CN107682415A - 一种对等网络传输邻居节点选择的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种对等网络传输邻居节点选择的方法，所述方法包括：将中心节点与集群中下载目标文件的目标节点建立连接；计算中心节点已下载的分片得到第一位数组，并计算目标节点存有的分片得到第二位数组；将第一位数组与所有第二位数组执行异或操作得到所述中心节点与每个目标节点的互异数据量；按照互异数据量的从大到小的顺序对目标节点进行排序得到排序表，并选择所述排序表排序前N名的目标节点作为所述邻居节点；该方法能够在降低对集群任务正常运行影响的前提下提升数据分发速度；本申请还公开了一种对等网络传输邻居节点选择的系统、一种计算机可读存储介质及服务器，具有以上有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及数据存储领域，特别涉及一种对等网络传输邻居节点选择的方法、系统和一种计算机可读存储介质及服务器。
背景技术
数据中心是容纳了计算资源、网络连接、存储等相关组件的设施，为了稳定性和可用性,通常还包括冗余、备用电源以及空调等安全设施，并且特定的数据中心的设备往往配置非常高。节点间的数据传输是数据中心中最常见的问题，比如虚拟机镜像分发，以及并行计算时中间结果的传递，如何快速地在集群中的机器间传输数据也成为数据中心的热点之一。
BitTorrent(比特流)协议被广泛应用于互联网来进行文件交换，将一个文件分成很多小的分片，需要下载同一个文件的节点间通过彼此间交换该文件的分片来完成。当下载文件时，节点间通过使用文件下载策略决定交换分片的邻居并使用一个合适的顺序来交换分片，BitTorrent采取tit-for-tat(以牙还牙)机制来避免free-riders(自私者，仅下载数据不上传)。对片选算法而言，BitTorrent协议希望每个节点都有数据和其他节点进行交换。但是数据中心网络有其不同于互联网的特点，在互联网上的用户，因为计算机的网络资源和计算资源是有限的，在这种情况下用户都有使下载速率最大化而弱化上传速率的倾向，但是理论上整个集群中的下载总带宽与总上传带宽相同，每个参与者都倾向于索取而不想付出，最后的结果就是所有节点都得不到数据，为避免这种情况的发生，BitTorrent协议采用以牙还牙(tit-for-tat)的邻居节点选择算法能维持一定的数据传输速率。
在现有技术中，将以牙还牙(tit-for-tat)应用于数据中心环境中，不仅网络带宽要比互联上大很多，且集群中所有的机器都是在管理员统一调度下完成特定任务，在保证数据分发速度的同时还要留下足够的带宽供机器正常运行时彼此间进行的数据交换，比如运行Spark分布式计算任务时，节点也需要带宽保证中间结果的交换，使用互联网上基于以牙换牙策略的邻居节点选择算法，各节点为了尽快下载数据也会尽力上传，无疑会舍本逐末，极大的影响其上正在运行的任务。
因此，如何在降低对集群任务正常运行影响的前提下提升数据分发速度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种对等网络传输邻居节点选择的方法、系统和一种计算机可读存储介质及服务器，能够在降低对集群任务正常运行影响的前提下提升数据分发速度。
为解决上述技术问题，本申请提供一种对等网络传输邻居节点选择的方法，该方法包括：
将中心节点与集群中下载目标文件的目标节点建立连接；
计算所述中心节点已下载的分片得到第一位数组，并计算所述目标节点存有的分片得到第二位数组；
将所述第一位数组与所有所述第二位数组执行异或操作得到所述中心节点与每个所述目标节点的互异数据量；
按照所述互异数据量的从大到小的顺序对所述目标节点进行排序得到排序表，并选择所述排序表排序前N名的目标节点作为所述邻居节点。
可选的，在选择所述排序表排序前N名的目标节点作为所述邻居节点后，还包括：
向所述邻居节点发送非阻塞信息，并向除所述邻居节点外的所述目标节点发送阻塞信息；其中，所述非阻塞信息为允许两节点间传输数据的信息，所述阻塞信息为禁止两节点间传输数据的信息。
可选的，还包括：
按照预设周期更新所述排序表，根据更新后的所述排序表按照所述剩余带宽从大到小的顺序选择所述排序表排序前N名的目标节点作为新的所述邻居节点。
本申请还提供了一种对等网络传输邻居节点选择的系统，该系统包括：
连接模块，用于将中心节点与集群中下载目标文件的目标节点建立连接；
计算模块，用于计算所述中心节点已下载的分片得到第一位数组，并计算所述目标节点存有的分片得到第二位数组；
异或模块，用于将所述第一位数组与所有所述第二位数组执行异或操作得到所述中心节点与每个所述目标节点的互异数据量；
选择模块，用于按照所述互异数据量的从大到小的顺序对所述目标节点进行排序得到排序表，并选择所述排序表排序前N名的目标节点作为所述邻居节点。
可选的，还包括：
发送模块，用于向所述邻居节点发送非阻塞信息，并向除所述邻居节点外的所述目标节点发送阻塞信息；其中，所述非阻塞信息为允许两节点间传输数据的信息，所述阻塞信息为禁止两节点间传输数据的信息。
可选的，还包括：
更新模块，用于按照预设周期更新所述排序表，根据更新后的所述排序表按照所述剩余带宽从大到小的顺序选择所述排序表排序前N名的目标节点作为新的所述邻居节点。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时实现以下步骤：
将中心节点与集群中下载目标文件的目标节点建立连接；
计算所述中心节点已下载的分片得到第一位数组，并计算所述目标节点存有的分片得到第二位数组；
将所述第一位数组与所有所述第二位数组执行异或操作得到所述中心节点与每个所述目标节点的互异数据量；
按照所述互异数据量的从大到小的顺序对所述目标节点进行排序得到排序表，并选择所述排序表排序前N名的目标节点作为所述邻居节点。
本申请还提供了一种服务器，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现以下步骤：
将中心节点与集群中下载目标文件的目标节点建立连接；
计算所述中心节点已下载的分片得到第一位数组，并计算所述目标节点存有的分片得到第二位数组；
将所述第一位数组与所有所述第二位数组执行异或操作得到所述中心节点与每个所述目标节点的互异数据量；
按照所述互异数据量的从大到小的顺序对所述目标节点进行排序得到排序表，并选择所述排序表排序前N名的目标节点作为所述邻居节点。
本发明提供了一种对等网络传输邻居节点选择的方法，将中心节点与集群中下载目标文件的目标节点建立连接；计算所述中心节点已下载的分片得到第一位数组，并计算所述目标节点存有的分片得到第二位数组；将所述第一位数组与所有所述第二位数组执行异或操作得到所述中心节点与每个所述目标节点的互异数据量；按照所述互异数据量的从大到小的顺序对所述目标节点进行排序得到排序表，并选择所述排序表排序前N名的目标节点作为所述邻居节点本方法能够在降低对集群任务正常运行影响的前提下提升数据分发速度。本申请同时还提供了一种对等网络传输邻居节点选择的系统和一种计算机可读存储介质及服务器，具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种对等网络传输邻居节点选择的方法的流程图；
图2为本申请实施例所提供的另一种对等网络传输邻居节点选择的方法的流程图；
图3为本申请实施例所提供的一种对等网络传输邻居节点选择的系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面请参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种对等网络传输邻居节点选择的方法的流程图；
具体步骤可以包括：
S101：将中心节点与集群中下载目标文件的目标节点建立连接；
其中，本步骤的目的是在需要进行数据传输的节点之间建立连接，本步骤中提到的目标节点为下载同一目标文件的节点。当中心节点与目标节点之间建立连接后，连接关系是一直存在的，直至目标节点所下载的目标文件更换，在重新建立中心节点与目标节点间的连接。
对等网络传输集群中存在Tracker服务器，用于保存各文件传输的目标节点的状态，本步骤中文件下载节点(即中心节点)首先会向Tracker请求含有相同文件节点(即目标节点)的信息，并根据接受到的信息与相应节点建立连接。
S102：计算所述中心节点已下载的分片得到第一位数组，并计算所述目标节点存有的分片得到第二位数组；
其中，本步骤对中心节点已下载的分片进行统计，计算得出自身含有的数据分片存入位数组。对于得到第一位数组存在多种方法，可以是在已经下载分片对应的位上置1，未下载的置0；当然也可以在已经下载分片对应的位上置0，未下载的置0。本领域的技术人员可以根据方案的实际应用条件进行选择，此处不对第一位数组的生成方案进行限定。
同样的，本步骤中对于得到第二位数组的方案与得到第一位数组基本一致。值得注意的是，第二位数组中对于置位的选择应该与第一位数组一致。举例说明，当第一位数组在已经下载分片对应的位上置1未下载的置0时，第二位数组也应该在已经下载分片对应的位上置1未下载的置0。其实，本步骤的本质是为判断目标节点中的文件与中心节点中的文件是否具有差异性。
可以理解的是，由于存在若干个目标节点，因此也存在若干个第二位数组，每一目标节点对应的第二位数组不会完全相同，也会存在一定的差异。
S103：将所述第一位数组与所有所述第二位数组执行异或操作得到所述中心节点与每个所述目标节点的互异数据量；
其中，由于在步骤S102中已经得到了关于中心节点文件的第一位数组和关于目标节点的第二位数组，且第一位数组与第二位数组采用统一的置位方式，同意通过异或操作得知第一位数组与第二位数组的差异量，也就是互异数据量。
根据前面的解释，可以得知存在多个第二位数组，因此在本步骤中可以是用第一位数组逐个对第二位数组进行异或操作，得到多个目标节点的互异数据量。
可以理解的是，由于目标节点的分片和中心节点的分片不是固定不变的，因此本步骤得到的互异数据量为当前时刻的互异数据量，在下一时刻上述分片的数据量会发生变化，而这种变化也将导致互异数据量的变化，对于这种变化的解决方案将在步骤S104中作进一步的介绍。
S104：按照所述互异数据量的从大到小的顺序对所述目标节点进行排序得到排序表，并选择所述排序表排序前N名的目标节点作为所述邻居节点；
其中，本步骤是建立在S103中已经获得了互异数据量的前提下的，可以理解的是，由于步骤S103中获取的互异数据量是当前时刻的互异数据量，因此本步骤中计算得到的排序表也是当前时刻的排序表。
在步骤S103中提到了由于互异数据量处于不断变化中，导致目标节点的互异数据量排序也不断变化的情况。此时应该每隔固定时间(如10秒)重新执行步骤S103中的操作，得到目标节点新的互异数据量，并重新进行排序得到更新后的排序表。可以理解的是，两次计算互异数据量的操作所间隔的时间(即固定时间)是由本领域的技术人员根据方案的实际应用场景设定的，此处不进行具体的限定。
其中，在选择邻居节点后可以进行节点之间的数据传输，由于邻居节点的互异数据量相对较大(即对于数据传输的需求较大)，因此对正常业务的造成的影响相对较小。可以理解的是，根据上述的论证各目标节点的剩余带宽是处于变化中的，因此每当更新排序表后都应选择新排序表中前预设数量名(即前N名)的节点作为邻居节点。N为一个预设数量值，可以根据实际应用情况选择适当的数值，优选的N可以为四或五。当中心节点接收到数据后，可以对接受到的数据做处理分理处位数组，如果该数据中含有具体的分片数据，则同时分理处分片数据保存并更新位数组。
下面请参见图2，图2为本申请实施例所提供的另一种对等网络传输邻居节点选择的方法的流程图；
具体步骤可以包括：
S201：将中心节点与集群中下载目标文件的目标节点建立连接；
S202：计算所述中心节点已下载的分片得到第一位数组，并计算所述目标节点存有的分片得到第二位数组；
S203：将所述第一位数组与所有所述第二位数组执行异或操作得到所述中心节点与每个所述目标节点的互异数据量；
S204：按照所述互异数据量的从大到小的顺序对所述目标节点进行排序得到排序表，并选择所述排序表排序前N名的目标节点作为所述邻居节点。
S205：向所述邻居节点发送非阻塞信息，并向除所述邻居节点外的所述目标节点发送阻塞信息；其中，所述非阻塞信息为允许两节点间传输数据的信息，所述阻塞信息为禁止两节点间传输数据的信息。
S206：按照预设周期更新所述排序表，根据更新后的所述排序表按照所述剩余带宽从大到小的顺序选择所述排序表排序前N名的目标节点作为新的所述邻居节点。
请参见图3，图3为本申请实施例所提供的一种对等网络传输邻居节点选择的系统的结构示意图；
该系统可以包括：
连接模块100，用于将中心节点与集群中下载目标文件的目标节点建立连接；
计算模块200，用于计算所述中心节点已下载的分片得到第一位数组，并计算所述目标节点存有的分片得到第二位数组；
异或模块300，用于将所述第一位数组与所有所述第二位数组执行异或操作得到所述中心节点与每个所述目标节点的互异数据量；
选择模块400，用于按照所述互异数据量的从大到小的顺序对所述目标节点进行排序得到排序表，并选择所述排序表排序前N名的目标节点作为所述邻居节点。
在本申请提供的另一种对等网络传输邻居节点选择的系统的实施例中，该系统还包括：
发送模块，用于向所述邻居节点发送非阻塞信息，并向除所述邻居节点外的所述目标节点发送阻塞信息；其中，所述非阻塞信息为允许两节点间传输数据的信息，所述阻塞信息为禁止两节点间传输数据的信息。
进一步的，该系统还包括：
更新模块，用于按照预设周期更新所述排序表，根据更新后的所述排序表按照所述剩余带宽从大到小的顺序选择所述排序表排序前N名的目标节点作为新的所述邻居节点。
由于系统部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此系统部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请还提供了一种服务器，可以包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时，可以实现上述实施例所提供的步骤。当然所述服务器还可以包括各种网络接口，电源等组件。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (8)
1.一种对等网络传输邻居节点选择的方法，其特征在于，包括：
将中心节点与集群中下载目标文件的目标节点建立连接；
计算所述中心节点已下载的分片得到第一位数组，并计算所述目标节点存有的分片得到第二位数组；
将所述第一位数组与所有所述第二位数组执行异或操作得到所述中心节点与每个所述目标节点的互异数据量；
按照所述互异数据量的从大到小的顺序对所述目标节点进行排序得到排序表，并选择所述排序表排序前N名的目标节点作为所述邻居节点。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在选择所述排序表排序前N名的目标节点作为所述邻居节点后，还包括：
向所述邻居节点发送非阻塞信息，并向除所述邻居节点外的所述目标节点发送阻塞信息；其中，所述非阻塞信息为允许两节点间传输数据的信息，所述阻塞信息为禁止两节点间传输数据的信息。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括：
按照预设周期更新所述排序表，根据更新后的所述排序表按照所述剩余带宽从大到小的顺序选择所述排序表排序前N名的目标节点作为新的所述邻居节点。
4.一种对等网络传输邻居节点选择的系统，其特征在于，包括：
连接模块，用于将中心节点与集群中下载目标文件的目标节点建立连接；
计算模块，用于计算所述中心节点已下载的分片得到第一位数组，并计算所述目标节点存有的分片得到第二位数组；
异或模块，用于将所述第一位数组与所有所述第二位数组执行异或操作得到所述中心节点与每个所述目标节点的互异数据量；
选择模块，用于按照所述互异数据量的从大到小的顺序对所述目标节点进行排序得到排序表，并选择所述排序表排序前N名的目标节点作为所述邻居节点。
5.根据权利要求4所述系统，其特征在于，还包括：
发送模块，用于向所述邻居节点发送非阻塞信息，并向除所述邻居节点外的所述目标节点发送阻塞信息；其中，所述非阻塞信息为允许两节点间传输数据的信息，所述阻塞信息为禁止两节点间传输数据的信息。
6.根据权利要求4所述系统，其特征在于，还包括：
更新模块，用于按照预设周期更新所述排序表，根据更新后的所述排序表按照所述剩余带宽从大到小的顺序选择所述排序表排序前N名的目标节点作为新的所述邻居节点。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序执行时实现如权利要求1至3任一项所述的方法。
8.一种服务器，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180209 |