CN103118113A - 一种对等网络及其网络资源定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明“一种对等网络及其网络资源定位方法”公开了一种对等网络，该网络包括由网络中资源节点与普通节点组成的区域网络、以及由网络中所有资源节点构成的资源网络；所述区域网络，根据所述资源节点和普通节点所处的地理位置划分而成，该网络可以帮助对等网络中的节点评估其他节点与该节点之间的相对距离；所述资源网络，由网络中所有资源节点构成，该网络集合了对等网络中所有资源节点的资源。本发明还同时公开了一种在该对等网络中基于节点异质性的网络资源定位方法，采用本发明的对等网络及其网络资源定位方法，可以快速定位且就近获得目标资源，同时还能够获得较高的网络传输性能。

Description

一种对等网络及其网络资源定位方法

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，具体涉及对等网络（Peer-to-Peer Network，简称P2P网络）及其网络资源定位方法。

背景技术

由于传统的“客户机/服务器”计算模型在应用中暴露出诸如服务器负担过重、应用系统难以扩展等问题，使得该计算模式已不能适应现代互联网发展的需要，所以P2P网络技术应时而生。P2P网络可以简单地定义为通过直接交换共享计算机资源或服务，P2P网络中的节点同时具有客户机和服务器的双重功能。在这种网络中所有的节点是对等的，各节点具有相同的责任与能力并协同完成任务。各节点之间通过直接互连实现资源的共享，无需依赖集中式服务器支持。P2P网络的特点是改变互联网现在的以大型网站为中心的状态，重返非中心化，并把权利交还给用户。

目前，基于分布式哈希表（DHT，Distributed Hash Table）和覆盖网络（Overlay Network）的第二代P2P网络已得到广泛的研究以及应用。但是，由于结构化P2P网络利用DHT构建其覆盖网络，没有过多地考虑底层物理拓扑结构。覆盖网络中的寻径是建立在逻辑概念之上的，由覆盖网络中的每一逻辑跳组成，根据各节点保存的路由信息，选择一条逻辑跳数最少的路径作为最优路径。但是，覆盖网络中逻辑最近的两个节点，往往在物理网络中并不最近，从而一条逻辑最近的路径也不可能是物理最近的路径。寻径在逻辑层与物理层上的性能差异使得P2P网络在资源定位以及传输过程中产生了大量的冗余流量。调查显示，近年来Internet流量中P2P应用所占据的比例已经达到60％，所以如何有效减低P2P应用所占流量而又不降低用户使用体验是当前亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种对等网络，可以快速定位且就近利用目标资源，同时能够有效减少网络在资源定位以及传输过程中产生的流量，从而显著提高网络的整体性能。

为达到上述目标，本发明的技术方案具体实现如下：

一种对等网络，包括由网络中资源节点和普通节点构成的区域网络、以及由网络中所有资源节点构成的资源网络；

所述区域网络，根据所述资源节点和普通节点所处的地理位置划分而成，该网络可以帮助对等网络中的节点评估其他节点与该节点之间的相对距离；

所述资源网络，由网络中所有资源节点构成，该网络集合了对等网络中所有资源节点共享的资源；

其中，所述资源节点和普通节点分别设置有对应所处地理位置的区域号。

其中，所述区域网络信息为区域号。

其中，所述资源节点，是指网络中共享了大量资源的节点，该类型节点一般也具有较长的在线时间、较好的处理能力以及较高的网络带宽，该类型节点包括部署在网络中的数据服务器等。

其中，所述普通节点，是指网络中除了资源节点以外的其他节点，该类型节点一般共享的资源较少，在线时间较短，处理性能以及网络带宽也较低。

其中，所述普通节点维护若干与自己在同一区域网络内其他资源节点以及普通节点的连接，这些节点被称为该普通节点的邻居节点。

其中，所述资源节点依据自己共享资源的主题以及语义相似度维护若干与自己主题相似的其他资源节点的连接，这些节点被称为该资源节点的朋友节点；同时，该资源节点也会维护若干与自己地理位置较近（包括本地区域网络与临近区域网络）的其他资源节点的连接，这些节点被称为该资源节点的邻居节点。

本发明的另一目标在于提供一种网络资源定位方法，可以快速定位就近的目标网络资源。

为达到上述目标，本发明的技术方案具体实现如下：

一种在上述的对等网络系统中实现网络资源定位方法，包括如下步骤：

步骤a：查询发起节点检查自己所属节点类型，若该节点为资源节点，则其执行步骤b；若该节点为普通节点，则其给自己所有邻居节点中的普通节点发送一条资源查询消息，收到该查询消息的普通节点执行步骤c，同时，查询发起节点也给自己所有邻居节点中的资源节点发送一条资源查询消息，该消息包含一个属性值：最多转发次数，该属性值用于控制查询消息最多被转发的次数，收到该查询消息的资源节点执行步骤d；

步骤b：资源节点首先构造一条资源查询消息，该消息包含一个属性值：最多转发次数，该属性值用于控制查询消息最多被转发的次数，然后该节点检查待查询资源是否与自己共享资源的主题相似，如果相似，则将新的查询消息发送给自己所有的朋友节点，如果不相似，则将该查询消息发送给自己所有的邻居节点，收到该查询消息的资源节点执行步骤d；

步骤c：普通节点收到一条资源查询消息时，该节点在自己存储的资源中查找目标资源，如果找到，则回送一条查询命中的消息给资源查询发起节点；如果没有找到，则该节点结束资源定位流程；

步骤d：资源节点收到一条资源查询消息时，首先检查自己存储的资源中是否存在目标资源，如果存在，则回送一条查询命中的消息给资源查询发起节点，如果没有，则将该消息中“最多转发次数”的属性值减一，并判断新数值是否为零，如果为零，则该节点结束资源定位流程，如果不为零，则进一步判断待查询资源是否与自己共享资源的主题相似，如果相似，则将该查询消息发送给自己所有的朋友节点，否则，将该查询消息发送给自己所有的邻居节点；接收到该查询消息的资源节点重复执行步骤d。

应用上述对等网络以及资源定位方法的好处在于，在资源定位过程中，资源查询发起节点会优先在本地区域网络的若干节点中查找目标资源，这样可以将资源定位过程产生的查询消息限制在本地区域，不会对整个网络产生影响，同时在该阶段找到拥有目标资源的节点与资源查询节点在地理位置上也是比较近的，这样也提高了后续资源传输的性能；若在本地区域网络没有找到目标资源，则会继续在资源网络中与目标资源所属主题相关的若干个资源节点之间搜索，由于资源节点拥有大量的资源，所以该方式可以快速找到目标资源，同时查询消息转发的次数也是受限的，因此该过程产生的资源查询消息数量也不高，此外，该阶段查找到的目标资源所属节点的类型是资源节点，该类型节点具有较长的在线时间与较高的网络带宽，这为后续资源的高效传输提供了保证。

附图说明

图1：本发明对等网络结构示意图；

图2：本发明网络中各类型节点维护节点间连接关系的示意图；

图3：本发明网络中普通节点定位资源的流程图；

图4：本发明网络中资源节点定位资源的流程图；

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步说明。

参见图1，图1为本发明对等网络结构示意图。整个对等网络包括由网络中资源节点和普通节点构成的区域网络、以及由网络中所有资源节点构成的资源网络。所述区域网络，根据资源节点与普通节点所处的地理位置划分而成，该网络可以帮助对等网络中的节点判断其他节点与该节点之间的距离远近，图1中每个实线椭圆表示一个区域网络。所述资源网络，由网络中所有资源节点构成，该网络集合了对等网络中所有资源节点的资源，图1中虚线椭圆表示的即为资源网络。

其中，资源节点是指网络中共享了大量资源的节点，该类型节点一般也具有较长的在线时间、较好的处理能力以及较高的网络带宽；普通节点是指网络中除了资源节点以外的其他节点，该类型节点一般共享的资源较少，在线时间较短，处理性能以及网络带宽也较低。

所述资源节点和普通节点都会随机分配有唯一的标识符，并根据所处的地理位置分配有区域号，从而可以根据区域号划分出区域网络，以此使得覆盖网络与实际物理网络拓扑匹配。

参见图2，图2为本发明网络中各类节点维护节点间连接的示意图。举例来说，整个对等网络由区域网络I与区域网络II构成；区域网络I中拥有四个节点，分别是A、B、c、d，其中，节点A与B是资源节点，它们共享资源的主题分别是R1和R2，节点c与d是普通节点；区域网络II拥有四个节点，分别是E、F、g、h，其中节点E与F是资源节点，它们共享资源的主题分别是R2与R1，节点g与h是普通节点；资源网络由A、B、E、F四个资源节点构成。

首先，区域网络中的普通节点会维护若干与自己在同一区域网络内其他资源节点以及普通节点的连接，据此，区域网络I中的节点c选择维护了区域网络内的资源节点A以及普通节点d的连接；同理，区域网络I中的节点d以及区域网络II中的节点g、h选择维护的邻居节点具体如图2所示。

同时，区域网络中的资源节点也会分别维护若干与自己地理位置较近以及共享资源主题相似的其他资源节点的连接，这些节点分别被称为邻居节点与朋友节点，因为区域网络I中资源节点A共享资源的主题是R1，这与区域网络II中资源节点F共享资源的主题是相同的，所以资源节点A维护了朋友节点F的连接，此外资源节点A也维护与自己地理位置较近的资源节点B的连接；同理，区域网络I中的节点B以及区域网络II中的资源节点E、F维护的朋友节点与邻居节点具体如图2所示。

基于图1所示的对等网络，本发明网络资源定位方法参见图3与图4，具体包括如下步骤：

步骤a：查询发起节点检查自己所属节点类型，若该节点为资源节点，则其执行步骤b；若该节点为普通节点，则其给自己所有邻居节点中的普通节点发送一条资源查询消息，收到该查询消息的普通节点执行步骤c，同时，查询发起节点也给自己所有邻居节点中的资源节点发送一条资源查询消息，该消息包含一个属性值：最多转发次数，该属性值用于控制查询消息最多被转发的次数，收到该查询消息的资源节点执行步骤d；

步骤b：资源节点首先构造一条资源查询消息，该消息包含一个属性值：最多转发次数，该属性值用于控制查询消息最多被转发的次数，然后该节点检查待查询资源是否与自己共享资源的主题相似，如果相似，则将新的查询消息发送给自己所有的朋友节点，如果不相似，则将该查询消息发送给自己所有的邻居节点，收到该查询消息的资源节点执行步骤d；

步骤c：普通节点收到一条资源查询消息时，该节点在自己存储的资源中查找目标资源，如果找到，则回送一条查询命中的消息给资源查询发起节点；如果没有找到，则该节点结束资源定位流程；

步骤d：资源节点收到一条资源查询消息时，首先检查自己存储的资源中是否存在目标资源，如果存在，则回送一条查询命中的消息给资源查询发起节点，如果没有，则将该消息中“最多转发次数”的属性值减一，并判断新数值是否为零，如果为零，则该节点结束资源定位流程，如果不为零，则进一步判断待查询资源是否与自己共享资源的主题相似，如果相似，则将该查询消息发送给自己所有的朋友节点，否则，将该查询消息发送给自己所有的邻居节点；接收到该查询消息的资源节点重复执行步骤d。

表1示例对等网络中各节点共享资源信息

参见图2、图3与图4，假设图2区域网络I与区域网络II中各节点共享资源的信息如表1所示，当区域网络I中的普通节点c需要获取资源R2_3时，则只需要给自己所有的邻居节点发送一条资源查询消息，节点d即会将查询命中的消息返回给节点c；当区域网络I中的普通节点c需要获取资源R1_4时，首先，节点c向自己所有的邻居节点发送一条资源查询消息，由于邻居节点A与d均没有目标资源，于是普通节点d停止资源定位流程，资源节点A发现目标资源与自己共享资源的主题相似，于是将该查询消息中的“最多转发次数”属性值减一后转发给其朋友节点F，当资源节点F收到该查询消息后发现自己拥有目标资源，于是给节点c发送一条查询命中消息。

Claims (2)

1.一种对等网络，其特征在于，该网络包括区域网络以及资源网络；

所述区域网络，为处于同一地理区域内所有资源节点与普通节点构成的子网络；

所述资源网络，为所有资源节点构成的子网络；

所述资源节点和普通节点分别设置有对应所处地理位置的区域号；

所述资源节点，是指网络中共享了大量资源的节点；

所述普通节点，是指网络中除了资源节点以外的其他节点；

所述普通节点维护若干与自己在同一区域网络内其他资源节点以及普通节点的连接，这些节点被称为该普通节点的邻居节点；

所述资源节点依据自己共享资源的主题以及语义相似度维护若干与自己主题相似的其他资源节点的连接，这些节点被称为该资源节点的朋友节点；同时，该资源节点也会维护若干与自己地理位置较近的其他资源节点的连接，这些节点被称为该资源节点的邻居节点。

2.一种在权利要求1所述的对等网络实现网络资源定位方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤a：查询发起节点检查自己所属节点类型，若该节点为资源节点，则其执行步骤b；若该节点为普通节点，则其给自己所有邻居节点中的普通节点发送一条资源查询消息，收到该查询消息的普通节点执行步骤c，同时，查询发起节点也给自己所有邻居节点中的资源节点发送一条资源查询消息，该消息包含一个属性值：最多转发次数，该属性值用于控制查询消息最多被转发的次数，收到该查询消息的资源节点执行步骤d；

步骤b：资源节点首先构造一条资源查询消息，该消息包含一个属性值：最多转发次数，该属性值用于控制查询消息最多被转发的次数，然后该节点检查待查询资源是否与自己共享资源的主题相似，如果相似，则将新的查询消息发送给自己所有的朋友节点，如果不相似，则将该查询消息发送给自己所有的邻居节点，收到该查询消息的资源节点执行步骤d；

步骤c：普通节点收到一条资源查询消息时，该节点在自己存储的资源中查找目标资源，如果找到，则回送一条查询命中的消息给资源查询发起节点；如果没有找到，则该节点结束资源定位流程；

步骤d：资源节点收到一条资源查询消息时，首先检查自己存储的资源中是否存在目标资源，如果存在，则回送一条查询命中的消息给资源查询发起节点，如果没有，则将该消息中“最多转发次数”的属性值减一，并判断新数值是否为零，如果为零，则该节点结束资源定位流程，如果不为零，则进一步判断待查询资源是否与自己共享资源的主题相似，如果相似，则将该查询消息发送给自己所有的朋友节点，否则，将该查询消息发送给自己所有的邻居节点；接收到该查询消息的资源节点重复执行步骤d。

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