[发明专利]一种结构化P2P系统中的延迟动态优化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种结构化P2P系统实现的关键技术，特别涉及一种结构化P2PChord网络动态路由延迟优化的方法。

背景技术

近年来，基于对等网络(P2P)的系统得到很大发展。相对于传统C/S模式，P2P系统充分发挥以往被忽略的众多个人计算机(Peer节点)的作用，降低了运行成本，在特定服务上具有巨大的优势。根据其组织方式的不同，P2P系统可分为结构化和非结构化两种。结构化的P2P系统则更为适合一些需要高效、可靠、以及分布式准确定位数据的应用，目前已经提出了很多结构化P2P网络，如：Chord，CAN、Tapestry，Pastry等，其原理是在底层物理节点的基础上建立基于DHT(Distributed Hash Table)的叠加层覆盖网络，保障定位在有限跳数内完成，从而实现高效的资源查找在非结构化P2P系统中，参与节点利用Gossip协议构造随机拓扑结构，形成一个多对多的数据传输模型。这种组织形式具有易于实现和便于维护的优点，目前几乎所有大规模部署的商业P2P流媒体系统都采用这种方式。

结构化P2P系统中资源定位是一个不断路由查找的过程，因此路由表的效率成为影响P2P系统性能的重要因素。然而，由于P2P覆盖网络拓扑的构建没有考虑底层物理网络的实际情况，产生了覆盖网络和底层物理网络不匹配的问题，导致节点查找的延迟和开销的增加。

Chord通过使用一致性哈希方式进行键值与节点的映射，使得发现指定对象只需要维护O(logN)长度的路由表。Chord这个经典的路由机制提出时对查找延迟并没有过多考虑，所以随着研究的深入，一些新的改进算法被提出。如，实现动态路径查找的方法，延迟敏感的双向查询和节点分组的方法等。但是在结构化P2P系统中，各种路由延迟优化方法的过程都可能带来了额外的负载，如果额外负载较大，那么对象选择的延迟估测将不可靠。所以对于延迟优化方法性能的进行分析也是至关重要的。

在原Chord协议中，节点n在执行查找时，首先在finger中找到距待查键值k最近的节点n’，然后再在n’继续查找k，整个查找过程以递归的形式进行。查找过程的耗时严格依赖于查找路径上的节点，即便是其中只有一个节点延迟较高(例如在其他国家)，整个查找过程性能也会变得缓慢。该查找方法没有考虑到可能存在潜在的其它查找路径，这些潜在路径虽然查找次数更多，但是存在查找总体时耗较小的情况。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种Chord动态路由延迟优化方法OChord，OChord能够有效减小资源查找的延迟，路由效率优于原Chord协议，提高了路由效率，并且动态路径查找增加的额外负载为常数，可忽略不计。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

在Chord查找过程中设计实现一种基于对象选择的Chord动态延迟优化机制OChord，该方法中利用对象选择机制发掘潜在更优查找路径，从而提高了路由查找的效率。节点在执行查找时以迭代方式进行，每个查找分为若干步骤，每一步需要其他节点协作完成子查找，并将子查找结果返回执行查找的节点。

如果将一次子查找操作看作1“跳”，那么节点n查找键值k时，

a、首先节点n从自己finger中找出k之前的所有节点；

b、计算这些节点完成查找k所需的跳数，利用节点间的网络坐标预测延迟，估算平均每跳所需时间T_hop；

c、分别估算选择这些节点作为下一跳执行查找k的总耗时T_nn’；

d、最后选择最小耗时的节点最为完成下一跳的节点，依次完成整个查找过程；

e、节点在执行查找的每一步进行对象选择，选择总体延迟小的查找路径。

步骤c中估算选择这些节点作为下一跳执行查找k的总耗时T_nn’，如上述所说，选择总体延迟小的查找路径，延迟估测方式如下：