移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)資源查找策略研究最新進(jìn)展

宋人杰　高越

【摘 要】伴隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，資源查找策略是移動(dòng)P2P的核心問題，本文對(duì)移動(dòng)P2P資源查找策略的論述。

【關(guān)鍵詞】移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)；資源查找；無線網(wǎng)絡(luò)

【Abstract】As the wireless network technology and the rapid development of P2P overlay network technology， architecture and search strategy is the core issue of mobile P2P resources， this paper mainly discusses the present mobile P2P resources search strategy is discussed.

【Key words】Mobile P2P networks；Resources search；Wireless network

0 引言

移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)的通信范圍跟節(jié)點(diǎn)自身有關(guān)，主要的特點(diǎn)是高的移動(dòng)性，因?yàn)樗母叨葎?dòng)態(tài)性，使得網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劇烈變化，查找效率的底下，以至于資源的信息失效率高，資源查找成功率低。因此，有必要針對(duì)移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)合適的資源查找策略，以此滿足人們“隨時(shí)隨地，移動(dòng)共享”具有重大的研究意義。本文主要對(duì)一些資源查找策略的論述。第1節(jié)介紹資源查找策略的概述和傳統(tǒng)的一些資源查找策略進(jìn)行論述，第2節(jié)主要介紹CAR，蟻群優(yōu)化代理的資源查找策略以及基于超級(jí)節(jié)點(diǎn)的查找策略，最后第3節(jié)，進(jìn)行總結(jié)性的論述。

1 資源查找策略

資源查找策略是節(jié)點(diǎn)通過一定方式找到資源存放位置的方法，移動(dòng)P2P資源查找策略，現(xiàn)階段主要的兩個(gè)方：（1）提出新的移動(dòng)P2P資源查找策略；（2）在P2P資源查找策略基礎(chǔ)上改進(jìn)，使其適用于移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

1.1 先應(yīng)和反應(yīng)式策略

先應(yīng)式需先存放好共享資源的位置信息，再建立資源索引，但該查找策略并不適合節(jié)點(diǎn)頻繁移動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；如基于地理位置的DHT查找策略，它考慮物理網(wǎng)絡(luò)的鄰接性，并利用GPS系統(tǒng)將網(wǎng)絡(luò)劃分成相等的空間區(qū)域，在單位區(qū)域內(nèi)，包含哈希鍵值，節(jié)點(diǎn)使用統(tǒng)一的哈希函數(shù)，將資源映射到相對(duì)應(yīng)的單位區(qū)域，使得節(jié)點(diǎn)在物理上相對(duì)應(yīng)。

反應(yīng)式不存在這樣的信息表，它只是在進(jìn)行信息交互時(shí)，會(huì)向?qū)Ψ桨l(fā)起相關(guān)信息請(qǐng)求，利用洪泛的形式，擴(kuò)散整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，但會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)的通信冗余；如Gnutella的洪泛查找策略MPP（mobile peer-to-peer protocol）。

1.2 改進(jìn)現(xiàn)有P2P網(wǎng)絡(luò)的查找策略

改進(jìn)P2P網(wǎng)絡(luò)的查找策略使其適用移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)，這種方式能在保證查找策略的有效性的同時(shí)，又能夠節(jié)約資源，大體分為3類：基于中央索引節(jié)點(diǎn)的查找策略[1]、基于洪泛式信息廣播的查找策略[1]和基于DHT的結(jié)構(gòu)化查找策略[1]。

關(guān)于集中式系統(tǒng)，它的中央索引節(jié)點(diǎn)承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)中大部分操作，如Napster 和 eDonkey 是典型的集中式。Napster中的節(jié)點(diǎn)都關(guān)連到中心目錄，發(fā)布或者注冊(cè)自己的資源信息到中心目錄，在需要時(shí)到中心目錄查找索引信息，接收到查詢請(qǐng)求時(shí)，符合要求的節(jié)點(diǎn)會(huì)提供該資源。請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)查找到目的節(jié)點(diǎn)信息后，在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行資源的下載，這時(shí)與中心服務(wù)器無關(guān)，但是，目錄服務(wù)器的存在，降低了系統(tǒng)的可靠性。并在服務(wù)器失效或者遭受攻擊時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)就將癱瘓，無法進(jìn)行資源的查找工作。

洪泛式屬于完全分散式的查找策略，節(jié)點(diǎn)沒有嚴(yán)格的連接要求，節(jié)點(diǎn)只存儲(chǔ)相鄰節(jié)點(diǎn)的位置信息，在有查找請(qǐng)求時(shí)，把請(qǐng)求信息發(fā)給鄰居節(jié)點(diǎn)或者按查找請(qǐng)求原路返回。Gnutella 和 Freenet 是典型的洪泛式系統(tǒng)，它的缺點(diǎn)是每一次路由都要進(jìn)行全網(wǎng)遍歷，從而加重網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，降低查找效率，限制網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展，使得路由算法容易受到攻擊。

DHT是一種分散式策略，同時(shí)緩存多個(gè)overlay 層節(jié)點(diǎn)的資源信息，CAN（content-addressable network），Chord，Pastry都是典型該結(jié)構(gòu)。DHT分布查找策略的可確定性、高效性和快速性使其應(yīng)用的頻率比較高。

2 最新資源查找策略

2.1 CAR

節(jié)點(diǎn)S想要查找資源，首先該節(jié)點(diǎn)給其該節(jié)點(diǎn)所處的單位區(qū)域的索引節(jié)點(diǎn)發(fā)出資源查找請(qǐng)求，如果該區(qū)域的索引節(jié)點(diǎn)包含請(qǐng)求的資源信息的話，它將給資源i的所有者O發(fā)出資源請(qǐng)求，如不包含，繼續(xù)查詢其上一級(jí)索引節(jié)點(diǎn)，如果此節(jié)點(diǎn)指示的本級(jí)區(qū)域內(nèi)含有請(qǐng)求資源的信息，則向其子區(qū)域索引節(jié)點(diǎn)發(fā)出查詢，直到單位區(qū)域級(jí)的索引節(jié)點(diǎn)；CAR查找策略具有較好的效率。

2.2 蟻群優(yōu)化代理的資源查找策略

基于蟻群優(yōu)化的資源查找策略主要利用資源查找轉(zhuǎn)變成靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)中的資源查找，資源只在代理節(jié)點(diǎn)之間的路徑上發(fā)生改變，我們就可以使用蟻群優(yōu)化代理去查找資源，螞蟻根據(jù)概率選擇下一查找節(jié)點(diǎn)，這個(gè)轉(zhuǎn)移概率遵從偽隨機(jī)比例法，在某一時(shí)刻，螞蟻在某個(gè)節(jié)點(diǎn)上，根據(jù)計(jì)算連接到該節(jié)點(diǎn)的所有節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移概率，選擇最大轉(zhuǎn)移概率的節(jié)點(diǎn)為下一查找節(jié)點(diǎn)，當(dāng)一個(gè)螞蟻結(jié)束了所有代理節(jié)點(diǎn)的查找時(shí)，它會(huì)修正代理節(jié)點(diǎn)之間路徑上的資源信息，為了加速查找策略的收斂，我們?cè)谌仲Y源信息的基礎(chǔ)上使用本地資源信息在一個(gè)路徑被查找時(shí)，本地資源信息就會(huì)發(fā)生改變。

2.3 基于超級(jí)節(jié)點(diǎn)資源查找策略

首先選擇性能高并且動(dòng)態(tài)性弱的節(jié)點(diǎn)，作為超級(jí)節(jié)點(diǎn)；進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)注冊(cè)自己信息到超級(jí)節(jié)點(diǎn)和附近的超級(jí)節(jié)點(diǎn)（作為此節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)超級(jí)節(jié)點(diǎn)）；當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)出資源請(qǐng)求時(shí)，首先向本節(jié)點(diǎn)的超級(jí)節(jié)點(diǎn)發(fā)出查詢請(qǐng)求，如果查詢到請(qǐng)求的資源，返回節(jié)點(diǎn)的資源的位置；如果不存在資源信息，那么超級(jí)節(jié)點(diǎn)會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)查詢信息到其他超級(jí)節(jié)點(diǎn)繼續(xù)查詢，直到查詢到資源，并返回給查詢節(jié)點(diǎn)；對(duì)于該資源的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的超級(jí)節(jié)點(diǎn)失效時(shí)，可以通過該節(jié)點(diǎn)的候補(bǔ)超級(jí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行查詢。

3 總結(jié)

綜上所述，跟據(jù)資源查找策略的優(yōu)劣，體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享的好壞，對(duì)于Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)的研究，還只是處在發(fā)展階段，今后的一個(gè)發(fā)展方向是將先應(yīng)和反應(yīng)式兩種資源查找策略進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。本文主要對(duì)于現(xiàn)階段的資源查找策略的論述，以及存在的缺陷，今后的研究工作還會(huì)在資源查找策略的研究上。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王麗莉，孫波，肖永康，朱小明.結(jié)構(gòu)化P2P資源搜索算法研究綜述[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2009，26（10）：130-135.

[2]唐沖，石磊.一種改進(jìn)的非結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)資源搜索策略 [J].微型機(jī)與應(yīng)用，2012，31（21）： 56-59.

[3]劉洺辛，李靜，金濤.基于隸屬函數(shù)的改進(jìn)Grid_P2P資源檢索算法的研究[J].燕山大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，36（4）：340-347.

[4]Sanjay K.Dhurandher，Sudip Misra，Puneet Pruthi，Shubham Singhal，Saurabh Aggarwal，lsaac Woungang.Using bee algorithm for peer-to-peer file searching in mobile ad hoc networks[C]//Journal of Network and Computer Applications，2010，34（5）：1498-1508.

[責(zé)任編輯：龐修平]