基于结构化对等网络的Squirrel系统存在的数据定位的效率低以及有效性、稳定性和健壮性差的问题，提出一种基于路径划分与多分布目录的快速数据定位方法。

本发明针对数据只能存放在本地节点的结构化对等网络应用系统，引入了数据路径的划分、数据路径相似度及多分布式目录等机制。

本发明的一种基于路径划分与多分布目录的快速数据定位方法的整体框架设计流程如图1所示，具体实现步骤如下：

步骤一、设计路径划分的方法

首先，给出相关概念的定义。

假设基于本地存放的结构化对等网络应用系统中的任意两个数据路径PATH1和PATH2，其中，PATH1＝s1/p1/p2…/pi/…/pn/FILE1；

                  PATH2＝s2/q1/q2…/qj/…/qm/FILE2。

这里，s1和s2均是对等节点或服务器的唯一标识；

pi和qj均是目录信息，i是1到n的正整数，j是1到m的正整数；

FILE1和FILE2均是文件标识符。

基于上述假设：

定义1：数据路径特征

所有这些s1、s2、pi、qj、FILE1、FILE2符号，均是数据路径特征。其中i是1到n的正整数，j是1到m的正整数。

定义2：数据路径相似度

任意两个数据路径PATH1和PATH2的相似度是从数据路径左端第一个数据路径特征起，连续相同的数据路径特征的个数。

其次，基于上述定义设计数据路径划分方法。

考虑到结构化对等网络自身的数据定位特点，为了把具有一定相似度的数据路径目录存放在邻近位置，本发明把数据路径的键值ID划分成r个部分，这里r是一个正整数，它可综合应用系统节点的规模和数据路径特征等来设置。

具体数据路径的划分方法为：