基于结构化P2P网络的负载均衡机制研究

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结构化P2P网络是一种分布式网络,由于用户对存储资源的需求存在不均衡性,以及各计算机的处理能力存在异构性,导致系统出现负载不均衡现象,进而引起单点失效、请求延迟、网络拥塞等性能问题,因此有效地解决结构化P2P网络的负载均衡问题,对网络性能的提升、服务质量的保证具有积极的意义。在结构化P2P网络中,结点的负载主要包括两部分:一部分是结点响应查询消息时产生的负载,称为请求负载(请求负载过载时出现“访问热点”);另一部分是结点转发其他结点查询消息带来的负载,称为路由负载(路由负载过载时出现“路由热点”)。现有的负载均衡机制研究主要只针对访问热点问题或路由热点问题进行单独探讨,基于此,本文以Chord为研究对象,综合考虑结构化P2P网络中请求负载均衡和路由负载均衡,提出一种动态创建相邻组和均衡组的混合式自适应负载均衡机制NBM (Neighbor group and Blance group Machanism)。NBM机制通过动态判断网络中存在的“热点”结点,分别将热点周围结点联合起来创建“相邻组”,并根据结点处理能力进一步划分“均衡组”。针对访问热点问题,采用基于复制技术的请求负载副本转移算法,该算法首先动态检测均衡组内结点负载情况,选取小组内最轻载结点构成副本环,将过载结点的副本转移到副本环上,并对副本进行动态管理。针对路由热点问题,采用基于入度调整策略的路由负载入度迁移算法,该算法通过相邻组内各结点之间进行入连接转移实现负载均衡,并在均衡组内和组间分别进行入度调整。最后,采用Peersim模拟器对本文提出的混合式自适应负载均衡机制NBM进行仿真实验。并从查询成功率、平均时延和系统的平均负载等方面对算法的负载均衡效果进行评价。从仿真结果可以看出,该机制在一定程度上改善了Chord中存在的“热点”问题,有效地减少负载增加导致查询失败的数量,很好地降低了“热点”问题带来的影响。
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