对等网络环境下发布%2f订阅系统路由机制的研究

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1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophyinEngineeringResearchonRoutingMechanismsofPublish/SubscribeSystemsinPeer-to-peerNetworksPh.D.Candidate：GaoShengMajor：ComputerSoftwareandTheorySupervisor：Prof.LiGuohuiHuazhongUniversityofSc

2、ienceandTechnologyWuhan，Hubei430074，P.R.ChinaJanuary，2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印

3、件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密□，在_____年解密后适用本授权书。不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学博士学位论文摘要在大规模的分布式网络中，发布/订阅系统模型是最重要的信息交互模型之一，也是分布式网络研究的一个热门领域。对等网络是分布式网络的一个重要实现形式，采用分散控制方式，满足了用户之间直接信息交互的需求。对等网络具有自组织性、去中心化、节点对等性和松耦合

4、性等特点特别符合发布/订阅系统在时间解耦、空间解耦和控制流解耦上的要求。相比传统的发布/订阅系统，基于对等网络的发布/订阅系统具有更强的扩展性、灵活性和自适应性，因此已成为现代大规模对等网络中信息交互模型的首选。基于对等网络的发布/订阅系统需要提供高效的订阅管理方式、路由策略和事件匹配策略，以及低延时、低带宽消耗的可靠事件转发。论文从结构化对等网络的特性出发，主要围绕结构化对等网络的发布/订阅系统的路由机制、订阅管理、事件匹配以及历史事件的检索等问题进行研究。首先研究基于汇聚节点的主题发布/订阅系统的动态路由策略，在Scribe基础上提出了一种增强型组

5、播树的发布/订阅系统模型：EScribe。EScribe引入布隆过滤器为每个节点维护它的Pastry叶子节点的订阅记录。节点借助其维护的Pastry叶子节点订阅记录，采用动态路由的方式选择订阅该主题的Pastry叶子节点作为路由下一跳节点，从而减小了组播树的规模、减少了助理节点个数以及冗余的事件传递。节点周期性地维护组播树，维护的时间间隔根据节点在组播树的层次的增加而相应地增长，从而降低了整个组播树的维护成本。其次提出了一种基于汇聚节点的内容发布/订阅系统模型：Marshmallow。Marshmallow利用Pastry覆盖网络的嵌入树提供了一种基于

6、汇聚节点的可靠的、低延时的、低带宽消耗的事件路由转发方法。另外，Marshmallow中提出的汇聚节点聚簇策略保证了在节点扰动的情况下，汇聚节点可以不间断地工作，并提供了获取历史事件的接口以增强系统的可用性。最后提出了一种基于生成树路由的内容发布/订阅模型：CSTPS。CSTPS在ChordI华中科技大学博士学位论文覆盖网络上提供基于生成树路由方式的内容分发服务模型。模型避免了基于汇聚节点路由所造成的节点负载不均衡问题。另外，CSTPS引入订阅聚集的概念，减少了订阅收集过程中的网络带宽消耗，并根据概率转发策略进行事件转发，降低了冗余事件转发的规模。关键

7、字：对等网络，发布/订阅系统，覆盖网络，分布式哈希表，订阅聚集，事件分发，组播树II华中科技大学博士学位论文AbstractInthelarge-scaledistributednetworks,Publish/Subscribesystemisoneofthemostimportantinformationcommunicationmodels.Asinformationsharingandnewsdisseminationflourish,Publish/Subscribesystemhasbecomethehotspotofresearchint

8、hedistributednetworks.Peer-to-peernetwork,which