非结构化对等网络Gnutella搜索机制的改进p5

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1、非结构化对等网络Gnutella搜索机制的改进摘要：本文介绍了非结构化对等网络Gnutella搜索机制的工作原理，分析其带來的可扩展性问题，提出一种动态拓扑调整的改进策略。仿真实验表明，该策略能够有效降低网络资源的消耗，优化节点问的负载均衡，进而提高网络的可扩展性和资源搜索效率。关键词：非结构化对等网络；Gnutella；搜索机制；拓扑调整InprovmentonGnutellaSearchingMechanisminUnstructedPeer-to-PeerNetworkAbstract:Thesearchingmechanis

2、mofGnutellaunstructedpeer-to-peernetworkanditsworkingprincipleareintroduced.Byanalyzingitspoorscalabilityproblem,thispaperproposesanewpolicywhichisusedtodynamicallyadjustthenetworktopology.Thesimulationresultsshowthatthepolicycaneffectivelyreducethenetworkresourcescons

3、umptionandoptimizetheload-balancebetweenpeers,andthenimprovethescalabilityofGnutellanetworkandtheefficiencyofresourcessearch・Keywords:unstructedPeer-to-PeerNetwork;Gnutella;searchingmechanism;topologyadjusting1引言构建高效的资源搜索机制是对等网络(Peer-to-Peer,P2P)研究的一个核心问®0Guntella网络作为非

4、结构化P2P的一个典型代表，它利用洪泛(flooding)机制来搜索网络资源。该搜索机制算法灵活、网络维护代价较小且能够很好地适应节点高度动态的P2P坏境，一直以来受到了广泛的关注。但随着网络规模的扩人，它造成了网络流量的急剧增加，导致一部分网络节点负载过重而失效，严重影响了网络的可扩展性和搜索查询的服务质量。本文在分析其缺陷的基础上，提出一种动态拓扑调整的改进策略，能够有效降低网络资源的消耗、优化节点间的负载均衡，进而提高网络的可扩展性和资源搜索的效率。2Gnutella网络搜索机制Gnutella网络中每一台联网的计算机既是客八

5、机又是服务器，因此被称为对等机。资源搜索通过在对等机间扩散消息得以实现。而对等机间的通信遵循一种工作于TCP协议或PPP协议之上的应用层协议。该协议主要由一组消息集和相应的通信规则集组成。消息集中的Ping消息和Pong消息用于确认Guntella网络中对等机间的相邻连接，一个收到Ping消息的对等机会响应一个或多个Pong消息，其中包括本机地址和能提供的共享信息；Query消息和QueryHit消息用于实现资源的搜索查询，Query消息包含搜索请求、指明搜索内容是关键字或是文件，如果对等机本地的共享信息与其收到的Query搜索内容

6、匹配，将会返回一个QueryHit消息，其中包括本机地址、端口号、传输速度、结果集及对等机标识符等；Push消息提供一种机制允许处于防火墙后的对等机向网络提供文件数据共亨。对等机遵循的主要通信规则如表1所示。Gnutella网络中进行资源搜索的工作原理山：一台对等机通过访问某特殊站点提供的主机缓存服务，获得一台活动对等机地址并与之建立连接，加入到Gnutella网络，接着它通过Ping、Pong消息确定更多相邻对等机。当需要进行资源搜索时，向所有活动的相邻对等机都发送一个Query消息，其他对等机在接收到该消息后，根据情况决定是否返

7、冋一个QueryHit消息。无论本地是否存在符合查询请求的内容，其他对等机都会继续转发该查询消息，直到消息的TTL（TimeofLife）值减为0。一旦定位了响应对等机，将与之建立TCP连接并通过HTTP协议下载文件。表1Gnutella网络中的通信规则CommunicationrulesintheGnutellanetwork规则类型描述广播对等机自身产生的消息，将向其所有相邻对等机进行广播转发每个对等机会向除消息来源Z外的所有相邻对等机转发接收到的消息（如Ping、Pong、Query、QueryHit等）丢弃在进行消息转发之前

8、，首先检查其是否先前已经被处理过，如果是，就丢弃该消息不再进行转发；否则，将消息的TTL值减1,Hops值加1。一旦TTL值变成了0,则丢弃该消息响应应答消息仅能沿转发对应广播消息的源路径被发送返冋，保证只有那些转发了广播消息的对等机