混合p2p网络中基于资源特性的搜索机制研究

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1、第1章绪论哪⋯络，．◆臻P2P覆盖网络粤-o≮～～、了一一、，二．，／“∞n譬”一··‘‘凰一皂，{凰／‘^，．＼物理网络图l。lP2P覆盖网络P2P网络使得网络资源被充分共享与使用，同C／S模式相比，应用中心从单一服务器分散到每一个节点上，对Intemet网络有很好的适应性[2】。P2P网络大致具有以下特点[1，2]：(1)节点地位平等P2P网络又称对等网络【1】，顾名思义是指网络中的节点地位对等。传统C／S模式中，服务器和客户端的地位是不对等的，服务器处于主导地位，所有服务均由服务器提供，客户端主动向服务器连接请求服务，许多用户由

2、于服务器带宽的限制得不到服务[2】。而P2P网络中不再由服务器端单独提供服务，普通节点也可以提供服务，所有成员在功能、地位上都是平等的，每个节点想采取什么样的行为与其他节点交换什么信息，由本身决定，谁也没有控制谁的特权【1]，这种平等性使得网络中的用户能够平等的享受服务，在享受服务的同时也为别人提供服务，充分挖掘了网络节点的潜力，增进了节点间的信息交流，充分利用了网络带宽。(2)资源共享与冗余由于P2P网络节点的自由性，每个节点可以为别人共享资源，这就大大增加了网络中的资源总数，而传统C／S只能有服务器提供资源共享，相比C／S模式，P

3、2P网络的资源数以指数量级增长[4】。每个节点都可以是一个提供资源共享的服务器，别的节点可以请求并下载这些共享资源，每个节点都可以相互交流资源信息，这就使得同一资源在网络中会存在多个备份，有很大的冗余度[5】。资源的·2。第l章绪论冗余度同资源的热门程度相关，越热门的资源在网络中被请求的越多，因而备份数会越多[2】。资源的冗余使得一个网络用户可以向多个用户请求同一个资源，并同时从多个用户获取数据，这样便加快了数据下载速度[4]。(3)动态性与可扩展性P2P网络节点的行为取决于底层网络的特性，Irltemet网络、无线网络用户都具有较大

4、的动态性[2]，因而动态性也是P2P网络的重要特点。P2P网络中节点的加入与离开比较频繁，以结构化形式组织P2P网络节点会付出较大的代价，而以自适应、松散耦合方式来组织P2P网络则有较大优势[1】。网络的可扩展性(scalabili够)【5]是指当网络节点增加时，每个节点能够承载由此带来的负载，是否需要增加额外的设备来接纳新加入的节点。C／S模式的主要缺点就是可扩展性差，当网络节点数增加时，服务器的负载便线性增加，即使是服务器的性能再好，但都有一个极限，无法应付网络规模的不断膨胀[2】。而P2P网络则具有较好的可扩展性，当网络节点增加

5、时，随之带来的通信开销由其他节点同时分担，所以每个节点增加的负载不会很大，当网络规模增加时，P2P网络也不需要增加额外的设备【2】。(4)容错性网络的容错性【5】往往同拓扑结构相关，拓扑组织越严格，容错性相对较差【1】。P2P网络容错性可以从两个方面来分析，一是克服了单点失效【l】，C／S模式中服务器是整个系统的瓶颈，服务器的失效会导致整个系统的失效，因而C／S模式系统的容错性较差，而P2P网络取消或者弱化了服务器，网络便不存在关键中心节点，避免了单点失效。二是资源完整性与可利用性[5】。因为P2P网络有冗余性[2】，所以当一个资源节

6、点失效时，网络还是可以提供服务，不至于资源的完全丢失，普通C倍采用备份服务器数据的方式来保证数据的完整性和可利用性，而P2P网络不需要额外的备份开销。P2P网络的应用主要包括[2】：资源共享下载、流媒体应用、实时通信与网络游戏、搜索引擎、协同工作、分布式计算、分布式存储等。(1)资源共享下载信息资源共享一直是网络技术发展的重要推动力，也是P2P网络最典型的应用[4】。P2P技术使得网络带宽被充分利用，文件下载速度较C／S模式得到明显提升。继Napster[3】之后，出现了多种基于不同结构的文件共享P2P网络，几乎每一种都得到了广泛的应

7、用。BT[6】等软件都采用了P2P技术实现资源共享与快速下载。·3。第1章绪论(2)流媒体应用传统的C／S结构在提供多媒体服务时，受网络带宽的限制，可以承受的用户很有限【2】。例如服务器拥有10M带宽，每个服务需要250K带宽，则普通C／S模式只能同时为40个用户服务，而利用了P2P技术，可以同时为上万个用户提供服务[7】。现有的多媒体软件如PPLiVe[7】、PPStre锄[8】、Sopcast[9]等等都利用P2P技术提高了服务性能。(3)实时通信与网络游戏实时通信也是P2P网络的重要应用[2】，例如QQ[10】、MSN[11】等

8、即时通信工具，虽然目前的应用都有中央服务器，但是服务器只是用于用户认证，一旦认证通过，以后的信息交流则通过节点间的互连直接通信【10，11】。许多网络游戏也利用P2P技术来提高服务器的承载人数，每个游戏用户成为一个对等节