P2P网络查找算法的研究及Chord算法的改进

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对等网络(自从1998年Napster诞生以来,在短短几年的时间里,对等网络(P2P,Peer-to-Peer)技术就已经从简单的文件共享迅速发展到诸如分布式计算、信息搜索以及即时通信等领域。P2P,Peer-to-Peer)技术以其天生的可扩展性和可靠性逐渐改变了现有的以C/S网络模型为核心的网络服务。特别是基于分布式哈希表(DHT,Distributed Hash Table)的完全分布式结构化P2P网络能够提供高的查找成功率,而且能够把路由跳数控制在一个有效的范围内,因此,近年来对以Chord、CAN、Pastry和Tapestry为代表的DHT网络的研究成为了一个热点。在目前的DHT网络模型中,Chord以其组网的简单性、算法可证明的正确性和优越的路由性能使得它获得了广泛的应用,但是传统的Chord网络的路由性能并不能完全满足高实时性的要求,而且Chord网络没有考虑到上层拓扑与底层物理网络之间的匹配,因而在路由过程中并不能获得很好的物理时延。为了能够提高Chord网络的路由性能,论文在分析传统Chord算法的基础上,提出了一种基于“邻居的邻居”Chord算法(NN-Chord,Neighbors’Neighbors Chord)以提高Chord的逻辑路由性能,该算法的核心是利用传统Chord网络中节点的指针表(Finger Table),通过获取指针表中的邻居节点所维护的指针表中的信息,从邻居节点指针表中选取一些满足特定条件的节点,构建一个具有更多邻居的路由表,在资源查找过程中,NN-Chord算法可以获得更加逼近目标资源的下一跳节点,因而能够有效缩短路由长度,而在路由表的构建以及维护上,只需要增加少量的开销。同时为了解决应用层网络拓扑与底层物理网络之间的匹配问题,论文的最后提出了一种改进型的NN-Chord算法(ANN-Chord,Advanced NN-Chord),在路由过程中,不仅考虑节点与目标资源的逻辑距离,同时考虑节点间的实际距离,通过对两者的权衡折衷,获得更好的物理时延。通过仿真和分析证明,本文提出的NN-Chord算法中查找的平均路由复杂度为O (log 4N ),而在Chord算法中平均路由复杂度为O (log N ),对比可知,在路由性能上NN-Chord算法相比Chord算法有明显的提升,而在ANN-Chord中引入了物理网络的匹配,仿真结果证明了该算法在路由的实际时延上有明显的改善。
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