[发明专利]一种对等网络中流行资源副本的优化放置方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信领域，特别是对等网络搜索优化和资源放置优化问题。

背景技术

对等网络是下一代网络的核心概念，与传统的中心服务器与客户端模式不同。在对等网络中，各个节点既从其余节点获得自己想要的资源，也向其余的节点提供自己共享的资源。在对等网络的实现中，由于不存在中心服务器，如何快速的定位各种资源和服务是一个关键技术。

当前关于对等网中快速搜索的研究将对等网分为了结构对等网和无结构对等网。无结构对等网较之于使用分布式哈希表（Distributed Hash Table）的结构对等网，搜索效率偏低，但是其自身维护开销显著减少，具有良好的扩展性，便于大范围内组网。

在无结构对等网中，信息的搜索分为盲目搜索和导向性搜索。盲目搜索以泛洪（Flooding）搜索为基础，节点将搜索信息无差别的，或是随机的选择若干个邻居节点进行转发，搜索具有盲目性；导向性搜索的常用技术是根据一些指导信息将查询请求转发到搜索成功率更高的节点上。

导向性搜索中指导查询请求转发的信息可以是节点的搜索历史或是内容相似性等，因此其转发节点往往跟查询节点具有一些相同的性质，比如拥有相似的存储内容，或是相似的在线时间等等。在一定程度上导向性搜索比盲目搜索的成功率要大，同时减少了网络中的信息冗余增长。但经过一段时间后，由于网络中部分节点其维护的内容较多，且服务能力好（例如，一个局部地区的小型服务器），使其渐渐的成为周边节点的共同转发节点。这样就形成了对等网中的一些过热节点或者称之为超级节点，它们承担着网络中很大一部分搜索信息的处理和转发。

对等网中过热节点的存在是一个隐患。过热节点由于承载着过多的搜索信息的处理和转发，有可能会出现过载的情况，导致网络中部分区域出现信息堵塞等情况。从而通过此超级节点享受服务的叶子节点可能会遭遇到搜索响应延迟的情况。因此需要尽可能的减少超级节点的开销，使其能更好的为周围叶子节点服务。

为了解决流行资源访问量过大造成的节点过热现象，当前的常用技术是合理缓存流行资源的副本，从而减少过热节点的开销。该技术的基本原理是将流行资源的副本存储在网络中部分节点上，当有相同的搜索信息转发到这些节点时，节点发现此搜索信息请求的资源与自身缓存的副本相同，则直接与查询节点建立连接并进行副本的传输。这种技术可以有效地减少过热节点的开销并提高了服务的响应时间（图2）。

现有的副本放置技术已经有了不少研究成果。有的根据资源的被查询频率对资源进行相应的复制，通过更多的节点来满足查询以减少搜索通信开销，取得了不错的效果。

副本缓存技术的一个关键问题是要保证副本放置的有效性，即缓存副本的节点要与对应的超级节点具有一定的行为相似度特征，从而可以有效减少超级节点的开销。当前的常用技术是设置缓存时间来确保副本的有效性。

此外，目前的技术在实现的过程中存在着副本冗余放置的现象。在小规模局域网中，由于节点和资源都相对较少，冗余放置不会对节点产生很大影响。而在大范围组网中，尤其是稠密的网络中，节点可能由于承载过多的存储需求而导致崩溃，影响了网络的可扩展性。

发明内容

本发明的技术解决的问题：克服现有技术的不足，提供一种对等网络中流行资源副本的优化放置方法，该方法可以有效减少网络中存储流行资源的超级节点开销，提高网络搜索算法的可扩展性。

本发明的技术解决方案：一种对等网络中流行资源副本的优化放置方法，实现步骤如图1所示，具体如下：

A.在对等网络每一个运行周期开始时，网络中的每个节点统计上一个周期内的自身被访问的次数；

B.每个节点根据访问次数确定自己为叶子节点或者超级节点，访问次数超过设定阈值的节点定义为热门节点，也称之为超级节点，访问次数没达到阈值的节点称为叶子节点；所有的节点向其周围的节点发送一个表明自己身份的信息，从而网络中每个节点都知道周围的超级节点和叶子节点；

C.超级节点根据自己接收到的步骤B中所述身份信息，统计出自己路由表里的叶子节点，并计算所述这些叶子节点与自己的行为相似性；所述叶子节点与超级节点间的行为相似性是指上个周期内叶子节点与超级节点共同在线时间的比重。此外，超级节点统计上一周期内自身的资源访问次数，将访问次数高于设定阈值的资源定义为流行资源；

D.所述叶子节点将自身可以提供的存储容量和路由表信息发送给超级节点。所述超级节点根据接收到的叶子节点的信息，统计出这些叶子节点之间的连通度；