[发明专利]一种基于信息扩散的P2P网络路由控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络通信技术、特别是涉及P2P网络基于概率的资源路由查找方法，算法能指导查询请求更快适应网络节点动态加入、退出带来的资源路由变化，更有效地查找P2P网络资源。

背景技术

P2P对等网络中所有节点都处于平等的地位，每个节点既可以作为服务器来提供资源或服务，同时又可以作为客户端来请求资源。由于P2P网络中不存在中心服务器，相邻的节点之间可以直接交换信息；因此，P2P网络是一种典型的分布式网络，其本身的结构不仅容易实现网络资源的广泛共享，也有利于分布式计算、存储等技术的应用。P2P的网络按照拓扑结构可分为结构化以及非结构化两种：结构化的P2P网络使用DHT(分布式哈希表)控制路由信息。但节点的动态变化使得DHT的维护方法相当复杂。无结构的P2P网络允许节点自由地与网络其他节点建立连接，节点可以自由地加入和退出网络，整个网络具有自由、灵活等优点，目前的P2P网络多是采用这种结构，如Gnutella，Bit torrent等。由于非结构P2P网络节点在拓扑连接上的随机性，给资源定位、信息搜索等造成巨大困难。研究实现非结构P2P网络的资源路由搜索方法一直以来都是P2P网络研究的热点问题之一。

目前，非结构P2P多采用泛洪路由搜索策略，其基本思想是以节点广播的方式进行信息转发，具有很大的盲目性，浪费网络带宽。为了提高路由搜索效率，出现了诸多基于信息索引的方法，如Intelligent-BFS方法通过搜集邻居节点信息，有选择地向部分邻居节点转发搜索信息。Distributed resource location方法在搜索成功后缓存资源的位置，从而在未来的路由选择过程中快速命中资源。APS(Adaptive Probabilistic Search)方法利用节点过去一段时间内的查询信息，对邻居节点赋予不同的资源选择概率，用以指导选择邻居节点来转发搜索信息，向网络中最可能拥有资源的节点方向传递搜索信息。这些方法在网络拓扑结构基本稳定的情况下，经过一段时间搜索后能快速、准确地找到资源路由；考虑无结构P2P网络的特点就是节点可以自由地加入或退出网络，网络拓扑的动态变化会导致资源路由的动态变化，在这种情况下，以上算法需要很长时间才能学习到网络的资源位置并有效地搜索网络资源。

综上，现有无结构P2P网络的资源搜索路由方法都是基于拓扑结构稳定的搜索方法，对于网络拓扑结构动态变化的资源搜索，目前尚未有很好的解决方法，有必要研究P2P网络动态拓扑结构下的资源路由控制方法，使得P2P网络拓扑动态变化带来的资源路由变化能及时的反映给网络各节点，从而提高网络资源的搜索效率。

发明内容

P2P网络允许节点动态加入和退出，是一种动态拓扑架构的网络，这种动态拓扑网络会产生节点资源路由的变化。而现有基于历史查找成功概率的APS搜索技术更适合网络拓扑结构稳定的资源搜索，不能适应网络的这种资源动态变化带来的查找路径变化。本发明就是为了解决这一问题，提出一种基于信息扩散的路由控制方法，提高P2P网络资源查找效率。

实现本发明目的的技术方案是：一种基于信息扩散的路由控制方法，包括下列步骤：

步骤1在P2P网络中的每个节点保存一张命中概率表，表中保存着该节点能够成功查询某种资源的概率值，并根据节点历史查询的结果确定该概率值的大小；

步骤2为每条查询信息设置一个TTL(Time To Live)值，用来限制搜索信息转发的深度；为了实现信息扩散方法，在每个节点上为每类资源n设置两个信息扩散的周期为累计查询成功所对应的计数器，为累计查询失败所对应的计数器，以及一个信息扩散的最大深度D_m用来控制扩散的影响范围；同时，在网络中资源n的节点i上，保存一个信息扩散时刻的历史命中概率以及当前命中概率

步骤3根据查找路径上节点现有资源命中概率向周围邻居节点转发信息，并根据查找成功与否逐步更新其资源i的当前命中概率信息；

步骤4当网络中某个节点i达到其设置的信息扩散周期T_s或T_f时，该节点启动信息扩散过程，周围邻居根据该节点的历史命中概率以及当前命中概率周期性更新其当前命中概率；周围邻居节点也以同样的的信息扩散方式将节点动态资源加入或离开信息更快地扩散到其它邻居节点，直到达到此次信息扩散过程的最大扩散深度D_m为止，此时信息扩散过程完成。

所述节点i上资源n的当前命中概率采用如下公式：