P2P搜索技术的研究及其应用

论文摘要

对等网（Peer-to-Peer,P2P）技术是当前计算机网络领域的一个研究热点。一方面,作为P2P技术的关键技术,搜索策略再次成为研究的热门领域。一个有效的搜索策略,是整个P2P网络系统性能的关键。另一方面,P2P的拓朴结构模型是系统组织整个网络的基本方式,一个简单而有效的组织方式是系统高效地工作所必不可少的,同时拓朴结构本身也对搜索策略有着至关重要的影响。因此,本文同时从这两方面着手对P2P搜索的技术进行研究。本文首先分析了现有的P2P网络的拓朴模型及相应的搜索算法的特点并指出了它们所存在的一些问题。根据图论中的连通支配集的理论和基于P2P网络所呈现的小世界特性和幂律特性,本文提出了一个改进的P2P网络拓朴模型。该拓朴模型是在半分布式模型基础上利用连通支配集的理论所提出的一个混合模型,能简单而又有效地组织P2P系统中的节点。模型中有网关节点,普通超点以及叶子节点三种。网关节点作为系统的转发节点,负责转发网络中查询请求和其他各种类型的消息。普通超点既管理一批叶子节点（最底层的对等点）,又连接着一个属于本节点的网关节点以实现对外的通信,在整个P2P通信过程中起着至关重要的作用。本文设计了一个与该拓朴模型相适应的非结构化的算法,即Spacds算法。该算法实现了在半分布式二层模型中的超级节点层中分离出了网关节点和普通超级节点（超点）,即前文提出的三层拓朴中的上面两层。同时,Spacds算法还是一个P2P搜索算法实现了P2P搜索的功能。通过详细的理论分析和严格的实验证明了这种算法在时间复杂度和空间复杂度方面的良好表现。与传统的几种有代表性的非结构化搜索算法相比,该算法不但产生较少的消息量,而且有着极高的节点覆盖率、命中率以及较快的响应时间,从而间接地论证了改进拓朴结构的优越性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 本文的研究背景
• 1.2 P2P搜索的国内外研究现状
• 1.3 本文的研究目的和意义
• 1.4 本文的主要工作和章节安排
• 1.5 本章小结
• 第二章 P2P网络拓朴模型和搜索技术
• 2.1 P2P网络拓朴模型分类
• 2.2 P2P搜索技术
• 2.3 小世界理论和幂律特性
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于连通支配集的拓朴模型
• 3.1 连通支配集
• 3.2 一种改进的P2P网络拓朴模型
• 3.3 基于连通支配集的转发机制
• 3.4 改进拓朴模型的Spacds搜索算法
• 3.5 本章小结
• 第四章 SPACDS搜索算法的设计
• 4.1 Spacds算法描述
• 4.2 算法的理论分析
• 4.3 算法关键实现代码
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统测试
• 5.1 测试平台
• 5.2 模拟和测试方法
• 5.3 实验系统介绍
• 5.4 测试结果分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 本文的主要贡献和创新
• 6.2 下一步的工作
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目
• 致谢