CN101645924A - 一种p2p系统中的合作节点选择方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种P2P系统中的合作节点选择方法。在该方法中，节点将根据自身的服务能力选择合作节点，从而对自身在系统中的位置进行自适应调整，并最终形成层状分发结构：首先，节点周期性地监测自身的服务能力，并评估服务能力的级别；接着节点根据自身的服务能力选择合作节点，从而对自身在系统中的位置进行自适应调整，数据沿着层状结构，从数据服务器逐级传送至系统中的各个节点。该方法能够将数据尽快地分发到系统中的所有节点，从而降低系统传输延迟，并加强节点的协作性。
Description
技术领域
本发明涉及计算机网络领域，更具体地，本发明涉及一种P2P系统中的合作节点选择方法。
背景技术
近年来，随着互联网的迅猛发展和普及，对等网络(Peer-to-Peer，简称P2P)技术迅速成为计算机界关注的热门话题，财富杂志更将P2P列为影响Internet未来的四项科技之一。
与传统的分布式系统相比，P2P技术具有无可比拟的优势。在P2P系统中，每个节点的地位都是对等的，既是资源获取者，也是资源提供者。通过充分利用用户节点提供的资源，P2P技术在可扩展性、容错性、资源利用率等方面都具有巨大的优势。同时，P2P技术也具有广阔的应用前景，资源共享、分布式计算、协同工作、即时通信等多个领域的P2P应用层出不穷。
在P2P系统中，所有节点以某种方法组织起来，共同构建了基于应用层的覆盖网。在应用层覆盖网中，每个节点都拥有众多的邻居节点，节点按照某种方法从中选择合作节点，并向这些节点请求所需要的数据。现有技术中一种常见的方法是随机选取，但是，在P2P系统中，节点间存在高度异构性，在存储能力、计算能力和服务能力等方面都存在很大的差异。而合作节点的随机选取方法几乎不考虑节点的异构性，因此无法到达较好的性能。
发明内容
为克服现有P2P系统中合作节点选取方法的种种缺陷，本发明提供一种基于服务能力的合作节点选择方法。在该方法中，节点将根据自身的服务能力选择合作节点，从而对自身在系统中的位置进行自适应调整，并最终形成层状分发结构：节点按照服务能力分属于不同的层次，且服务能力越高，离数据服务器就越近。数据沿着层状结构，从数据服务器逐级传送至系统中的各个节点。该方法能够将数据尽快地分发到系统中的所有节点，从而降低系统传输延迟，并加强节点的协作性。
为实现上述目的，本发明提出的P2P系统中的合作节点选择方法包括以下步骤：
1)服务能力分级：将节点的服务能力按照一定的度量参数分成多个级别，级别越高则服务能力越强，并指定数据服务器具有最高级别的服务能力。
2)当节点pr加入系统后，周期性地监测自身的服务能力，并评估服务能力的级别，假设自身的服务能力为sr；
3)当节点pr的缓冲区填充度超过预先设定的阈值(例如，50％～90％范围内的任意值。)后，周期性地检查是否存在服务能力低于sr的合作节点，如果存在，则将其设为节点pl，然后继续执行步骤4)；否则，方法结束；
4)节点pr查看邻居节点中是否存在服务能力为sr或高于sr的节点，如果存在，则将其设为节点ps，并询问其当前富余的服务能力，然后继续执行步骤5)；否则，方法结束；
5)如果节点ps拥有足够的富余服务能力，转而执行步骤7)；否则，继续执行步骤6)；
6)节点ps查看请求节点中是否存在服务能力低于sr的节点，如果存在，设其为p，向其发送“重定向”命令，将其请求重定向至节点pr，即节点pr替代了节点ps为节点p提供服务，并继续执行步骤7)；否则，方法结束；
7)节点pr将ps替代pl成为合作节点；
8)依次重复步骤3)～步骤7)，直至节点pr的合作节点的服务能力均不低于sr。
本发明的P2P系统中基于服务能力的合作节点选择方法的优点在于：通过本发明的应用，能够按照节点的服务能力对其在系统中的位置进行自适应调整，并最终形成层状分发结构。在该结构中，节点按照服务能力分属于不同的层次，且服务能力越高，离数据服务器就越近。数据沿着层状结构，从数据服务器逐级传送，使得数据能够尽快分发到系统中的所有节点，从而降低系统传输延迟，并加强节点的协作性。
附图说明
图1为本发明的采用基于服务能力的合作节点选择方法的P2P系统的架构示意图。
图2是本发明的P2P系统中基于服务能力的合作节点选择方法的流程图。
图3为本发明的采用基于服务能力的合作节点选择方法的P2P系统的一具体应用场景示意图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明提出的P2P系统中基于服务能力的合作节点选择方法进行详细说明。
图1为采用基于服务能力的合作节点选择方法的P2P系统的架构。如图1所示，在系统中，部署一数据服务器，所有节点则形成层状结构。数据沿着层状结构，从数据服务器逐级传送至系统中的各个节点。图中实线箭头表示系统中的数据流。
图2是本发明的P2P系统中基于服务能力的合作节点选择方法的流程图。如图2所示，本发明的P2P系统中基于服务能力的合作节点选择方法，包括如下步骤：
1)服务能力分级：将节点的服务能力按照一定的度量参数分成多个级别，级别越高则服务能力越强，并指定数据服务器具有最高级别的服务能力。
在该系统中，可以以上行带宽或传输延迟以及丢包率等作为服务能力的度量参数。例如，以上行带宽作为服务能力的度量参数，将节点的服务能力分成13个级别，其对应关系如下表所示：
| 上行带宽u | 服务能力级别 |
| u≤25kbps | 1 |
| 25kbps＜u≤50kbps | 2 |
| 50kbps＜u≤75kbps | 3 |
| 75kbps＜u≤100kbps | 4 |
| 100kbps＜u≤125kbps | 5 |
| 125kbps＜u≤150kbps | 6 |
| 150kbps＜u≤200kbps | 7 |
| 200kbps＜u≤250kbps | 8 |
| 250kbps＜u≤500kbps | 9 |
| 500kbps＜u≤750kbps | 10 |
| 750kbps＜u≤1Mbps | 11 |
| 1Mbps＜u≤5Mbps | 12 |
| 5Mbps＜u | 13 |
并且，指定数据服务器的服务能力为13级。
2)当节点pr加入系统后，周期性地监测自身的服务能力，并评估服务能力的级别，假设自身的服务能力为sr。
3)当节点pr的缓冲区填充度超过预先设定的阈值(例如取50％～90％间的任意值)后，周期性地检查是否存在服务能力低于sr的合作节点，如果存在，则将其设为节点pl，然后继续执行步骤4)；否则，方法结束。
4)节点pr查看邻居节点中是否存在服务能力为sr或高于sr的节点，如果存在，则将其设为节点ps，并询问其当前富余的服务能力，然后继续执行步骤5)；否则，方法结束。
5)如果节点ps拥有足够的富余服务能力，转而执行步骤7)；否则，继续执行步骤6)。
6)节点ps查看请求节点中是否存在服务能力低于sr的节点，如果存在，设其为p，向其发送“重定向”命令，将其请求重定向至节点pr，即节点pr替代了节点ps为节点p提供服务，并执行步骤7)；否则，方法结束。
7)节点pr将ps替代pl成为合作节点。
8)依次重复上述步骤3)～步骤7)，直至节点pr的合作节点的服务能力均不低于sr。
实施例：
下面通过一个具体例子，对本发明提供的P2P系统中基于服务能力的合作节点选择方法的步骤流程作进一步阐述。
图3是本发明的采用基于服务能力的合作节点选择方法的P2P系统的一具体应用场景示意图。如图3所示，例如，本发明提供的方法的一个具体应用场景如下：在本场景中具有下列设备：数据服务器以及节点1～8。其中，节点1～8的服务能力级别分别为：12，12，11，11，11，10，10，10。
假设此时节点9刚加入系统，下面描述节点9基于服务能力选择合作节点的过程步骤：
(1)节点9刚加入系统，随机选择了节点2、5、7、8作为自身邻居节点，并从中选择节点5与节点8作为合作节点，以请求所需要的数据；
(2)节点9周期性地监测自身的服务能力，发现上行带宽为800kbps，因此评估自身的服务能力级别为11级；
(3)当节点9的缓冲区填充度达到90％后，则查看自己的合作节点中是否存在服务能力低于11级的节点，因此找到节点8；
(4)节点9查看邻居节点中是否存在服务能力为11级高于11级的节点，结果发现节点2与节点5满足需求，从中选取节点2，并询问节点2的富余服务能力；
(5)节点2具有足够的富余服务能力，故节点9直接将节点2替代节点8成为合作节点。
综上所述，在P2P系统中基于服务能力选择合作节点，能够根据节点的服务能力对其在系统中的位置进行自适应调整，使得数据能够尽快分发到系统中的所有节点，从而降低系统传输延迟，并加强节点的协作性。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，并且在应用上可以延伸到其他的修改、变化、应用和实施例，同时认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和范围内。
Claims (3)
1、一种P2P系统中的合作节点选择方法，其特征在于，基于服务能力选择合作节点，从而对自身在系统中的位置进行自适应调整，具体包括以下步骤：
1)服务能力分级：将节点的服务能力按照一定的度量参数分成多个级别，级别越高则服务能力越强，并指定数据服务器具有最高级别的服务能力；
2)当节点pr加入系统后，周期性地监测自身的服务能力，并评估服务能力的级别，假设自身的服务能力为sr；
3)当节点pr的缓冲区填充度超过预先设定的阈值后，周期性地检查是否存在服务能力低于sr的合作节点，如果存在，则将其设为节点pl，然后继续执行步骤4)，否则，方法结束；
4)节点pr查看邻居节点中是否存在服务能力为sr或高于sr的节点，如果存在，则将其设为节点ps，并询问其当前富余的服务能力，然后继续执行步骤5)，否则，方法结束；
5)如果节点ps拥有足够的富余服务能力，转而执行步骤7)，否则，继续执行步骤6)；
6)节点ps查看请求节点中是否存在服务能力低于sr的节点，如果存在，设其为p，向其发送重定向命令，将其请求重定向至节点pr，节点pr替代节点ps为节点p提供服务，并继续执行步骤7)，否则，方法结束；
7)节点pr将ps替代pl成为合作节点；
8)依次重复步骤3)～步骤7)，直至节点pr的合作节点的服务能力均不低于sr。
2、如权利要求1所述的P2P系统中的合作节点选择方法，其特征在于，所述步骤1)中，服务能力的度量参数选取：上行带宽、传输延迟或者丢包率。
3、如权利要求1所述的P2P系统中的合作节点选择方法，其特征在于，所述步骤3)中，节点pr的缓冲区填充度的阈值根据系统要求确定，为50％～90％范围内的任意值。
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