gnutella网络搜索与复制策略的改进

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1、第1章引言1．1课题背景，研究现状与意义1．1．1课题背景P2P是一种网络模型，在这种网络中所有的节点是对等的(称为对等点)，各节点具有相同的责任与能力并协同完成任务。P2P在商业上的应用主要有文件共享、边界服务、分布式计算等。⋯文件共享应用中，每个对等的节点都提供文件内容的共享，同时也可以在整个点对点网络中检索获得其他的节点上存储的资源。这类系统可以分为三类：结构化P2P系统，松散结构化P2P系统，非结构化P2P系统。非结构化P2P系统的特点是文件的发布和网络拓扑松散相关。该类系统包括Napster，KaZaA，Morpheus，Gnutella等。ⅢG

2、nutella网络是非结构化p2p系统的典型代表。Gnutella网络是一种完全的分布式信息共享技术，是无等级结构的网络。每个Gnutella网络节点在作为服务器端的同时也是客户端，不但可以将希望与他人共享的文件放在网络当中，与他人共享，也可以方便地定义要寻找的文件。P2p的文件共享系统包含两个主要方面：资源的查找和资源的复制。作为无中心，无结构的Gnute儿a的网络，资源的查找采用泛洪的方式。““资源的复制策略则是利用资源查找的结果，在源节点与目的节点之间直接建立TcP连接，然后进行文件传输。Gnutella网络的优势有以下几点：网络资源丰富，资源的高冗

3、余度和无中心服务器，使Gnutella网络有很强的容错性和鲁棒性。Gnutella的网络缺点在于带宽占用过多，可扩展性不高和安全性低。其中带宽占用高与扩展性低的原因在于Gnutella协议所采用的flooding方式的资源查询方式。由于没有一个控制服务中心，Gnutella网络只能通过flooding的方式进行资源定位，采用TTL抑制广播风波的产生。研究表明，现在p2p的查询包已经给网络带来很大的负载和带宽占用。1。已经有许多研究致力于优化Gnutella网络的资源定位协议并取得了一定的效果[16】(1B][17】oP2p对网络带来的负载另一方面表现在数据

4、复制方面。在查找到资源后，用第．1．页第l章引言户就会在源节点和目的节点之间建立TcP连接进行数据的传输，使用的是HTTP协议。从另一个角度看，源节点扮演了一个文件服务器的脚色，在有多点对同一源进行下载时，就会给源节点带来沉重负担。进一步，从IsP的角度，提供给普通用户的线路被用来提供大量的数据传输业务，也给网络设备带来沉重负担。现在流行的BitTorrent的应用已经表明了这一点。作为p2p应用的BitTorrent，由于其过高的带宽占用，已被许多IsP采取措施限制甚至封禁。所以，如何减少gnutella网络中冗余的查询消息，如何提高gnutella网路

5、的查询效率，如何减少资源复制给网络带来的沉重负担成为gnutella进一步发展的关键问题，这也是目前gnutella网络方面研究的重点。1．1．2国内外研究现状目前，对于Gnutella的研究主要是几种在如何减少过多的定为查询消息，提高查询效率上，主要提出了几个方面的改进：1)变广播为多播，这主要包括li曲tfloat，迭带深入法，本地路由法等，2)利用酗utella网络的小世界分布特性，如最大聚集度优先法等，3)利用提高网络中资源的分布数目及分布范围来提高查询效率，典型的就是基于预先多复制的查找算法。有些算法提出了通过对gnutella网络中节点连接进行

6、有选择的取舍，提出了印utella网络连接管理策略，提高了印utella网络的鲁棒性。“”o”1．1．3问题的提出目前的研究致力于减少资源查找的带来的网络负载，提高查询的效率。但是，许多现有的研究都是在利用高效的缓存的信息来指导查询消息的转发路径选择“⋯。例如本地索引法，最高聚集度优先法等算法，在节点缓存了大量的邻居节点的信息，在查询时，同样的查询趋于转发到同样的邻居节点；再如本地路由法等算法，更是利用节点在已完成的查询中的命中查询的信息，利用高速缓存的策略，将新来的查询高效的转发到已经查询到结果的节点上去。这样，这些节点就很可能不断的收到查询和复制的请求

7、，最终导致节点不堪重负。目前，对于如何将gnutella网络中的查询和以此带来的复制的请求均衡的分布到网络中负载能力较强的节点，提高网络的负载均衡方面的研究还不多。而Gnutella网络作为纯的p2p的网络，网络中的节点完全处于自发状态，其节点第．2．页第l章引言户就会在源节点和目的节点之间建立TcP连接进行数据的传输，使用的是}lTTP协议。从月一个角度看，源节点扮演了一个文件服务器的脚色，在有多点对同一源进行下载时，就会给源节点带来沉重负担。进一步，从IsP的角度，提供给普通用户的线路被用来提供大量的数据传输业务，也给网络设各带来沉重负担。现在流行的B

8、itTorrent的应用已经表明了这一点。作为p2p应用的B1tT