[發明專利]基于節點臨近度估計的對等網絡資源搜索優化方法

有效

• 申請號: 201310431043.0
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103701846A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 肖甫;是晨航;王汝傳;韓志杰;王少輝
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

1.一種基于節點臨近度估計的對等網絡資源搜索優化方法，其特征在于：當節點加入P2P網絡后進行資源搜索時，利用節點臨近度估計值的計算方法，選擇本地群組內部資源或者物理距離較接近的資源節點，降低在域間或骨干網絡上產生的不必要流量，促進P2P流量優化；主要用于解決P2P網絡邏輯拓撲與物理拓撲失配、節點異構問題，其具體步驟如下：

步驟1.初始時刻，構建P2P網絡，設置超級節點；

步驟2.普通節點基于節點臨近度估計加入到P2P網絡中相應的群組；

步驟3.普通節點向所在群組的超級節點發送數據資源搜索請求；

步驟4.超級節點接收到搜索請求后首先查詢本地索引資源列表，在本群組內進行搜索，如果查詢到本群組內有符合條件的資源，則直接向查詢節點發送請求響應,即發送擁有該資源的節點信息；

步驟5.若本群組內尚未發現符合條件的資源，則超級節點在上層主干網上發起搜索請求；由于上層主干網是一個由超級節點組成的自適應的P2P網絡，同時也是一個由移動代理組成的P2P網絡，根據移動代理的自主性、協作性、移動性和智能性等特征，該超級節點中的移動代理會通過與鄰居超級節點或鄰近超級節點的移動代理之間進行信息交互，來進行P2P路由；

步驟6.規定一個最長查找時間T，如果在時間T內未找到符合條件的資源，則超級節點向查詢節點發送數據資源搜索失敗的消息，如果在時間T內查找到了符合條件的資源，若資源數目為1，則直接向查詢節點發送擁有該資源的節點信息，若資源數目大于等于2，就利用節點臨近度估計值的計算方法，將查詢節點與這些資源節點的臨近度分別進行計算，比較得出一個物理距離最接近的資源節點，發送給查詢節點；

步驟7.普通查詢節點收到超級節點的響應后，便向目標資源節點發起連接請求，資源搜索過程結束。

2.根據權利要求1所述的基于節點臨近度估計的對等網絡資源搜索優化方法，其特征在于，步驟2普通節點基于節點臨近度估計加入到P2P網絡中相應群組的具體過程為：

1).普通節點隨機選擇一個超級節點M并向它發送加入請求；

2).超級節點M收到加入請求后，不會立即進行回復，而是將請求加入節點與所有的超級節點通過節點臨近度估計值的計算方法進行計算，根據計算結果得到與請求加入節點物理地址臨近度的一個超級節點序列，與之物理地址最近的超級節點排在序列首部，后面依次類推；

3).在計算得出的超級節點序列中，選擇與請求加入節點物理地址最接近的超級節點N1，M通過移動代理和N1進行交互，查詢N1的群組中節點個數是否已滿，如果未滿，就讓超級節點N1所在群組做好接收該普通節點的準備，如果N1的群組已滿，就選擇與請求加入節點物理地址次接近的超級節點N2，再進行查詢，并依次類推，直到找到可以接收該普通節點的群組；

4).如果所有群組容量都達到了上限，則M向普通節點回復請求加入失敗，否則，M向普通節點發送能夠接收它并且與它物理地址相對較近的超級節點N，指示它向該超級節點發送加入請求；

5).普通節點收到回復后，重新向由M發送過來的超級節點N發送加入請求；

6).超級節點N向普通節點回復允許加入的消息，保存新加入節點的相關信息，將其所存放的數據資源記錄在自己的數據索引項，并使群組內節點個數加一。

3.根據權利要求1所述的基于節點臨近度估計的對等網絡資源搜索優化方法，其特征在于，步驟6中節點臨近度估計值的計算方法具體如下：

①為了估算節點A和節點B物理地址的臨近度，首先通過查詢得出A、B的域名解析服務器列表I_a和I_b，假設I_a＝{S₁,S₂,…,S_i,…,S_m}，其中S₁,S₂,…S_i,…S_m代表I_a中不同的域名解析服務器，1,2,…i,…,m分別是不同域名解析服務器的標號且有1≤i≤m，i,m∈N⁺，N⁺為正整數，I_b＝{K₁,K₂,…K_j,…K_n}，其中K₁,K₂,…K_j,…K_n代表I_b中不同的域名解析服務器，1,2,…j,…,n分別是不同域名解析服務器的標號且有1≤j≤n，j,n∈N⁺，N⁺為正整數；對于I_a和I_b中任意的域名解析服務器，即其中S_i代表I_a中標號為i的域名解析服務器，K_j代表I_b中標號為j的域名解析服務器，在現實環境中可能會存在A、B的域名解析服務器列表I_a和I_b中同時具有相同服務器的情況，即能夠使得S_i∈I_a,K_j∈I_b且S_i＝K_j，其中i,j為域名解析服務器的標號，S_i為I_a中標號為i的域名解析服務器，K_j為I_b中標號為j的域名解析服務器，根據A、B的域名解析服務器列表I_a和I_b可以得到A、B兩節點的頻率圖，用二元組表示為：

F_A＝＜(S₁,1/m),(S₂,1/m),…(S_i,1/m),…,(S_m,1/m)＞

F_B＝＜(K₁,1/n),(K₂,1/n),…(K_j,1/n),…,(K_n,1/n)＞

②根據以上二元組可以作出A、B兩節點的頻率圖(u_a,i)i∈I_a和(u_b,i)i∈I_b，橫坐標為域名解析服務器，縱坐標為所占頻率，由余弦相似度的計算公式

similarity=cos(θ)=AB||A||||B||]]>

把向量a＝(u_a,i)和向量b＝(u_b,i)代入上式中的A和B，就得到節點A和B的相似度為：

cos_sim(a,b)=Σi∈Ia(ua,iub,i)Σi∈Iaua,i2Σi∈Ibub,i2]]>

其中，分子中的i∈I_a也可變為i∈I_b，不影響最后的計算結果；

③得出計算結果后，如果節點A和節點B的相似度cos_sim(a,b)接近1，表明兩節點的臨近度估計值較高，即兩節點的物理地址比較接近；如果節點A和節點B的相似度cos_sim(a,b)接近0，表明兩節點的臨近度估計值較低，即兩節點的物理地址相距甚遠。