基于带超级节点P2P网络结构的数据一致性研究

论文摘要

随着P2P网络的不断发展,用户对P2P网络中资源的有效性、即时性及传输效率都有了更高的要求。在P2P网络中,数据复制是提高分布式系统中资源可用性、可靠性、传输效率的一项关键技术,然而传统创建副本的方式是静态的,随着用户对资源要求的提高,研究如何有效地对动态更新的副本资源进行数据一致性的有效管理就显的非常重要。这种一致性不但要保证强一致性还要满足一致性更新速度快的要求。本文在深入了解目前在副本创建和一致性管理策略研究的基础上,通过分析比较当前存在的问题,结合已有优秀的研究成果,利用P2P混合结构提出一种基于超级节点P2P网络副本索引树的维护方案,该方案以不同资源的类型为单元,将每个资源的超级节点的索引组织成一棵二叉树以便一致性维护。在这基础上还对此方案的健壮性和容错能力进行了进一步研究。最后通过仿真对该方案进行了性能的比较。结果表明在高度动态的P2P网络,该方案完全可行,一致性更新所需消息个数是副本个数的线性个数,且对网络中的存在的副本能够最大限度地实现一致性更新。另外,仿真结果表明,使用RITCM算法构造的超级节点索引树,其更新延时代价是最小的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究背景和国内外研究现状
• 1.2.1 集中式拓扑中的一致性研究
• 1.2.2 结构化拓扑的一致性研究
• 1.2.3 非结构化拓扑一致性研究
• 1.3 论文研究工作
• 1.4 研究的意义与目的
• 1.5 文章结构安排
• 1.6 本章小结
• 第二章 P2P网络和副本一致性概述
• 2.1 P2P网络的拓扑结构
• 2.1.1 中心化拓扑
• 2.1.2 全分布式结构化拓扑
• 2.1.3 全分布非结构化拓扑
• 2.1.4 半分布式拓扑
• 2.2 P2P技术的特点
• 2.3 P2P系统中的数据管理
• 2.3.1 P2P数据检索
• 2.3.2 P2P事务管理研究
• 2.3.3 P2P副本技术
• 2.3.4 P2P数据一致性
• 2.3.5 P2P安全性管理
• 2.4 副本一致性
• 2.4.1 副本一致性的标准
• 2.4.2 一致性标准的比较与选择
• 2.4.3 更新传播
• 2.5 P2P网络中副本一致性问题和RITCM算法的提出
• 2.5.1 P2P网络中副本一致性问题的产生
• 2.5.2 基于超级节点副本索引树一致性更新算法的提出
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于超级节点副本索引树的一致性更新算法
• 3.1 RITCM算法适用的网络拓扑结构
• 3.2 RITCM算法
• 3.2.1 问题的描述和相关定义
• 3.2.2 超级节点层的路由方式
• 3.2.3 超级节点的选择
• 3.2.4 超级节点数据结构
• 3.2.5 超级节点副本索引树的建立过程
• 3.2.6 副本节点加入
• 3.2.7 超级节点副本索引树的维护
• 3.2.8 一致性的维护过程
• 3.2.9 副本节点退出
• 3.3 RITCM系统健壮性增强策略
• 3.3.1 备用超级节点的提出
• 3.3.2 主超级节点和备用超级节点的通信
• 3.3.3 备用超级节点升级为主超级节点的过程
• 3.4 RITCM算法一致性更新的容错控制
• 3.4.1 一致性更新中的冲突典型案例
• 3.4.2 多种情况下的容错控制方法
• 3.5 RITCM算法理论分析
• 3.5.1 性能分析
• 3.5.2 健壮性分析
• 3.6 RITCM算法和基于带超级节点P2P网络结构结合的优点
• 3.7 和其他一致性维护方法的主要区别
• 3.8 本章小结
• 第四章 仿真结果及分析
• 4.1 仿真目的
• 4.2 仿真方法
• 4.3 仿真工具及实现
• 4.3.1 PeerSim介绍
• 4.3.2 power-law介绍
• 4.3.3 仿真实现
• 4.4 仿真分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间主要的研究成果