CN102611718B - 一个节点域支撑多个资源域的资源查找方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一个节点域支撑多个资源域的资源查找方法，该方法包括：采用资源域和节点域相分离的域划分方式，一个节点域对应一个或多个资源域；资源的标识和节点的标识方式为：资源的标识＝资源域ID+资源ID；节点的标识＝节点域ID+节点ID；基于所述资源的标识和节点的标识进行资源查找。本发明还公开了一种一个节点域支撑多个资源域的资源查找系统，资源查找单元用于在采用资源域和节点域相分离的域划分方式情况下，基于资源的标识和节点的标识进行资源查找；资源的标识＝资源域ID+资源ID；节点的标识＝节点域ID+节点ID。采用本发明的方法及系统，基于分离的DHT架构，便于备份，节点负载分担均衡，从而利于资源查找。
Description
技术领域
本发明涉及多域的分布式哈希表(DHT)算法中的资源查找技术，尤其涉及一种一个节点域支撑多个资源域的资源查找方法及系统。
背景技术
DHT网络是点对点(P2P)网络的一种实现技术。它采用分布式的散列表技术来实现资源的存储与查找。在多域的DHT叠加网中，域的划分是将整个P2P网络分成多个域，每个域都由唯一的域标识(ID)来标识。在同一个域当中的节点都有相同的域ID，所有的节点都由唯一的节点ID标识。多域P2P网络中，资源标识也携带域ID，表示属于哪个域，每个资源都有一个资源ID来唯一标识。这样，资源和节点的标识方式分别为：
资源的标识＝域ID+资源ID；
节点的标识＝域ID+节点ID；
可见，节点和资源都带有域ID，节点标识中的域ID和资源标识的域ID是相同的，也就是说，不仅节点标识中的域ID和资源标识的域ID的长度是一样的，而且二者所各自代表的信息也是相同的。如图1所示，多域的DHT叠加网中有三个域，域名分别为dom-a.com.cn，dom-b.com.cn，dom-c.com.cn，这三个域的域ID分别为0103，0101，0102。每个域的资源，标识的前部分为域ID，则资源X的标识方式为：域ID(0101)+资源ID(13XX)；每个域的节点，标识的前部分也为域ID，则节点M的标识方式为：域(0101)+节点ID(22XX)。
资源查找时，先比较该资源的标识中的域ID和本节点的标识中的域ID是否相等，如果相等则认为所查找的该资源为本域的资源，则在本域中查找该资源；如果不相等，则认为所查找的该资源为其他域的资源，就将查找资源请求消息路由到域ID所指的域中，再进行域内查找，最终查找到该资源。下面结合图2举例说明资源查找的过程。这里需要指出的是，图2中的Fetch Key是指查找关键字。节点需要根据Fetch Key查找路由表进行路由转发。
有三个域，域ID分别为0101，0102和0103。当客户端(Client)A在域0101的K节点处查找资源的标识为0101-22XX的资源时，根据域ID发现是在本域(因为资源域ID和本域ID相等，都为0101)，于是在把查找资源请求消息路由到本域中存储资源的节点M，如图2所示。ClientB在域0102中L节点处要查找资源的标识为0103-22XX的资源时，发现是在域0103中，于是通过路由表知道可通过P点链接到0103域(资源域ID和0103域ID相等)，于是L节点将查找资源请求消息路由到P节点，P节点发现资源是在本域，于是最终将查找资源请求消息路由到保存此资源的节点N处，路径如图2所示。
以上这种多域的DHT叠加网架构，网络规划部署很不灵活，不能根据域的规模进行合理的域规划。比如，某运营商域中刚开始搭建网络时，用户数据资源非常小，那么其域中的节点数量也不多。这时，如果规划成一个叠加网域，系统的备份效果不好，并且P2P的优势也体现不出来。比如说，图1中的三个域，用户数据非常少，需要的规模也很小，每个域只要两三个节点。这时，如果仍然每个域独立，则系统的备份比较困难了，另外一个节点宕机了，域中其它节点负载会很大的。总之，采用现有多域DHT叠加网的域划分方式，会存在上述备份和节点负载分担效果不好的问题，都不利于资源查找。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种一个节点域支撑多个资源域的资源查找方法及系统，基于分离的DHT架构，便于备份，节点负载分担均衡，从而利于资源查找。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一个节点域支撑多个资源域的资源查找方法，该方法包括：
采用资源域和节点域相分离的域划分方式，一个节点域对应一个或多个资源域；资源的标识和节点的标识方式分别为：资源的标识＝资源域ID+资源ID；节点的标识＝节点域ID+节点ID；基于所述资源的标识和节点的标识进行资源查找。
其中，基于所述资源的标识和所述节点的标识进行资源查找具体包括：将要查找的资源的资源域ID与叠加网中各个节点的节点域ID进行前缀最长匹配，如果符合前缀最长匹配的节点域是本节点的域，则在本节点域内查找匹配的资源；否则，在符合前缀最长匹配的域外节点所在的节点域查找匹配的资源。
其中，所述资源ID和所述节点ID的长度相等且固定。
其中，所述资源域ID和所述节点域ID都是变长的。
其中，所述资源域ID和所述节点域ID的长度相等，或者资源域ID比节点域ID长，并且节点域ID为资源域ID的前缀。
一个节点域支撑多个资源域的资源查找系统，该系统包括：资源查找单元，用于在采用资源域和节点域相分离的域划分方式情况下，基于资源的标识和节点的标识进行资源查找；其中，一个节点域对应一个或多个资源域；资源的标识和节点的标识方式分别为：资源的标识＝资源域ID+资源ID；节点的标识＝节点域ID+节点ID。
其中，所述资源查找单元，进一步用于基于所述资源的标识和所述节点的标识进行资源查找时，将要查找的资源的资源域ID与叠加网中各个节点的节点域ID进行前缀最长匹配，如果符合前缀最长匹配的节点域是本节点的域，则在本节点域内查找匹配的资源；否则，在符合前缀最长匹配的域外节点所在的节点域查找匹配的资源。
其中，所述资源ID和所述节点ID的长度相等且固定。
其中，所述资源域ID和所述节点域ID都是变长的。
其中，所述资源域ID和所述节点域ID的长度相等，或者资源域ID比节点域ID长，并且节点域ID为资源域ID的前缀。
本发明采用资源域和节点域相分离的域划分方式，一个节点域对应一个或多个资源域；资源的标识和节点的标识方式分别为：资源的标识＝资源域ID+资源ID；节点的标识＝节点域ID+节点ID；基于所述资源的标识和节点的标识进行资源查找。
由于本发明在规划多域DHT叠加网时，对域的划分区别于现有技术单纯以域进行划分，而是将资源域和节点域分开，多个资源域对应一个节点域。从而如果某个资源域的资源数据比较少时，节点的数量也会非常少，可把多个资源域放到一个节点域中运行，这样就可以大大发挥P2P优势，便于备份，节点负载分担均衡，从而利于资源查找。
附图说明
图1为现有技术中多域DHT叠加网的系统架构示意图；
图2为现在技术中多域DHT叠加网中资源查找的示意图；
图3为本发明一个节点域对应多个资源域的分离DHT多域架构示意图；
图4为本发明实例一生成资源的标识的实现流程图；
图5为本发明实例二生成节点的标识的实现流程图；
图6为本发明一个节点域对应多个资源域的分离DHT多域中资源查找示意图；
图7为本发明一个节点域对应多个资源域的分离DHT多域中资源查找实现流程图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：采用资源域和节点域相分离的域划分方式，一个节点域对应一个或多个资源域；资源的标识和节点的标识方式分别为：资源的标识＝资源域ID+资源ID；节点的标识＝节点域ID+节点ID；基于所述资源的标识和节点的标识进行资源查找。
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。
一个节点域支撑多个资源域的资源查找方法，主要包括以下内容：
一、划分域时，采用资源域和节点域分离的域划分方式，也可称为分离DHT多域划分方式。一个节点域可以对应一个或多个资源域。
进一步的，就资源域而言，将整个P2P网络中的数据资源划分为若干资源域，资源域的划分按照地域位置来进行；地域划分所依据的地域位置信息可以是资源或用户所在的行政区域划分，或运营商区域划分等。整个P2P网络中的资源域划分以及资源域的数目可以根据实际情况来定。每个资源域有个域名，同时有唯一的标识(简称资源域ID)与之对应，多域DHT叠加网中有个域映射表，记录着域名与资源域ID对应关系。如图3中有五个资源域(用方框表示)，域名分别为dom-b.com.cn，dom-c.com.cn，dom-a.com.cn，dom-d.com.cn，dom-e.com.cn，对应的资源域ID分别为0101，0102，0103，020，030。进一步的，就节点域而言，将整个P2P网络中的节点划分成若干节点域，节点域的划分可以按照地域位置来进行，也可以不按地域位置。如图3中三个节点域(用圆圈表示)，每个节点域都有一个域ID，节点域ID分别为010，020，030。节点域与节点域之间采用全连接，域内可以采用不同的DHT算法，如One-hop，Pastry，Chord，Kad算法等等。
资源域和节点域相分离，多个资源域可以通过一个节点域来负责用户资源数据。如图3中域名为dom-b.com.cn、dom-a.com.cn、dom-c.com.cn三个资源域，由一个节点域(节点域ID为010)负责。
二、采用资源域和节点域分离的域划分方式时，对应的资源和节点的标识方式分别为：
资源的标识＝资源域ID+资源ID；
节点的标识＝节点域ID+节点ID；
进一步的，节点ID和资源ID的长度相等且固定，但资源域ID和节点域ID都是变长的。
资源域ID和节点域ID等长，或者资源域ID比节点域ID长，并且节点域ID是资源域ID的前缀。
三、基于上述资源和节点的标识方式进行资源查找。
进一步的，节点接收请求方发送的查找资源请求消息，查找资源请求消息中携带要查找资源的地域位置信息；基于上述资源和节点的标识方式进行资源查找时，将要查找的资源的资源域ID与多域DHT叠加网中各个节点的节点域ID进行前缀最长匹配，如果符合前缀最长匹配的节点域是本节点的域，则进行域内处理，查找匹配的资源；否则向查出的外域节点转发查找资源请求消息，在外域节点所在的节点域查找匹配的资源。
综上所述，采用本发明资源域和节点域相分离的分离DHT多域划分架构，使一个节点域中可以支撑多个资源域，这样，把多个资源域放到一个节点域中运行，就可以大大发挥P2P优势，能解决因域节点规模太小导致的备份及节点负载过大等问题，从而提供资源查找效率。比如，用户数据非常少，需要的规模也很小，每个域只要两、三个节点。这时，如果仍然每个域独立，则系统的备份比较困难了，另外一个节点宕机了，域中其它节点负载会很大的，采用本发明后就不存在这些问题。还有，当资源查找时，需要进行域间跳转，增加跳数，查找效率低，采用了本发明后，查询跳数减少，效率提高。
以下对本发明进行举例阐述。
在多域DHT叠加网中，将资源域和节点域相互分离的架构，这种架构可以灵活的布局，使得整个叠加网络的性能提高。
在整个多域DHT叠加网中，可以根据地理位置规划成多个资源域。比如，上海域，南京域，北京域等等。一个资源管理域可以只部署一个节点域，比如南京资源域可以部署在一个节点域，上海资源域也是一个节点域，等等。但是如果资源域中的资源(用户)非常少，部署的节点域的节点规模就不会大，那么为了使得域内备份，负载均衡，提高系统健壮性，可以把多个资源域放到一个节点域中，如图3所示。图3中，多个资源域布置一个节点域上，多个资源域对应一个节点域。资源域dom-b.com.cn的ID为0101，资源域dom-c.com.cn的ID为0102，资源域dom-a.com.cn的ID为0103，它们布置到一个ID为010的节点域上。在叠加网中，采用资源域和节点域分离的架构进行组网时，各个节点域之间都是相连接的。图3中的方框表示一个资源域，每一个资源域对应一个ID。图3中的圆圈表示一个节点域，每一个节点域都由若干个节点组成，且每一个节点域都有一个唯一的ID来标识。资源域和所在的节点域，这两个域的标识ID不是相等的，但它们可以进行前缀最长匹配。比如说，多个资源域部署到一个节点域，那么节点域的域ID一定可在资源域的域ID中实现前缀最长匹配，因为节点域ID是资源域ID的前缀。
实例一：生成资源的标识。
如图4所示，生成资源的标识的流程包括以下步骤：
步骤101、根据域名查找域名映射表，获取域名对应的资源域ID。
这里，比如，如图7中以Sip URI是abc@dom-b.com.cn为关键字，其域名为dom-b.com.cn，查找表1，获其资源域ID为0101。表1为域名映射表。
| 资源域名 | 资源域ID |
| dom-a.com.cn | 0103 |
| dom-b.com.cn | 0101 |
| dom-c.com.cn | 0102 |
| dom-d.com.cn | 020 |
| dom-e.com.cn | 030 |
表1
步骤102、根据关键标识(比如文件名、影片名等等)Hash出资源ID。
这里，比如，如图7中的Sip URI为abc@dom-c.com.cn，对abc进行哈希，获其资源ID为22131。
步骤103、连接资源域ID和资源ID，生成资源的标识。
这里，比如，如图7中的ip URI为abc@dom-c.com.cn的资源为010122131
实例二：生成节点的标识。
如图5所示，生成节点的标识的流程包括以下步骤：
步骤201、根据节点IP等信息哈希一个ID，如表2中节点B，ID为21021。然后在ID前面加上资源域ID截去节点域ID后剩余的部分。如节点，其节点域ID为010，资源域ID为0101，后以其节点ID为(1)21021。其中，“(1)即为资源域ID截去节点域ID后剩余的部分。表2为域内路由表。
| 节点域ID | 节点ID(假如6位) | 节点IP | 节点Port |
| 010 | (3)02131 | 10.1.10.2(节点C) | 4000 |
| 010 | (2)10122 | 10.2.10.3(节点A) | 4000 |
| 010 | (2)23101 | 10.2.13.4(节点E) | 4000 |
| 010 | (1)00213 | 10.4.10.8(节点D) | 4000 |
| 010 | (1)01123 | 10.6.10.34(节点F) | 4000 |
| 010 | (1)10211 | 10.7.10.8(节点G) | 4000 |
| 010 | (1)21021 | 10.7.23.5(节点B) | 4000 |
表2
步骤202、连接节点域ID和节点ID，生成节点的标识，如节点B的标识为010121021。
实例三：查找用户的资源数据。
在如图6所示的多域DHT叠加网中进行资源查找，在资源域和节点域分离的叠加网架构中，设一个用户查找域名为dom-b.com.cn域的资源数据，如abc@dom-b.com.cn。具体资源查找流程，如图7所示，包括以下步骤：
步骤301、Client A把资源abc@dom-b.com.cn，转化为资源的标识为010122131，再进行查找。
这里，转化过程为：Client A查找如表1所示的域名映射表，找出dom-b.com.cn对应的资源域ID为0101，“abc”计算出资源ID为22131，资源的标识为0101-22131。
进一步，Client A还可以直接用资源abc@dom-b.com.cn向节点B发送查找/存储/修改资源请求，由节点B查找如表1所示的域名映射表，再计算出资源ID，然后组成资源的标识。
步骤302、Client A向连接节点X发送查找/存储/修改资源请求，资源的标识为0101-22131。
步骤303、节点X(节点域ID为020)根据资源的标识0101-22131，在如表3所示的域外路由表中进行前缀最长匹配，找到前缀最长匹配到的节点域ID是010。不是本节点域ID，所以资源0101-22131所负责的资源数据不在本节点域中的节点上，是在外域。
| 节点域ID | 节点ID(假如6位) | 节点IP | 节点Port |
| 020 | 202131 | 15.6.19.3(节点X) | 4000 |
| 030 | 310122 | 36.2.35.95(节点Y) | 4000 |
| 010 | 100213 | 10.4.10.8(节点D) | 4000 |
表3
步骤304、节点把查找/存储/修改资源请求，转发到通过如表3所示的域外路由表查到的节点域010的连接节点D。
步骤305、节点D查找如表3所示的域外路由表找出前缀最长匹配的节点域ID，确定查找/存储/修改资源请求的目标(key＝010122131)在本节点域。
步骤306、按照域内采用的算法(如Chord或Pastry等)，最终查找/存储/修改资源请求路由到存储此资源的节点B。
步骤307、节点B根据key＝010122131读取/存储/修改资源数据。
步骤308～310、将响应消息返回给Client A。
一个节点域支撑多个资源域的资源查找系统，该系统包括：资源查找单元，资源查找单元用于在采用资源域和节点域相分离的域划分方式情况下，基于资源的标识和节点的标识进行资源查找；其中，一个节点域对应一个或多个资源域；资源的标识和节点的标识方式分别为：资源的标识＝资源域ID+资源ID；节点的标识＝节点域ID+节点ID。
这里，资源查找单元进一步用于基于所述资源的标识和所述节点的标识进行资源查找时，将要查找的资源的资源域ID与叠加网中各个节点的节点域ID进行前缀最长匹配，如果符合前缀最长匹配的节点域是本节点的域，则在本节点域内查找匹配的资源；否则，在符合前缀最长匹配的域外节点所在的节点域查找匹配的资源。
这里，所述资源ID和所述节点ID的长度相等且固定。
这里，所述资源域ID和所述节点域ID都是变长的。
这里，所述资源域ID和所述节点域ID的长度相等，或者资源域ID比节点域ID长，并且节点域ID为资源域ID的前缀。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一个节点域支撑多个资源域的资源查找方法，其特征在于，该方法包括：
采用资源域和节点域相分离的域划分方式，一个节点域对应一个或多个资源域；资源的标识和节点的标识方式分别为：资源的标识＝资源域ID+资源ID；节点的标识＝节点域ID+节点ID；基于所述资源的标识和节点的标识，将要查找的资源的资源域ID与叠加网中各个节点的节点域ID进行前缀最长匹配完成资源查找；
其中，所述资源域ID比所述节点域ID长，并且节点域ID为资源域ID的前缀。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将要查找的资源的资源域ID与叠加网中各个节点的节点域ID进行前缀最长匹配完成资源查找具体包括：如果符合前缀最长匹配的节点域是本节点的域，则在本节点域内查找匹配的资源；否则，在符合前缀最长匹配的域外节点所在的节点域查找匹配的资源。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述资源ID和所述节点ID的长度相等且固定。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述资源域ID和所述节点域ID都是变长的。
5.一个节点域支撑多个资源域的资源查找系统，其特征在于，该系统包括：资源查找单元，用于在采用资源域和节点域相分离的域划分方式情况下，基于资源的标识和节点的标识，将要查找的资源的资源域ID与叠加网中各个节点的节点域ID进行前缀最长匹配完成资源查找；其中，一个节点域对应一个或多个资源域；资源的标识和节点的标识方式分别为：资源的标识＝资源域ID+资源ID；节点的标识＝节点域ID+节点ID；所述资源域ID比所述节点域ID长，并且节点域ID为资源域ID的前缀。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述资源查找单元，进一步用于如果符合前缀最长匹配的节点域是本节点的域，则在本节点域内查找匹配的资源；否则，在符合前缀最长匹配的域外节点所在的节点域查找匹配的资源。
7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述资源ID和所述节点ID的长度相等且固定。
8.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述资源域ID和所述节点域ID都是变长的。
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