CN106657333B - 一种基于云服务模式的集中式目录数据交换系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及数据交换领域，具体涉及一种基于云服务模式的集中式目录数据交换方法。特别是适用于解决对宽带的要求、数据的处理能力以及文件的版权费用产生纠纷等问题。本发明以云服务中心为核心，采取分层结构模型，综合了集中式P2P模型资源索引快捷和云应用的中心数据处理能力强的特点，并采取分层结构能够降低大量节点同时访问带来的访问拥塞的问题。本发明基于云服务中心的集中式目录数据交换方法，包括资源质量判断、资源搜索、节点的加入和离开策略以及路由选择，不仅保留了集中式目录结构的优点，其中使用云作为管理中心可以方便的做到用户验证来实现版权的费用的纠纷，而其中的分层搜索和传输机制对于使得网络更加健壮，多级超级节点能够应付大量数据的处理而不会出现网络瘫痪。对应付大量数据的处理具有重大意义。

Description

一种基于云服务模式的集中式目录数据交换系统及方法
技术领域
本发明涉及互联网技术领域，尤其涉及一种基于云服务模式的集中式目录数据交换方法。
背景技术
集中式对等网络（P2P）的核心部件是中心服务器，主要用于网络资源的索引信息和节点的基本信息存储。其基本工作原理是通过对位于中心服务器的存储资源的索引信息进行搜索，获取数据资源存放的具体位置。目前，常见的集中式目录P2P模型具有数据资源索引维护简单、查询效率高和易于实现复杂查询等优势。
公告号为CN105282203A的中国发明专利《一种集中目录式P2P网络的建立方法和设备》公开了“公开了一种集中目录式P2P网络的建立方法，包括：接收针对集中目录式P2P网络的网络建立请求，所述网络建立请求中包括请求建立的集中目录式P2P网络的规模参数；根据所述请求建立的集中目录式P2P网络的规模参数确定需要分配的目标资源量；判断虚拟化资源组中是否存在大于或等于所述目标资源量的空闲资源；若存在，从所述虚拟化资源组的空闲资源中选择所述目标资源量对等的目标资源，并在所述目标资源上安装P2P目录服务程序，以建立集中目录式P2P网络。”但是集中式目录数据交换也存在以下问题：第一，集中式P2P对索引服务器的处理能力和带宽的要求较高；第二，集中式P2P对索引服务器的安全性要求很高，容易造成单点故障；第三，网络中的数据会逐渐增加，会产生冗余备份，从而导致较高的维护成本。
云存储是在云计算技术基础上延伸和发展出来的一项新技术，是通过使用集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量的、不同类型的存储设备以应用软件形式集合起来协同工作，进而形成一个共同对外提供数据存储和业务访问功能的系统；云存储系统的实质就是将大量数据的存储管理作为云计算系统核心的模型。云存储模型安全性高、带宽处理能力强、扩展性好、方便知识产权的保护等优点。
发明内容
本发明的目的在于为避免上述现有技术所存在的不足，提出一种的集中式目录数据交换方法。
本发明一种基于云服务模式的集中式目录数据交换系统，包括云服务中心和连接所述云服务中心的分级结构模型；所述的云服务中心用于存储全部用户信息和部分资源信息，并用于提供相对应的云应用服务；所述的分级结构模型包括N级用于存储部分用户信息和部分数据资源的超级节点，N为不小于1的自然数；第N级的超级节点为端节点，所述的端节点包括需求端节点和资源端节点；
所述的超级节点包含有表示自身信息的令牌，所述的令牌中包含每次更新的资源端节点信息或超级节点信息。
一种基于云服务模式的集中式目录数据交换方法，包括如下步骤：
S1，需求端节点向云服务中心发出搜索资源请求；
S2，所述的云服务中心判断系统中的资源质量，所述的资源质量包括资源端节点的属性；
S3，所述的云服务中心寻找对于所述的需求端节点而言传输质量较高的资源端节点信息，或者是包含所搜索资源的超级节点信息；
S4，所述的云服务中心将所有包含所搜索资源的资源端节点信息发送到对应的端节点上，将包含所搜索资源的超级节点信息发送到对应上级超级节点上；
S5，所述的需求端节点调用路由策略所采用的算法查找资源端节点，所述的资源端节点将信息传输给上级超级节点，所述的上级超级节点将信息通过同系节点群上传给云服务中心；
S6，所述的云服务中心汇总全部资源的信息，选择出传输质量较高的足够数目的资源端节点信息或超级节点信息给需求端节点，开始文件传输。
作为优选，所述的步骤S2中，所述的资源端节点的属性包括资源端节点与需求端节点之间的互连情况，和/或资源端节点与需求端节点的亲密度，和/或资源端节点的以往记录情况，和/或资源端节点的每日上下线的频率以及平均在线时间。
作为优选，所述的步骤S2中，所述的资源质量还包括用以判断所述的资源端节点是否被采用的标记。
作为优选，所述的步骤S3中，所述的传输质量较高的资源端节点信息的判断方法包括判断端节点加入策略和判断端节点离开策略。
作为优选，所述的判断端节点加入策略包括如下步骤：
S3.1.1、当一个端节点请求加入系统时，递归向上级的超级节点汇报自身信息，直到云服务中心；
S3.1.2、每级的超级节点使用令牌直接传递信息，资源端节点信息或超级节点信息要更新时，对应的超级节点就按逆时针或者顺时针的顺序依次将令牌中的资源端节点信息或超级节点信息传递给其他的同级的超级节点；
S3.1.3、若所述的令牌在规定时间内回到发出信息的超级节点时，则判断同级的超级节点已经全部通知完毕，数据更新成功；否则，返回所述的步骤S3.1.2。
作为优选，所述的判断端节点离开策略包括如下步骤：
当一个端节点正常离开系统时，递归向上级超级节点发送离开请求，各级超级节点之间采用令牌传送离开信息；
或，当一个端节点非正常离开系统时，若恰有搜索找寻该节点或者搜索结果返回，接受结果延迟过高，则上一级超级节点发出离开信息；
或，当某一级的超级节点正常离开系统时，递归向上级超级节点发送离开请求，由云服务中心将该超级节点所连接的子超级节点和端节点更换至亲密度值较小的其他同级的超级节点；
或，当某一级的超级节点非正常离开系统时，该级的超级节点的下一级超级节点向云服务中心发送请求更换所述的超级节点。
作为优选，所述的路由策略包括：所述的云服务中心先进行资源的搜索，然后按照资源从在同系节点群，在限定的亲密度值内和在全局的优先级来进行路径信息的通知和相应资源的下载。
作为优选，所述的步骤S5中，所述的路由策略所采用的算法为Pastry路由算法。
本发明提供了一种基于云服务模式的集中式目录数据交换方法，相比于现有技术的优点在于：
本发明提出一种基于云服务模式的集中式目录数据交换方法。本发明以云服务中心服务为核心，采取分层结构模型，综合了集中式P2P模型资源索引快捷和云应用的中心数据处理能力强的特点，并采取分层结构能够降低大量节点同时访问带来的访问拥塞的问题。本发明的技术方案涵盖资源质量判断、资源搜索、节点的加入和离开策略以及路由选择，不仅保留了集中式目录结构的优点，其中使用云作为管理中心可以方便的做到用户验证来实现版权的费用的纠纷，而其中的分层搜索和传输机制对于使得网络更加健壮，多级超级节能够应付大量数据的处理而不会出现网络瘫痪。对应付大量数据的处理具有重大意义。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本发明一种基于云服务模式的集中式目录数据交换系统，其特征在于：包括云服务中心和连接所述云服务中心的分级结构模型；所述的云服务中心用于存储全部用户信息和部分资源信息，并用于提供相对应的云应用服务；所述的分级结构模型包括N级用于存储部分用户信息和部分数据资源的超级节点，N为不小于1的自然数；第N级的超级节点为端节点，所述的端节点包括需求端节点和资源端节点。
所述的超级节点包含有表示自身信息的令牌，所述的令牌中包含每次更新的资源端节点信息和超级节点信息。
一种基于云服务模式的集中式目录数据交换方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1，需求端节点向云服务中心发出搜索资源请求；
S2，所述的云服务中心判断系统中的资源质量，所述的资源质量包括资源端节点的属性；
S3，所述的云服务中心寻找对于所述的需求端节点而言传输质量较高的资源端节点信息，或者是包含所搜索资源的超级节点信息；
S4，所述的云服务中心将所有包含所搜索资源的资源端节点信息发送到对应的端节点上，将包含所搜索资源的超级节点信息发送到对应上级超级节点上；
S5，所述的需求端节点调用路由策略所采用的算法查找资源端节点，所述的资源端节点将信息传输给上级超级节点，所述的上级超级节点将信息通过同系节点群上传给云服务中心；
S6，所述的云服务中心汇总全部资源的信息，选择出传输质量较高的足够数目的资源端节点信息给需求端节点，开始文件传输。为了更清楚地示意本发明的技术方案，在具体实施例中，可用如下代码表示：
Figure 315971DEST_PATH_IMAGE001
更具体地，所述的步骤S1中，需求端节点通过超级节点通过递归向上级的超级节点传递信息，向云服务中心发出搜索资源请求；
所述的步骤S2中，所述的资源端节点的属性包括资源端节点与需求端节点之间的互连情况，和/或资源端节点与需求端节点的亲密度，和/或资源端节点的以往记录情况，和/或资源端节点的每日上下线的频率以及平均在线时间。
所述的步骤S2中，所述的资源质量还包括用以判断所述的资源端节点是否被采用的标记。
第一，资源端节点与需求端节点之间的互连情况，1表示“是”，0表示“否”；第二，资源端节点与需求端节点的亲密度；第三，资源端节点的以往记录情况，主要依据是历史调用频数和频率；第四，资源端节点的每日上下线的频率以及平均在线时间。在资源质量判断过程中，资源端节点是一个类，属性包括是否互联，1表示“是”，0表示“否”，记录情况，每日上下线频率，每日平均在线时间。
其中，本发明中的亲密度，是指节点之间关系紧密的程度，数值越小表示关系越紧密。
所述的步骤S3中，所述的传输质量较高的资源端节点信息的判断方法包括判断端节点加入策略和判断端节点离开策略。
所述的判断端节点加入策略包括如下步骤：
S3.1.1、当一个端节点请求加入系统时，递归向上级的超级节点汇报自身信息，直到云服务中心；
S3.1.2、每级的超级节点使用令牌直接传递信息，资源端节点信息或超级节点信息要更新时，对应的超级节点就按逆时针或者顺时针的顺序依次将令牌中的资源端节点信息或超级节点信息传递给其他的同级的超级节点；
S3.1.3、若所述的令牌在规定时间内回到发出信息的超级节点时，则判断同级的超级节点已经全部通知完毕，数据更新成功；否则，返回所述的步骤S3.1.2。
这样的好处是，当若干同级的超级节点都要更新时，可以同步更新，一个令牌可以设定更新n秒之内的全部节点信息，这样一个令牌也可以更新多个信息。当某个节点发出的令牌在规定的时间内没有返回的时候，认定网络出现故障，该节点试图重新发出信息，来保证更新数据的成功。
所述的判断端节点离开策略包括如下步骤：
当一个端节点正常离开系统时，递归向上级超级节点发送离开请求，各级超级节点之间采用令牌传送离开信息；
或，当一个端节点非正常离开系统时，若恰有搜索找寻该节点或者搜索结果返回，接受结果延迟过高，则上一级超级节点发出离开信息；
或，当某一级的超级节点正常离开系统时，递归向上级超级节点发送离开请求，由云服务中心将该超级节点所连接的子超级节点和端节点更换至亲密度值较小的其他同级的超级节点；
或，当某一级的超级节点非正常离开系统时，该级的超级节点的下一级超级节点向云服务中心发送请求更换所述的超级节点。
所述的路由策略包括：所述的云服务中心先进行资源的搜索，然后按照在限定的亲密度值内和在全局的优先级来进行路径信息的通知和相应资源的下载。
上述的四种情况，更具体地来说，1）当端节点试图正常离开，递归向上级发送离开请求，各级之间采用令牌传送离开信息，接收到离开请求的时候将节点的在线状态标记为0，下次该节点进入时载标记回1，这样可以加快请求发送的速度，可能会产生几秒的下线等待时间；2）当节点突然离开时（或者网络延迟突然一段时间过高），若恰有搜索找寻该节点或者搜索结果返回，接受结果延迟过高上一级超级节点发出该节点离开信息，类似正常离开的时候；3）某一级的超级节点正常离开的时候，向上通知的策略不变，由云服务中心将该超级节点所连接的子超级节点和端节点更换至权值较高的其他该机超级节点；4）某一级的超级节点非正常离开的时候，该级超级节点的下一级超级节点向云服务中心发送请求更换该层超级节点。
所述的步骤S5中，所述的路由策略所采用的算法为Pastry路由算法。
除此之外，需要说明的是，本发明中的同系节点群是指上级为同一个超级节点的若干同级的超级节点。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于云服务模式的集中式目录数据交换系统，其特征在于：包括云服务中心和连接所述云服务中心的分级结构模型；所述的云服务中心用于存储全部用户信息和部分资源信息，并用于提供相对应的云应用服务；所述的分级结构模型包括N级用于存储部分用户信息和部分数据资源的超级节点，N为不小于1的自然数；第N级的超级节点为端节点，所述的端节点包括需求端节点和资源端节点；
其中，所述的超级节点包含有表示自身信息的令牌，所述的令牌中包含每次更新的资源端节点信息或超级节点信息；所述超级节点更新后通知同级超级节点；
所述云服务中心还用于判断系统中的资源质量，所述资源质量包括资源端节点的属性和用以判断所述的资源端节点是否被采用的标记；
所述需求端节点用于调用路由策略所采用的算法查找资源端节点，所述路由策略包括：所述的云服务中心先进行资源的搜索，然后按照在限定的亲密度值内和在全局的优先级来进行路径信息的通知和相应资源的下载；所述亲密度是指端节点之间关系紧密的程度。
2.一种基于云服务模式的集中式目录数据交换方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1，需求端节点向云服务中心发出搜索资源请求；
S2，所述的云服务中心判断系统中的资源质量，所述的资源质量包括资源端节点的属性；
S3，所述的云服务中心寻找对于所述的需求端节点而言传输质量较高的资源端节点信息，或者是包含所搜索资源的超级节点信息；
S4，所述的云服务中心将所有包含所搜索资源的资源端节点信息发送到对应的端节点上，将包含所搜索资源的超级节点信息发送到对应上级超级节点上；
S5，所述的需求端节点调用路由策略所采用的算法查找资源端节点，所述的资源端节点将信息传输给上级超级节点，所述的上级超级节点将信息通过同系节点群上传给云服务中心；
S6，所述的云服务中心汇总全部资源的信息，选择出传输质量较高的足够数目的资源端节点信息或超级节点信息给需求端节点，开始文件传输；
其中，所述的超级节点包含有表示自身信息的令牌，所述的令牌中包含每次更新的资源端节点信息或超级节点信息；所述超级节点更新后通知同级超级节点；所述的资源质量还包括用以判断所述的资源端节点是否被采用的标记；所述的路由策略包括：所述的云服务中心先进行资源的搜索，然后按照在限定的亲密度值内和在全局的优先级来进行路径信息的通知和相应资源的下载；所述亲密度是指端节点之间关系紧密的程度。
3.根据权利要求2所述的一种基于云服务模式的集中式目录数据交换方法，其特征在于：所述的步骤S2中，所述的资源端节点的属性包括资源端节点与需求端节点之间的互连情况，和/或资源端节点与需求端节点的亲密度，和/或资源端节点的以往记录情况，和/或资源端节点的每日上下线的频率以及平均在线时间。
4.根据权利要求2所述的一种基于云服务模式的集中式目录数据交换方法，其特征在于：所述的步骤S3中，所述的传输质量较高的资源端节点信息的判断方法包括判断端节点加入策略和判断端节点离开策略。
5.根据权利要求4所述的一种基于云服务模式的集中式目录数据交换方法，其特征在于：所述的判断端节点加入策略包括如下步骤：
S3.1.1、当一个端节点请求加入系统时，递归向上级的超级节点汇报自身信息，直到云服务中心；
S3.1.2、每级的超级节点使用令牌直接传递信息，资源端节点信息或超级节点信息要更新时，对应的超级节点就按逆时针或者顺时针的顺序依次将令牌中的资源端节点信息或超级节点信息传递给其他的同级的超级节点；
S3.1.3、若所述的令牌在规定时间内回到发出信息的超级节点时，则判断同级的超级节点已经全部通知完毕，数据更新成功；否则，返回所述的步骤S3.1.2。
6.根据权利要求4所述的一种基于云服务模式的集中式目录数据交换方法，其特征在于：所述的判断端节点离开策略包括如下步骤：
当一个端节点正常离开系统时，递归向上级超级节点发送离开请求，各级超级节点之间采用令牌传送离开信息；
或，当一个端节点非正常离开系统时，若恰有搜索找寻该节点或者搜索结果返回，接受结果延迟过高，则上一级超级节点发出离开信息；
或，当某一级的超级节点正常离开系统时，递归向上级超级节点发送离开请求，由云服务中心将该超级节点所连接的子超级节点和端节点更换至亲密度值较小的其他同级的超级节点；
或，当某一级的超级节点非正常离开系统时，该级的超级节点的下一级超级节点向云服务中心发送请求更换所述的超级节点。
7.根据权利要求2所述的一种基于云服务模式的集中式目录数据交换方法，其特征在于：所述的步骤S5中，所述的路由策略所采用的算法为Pastry路由算法。
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