[发明专利]一种在非结构化分布式P2P网络中划分网络结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在非结构化分布式P2P网络中划分网络结构的方法，涉及了网络结构划分、计算机软件技术领域，可以用于避免P2P网络中某些结点失效引发的网络动荡或灾难。

背景技术

随着计算机技术的发展，越来越多的计算机系统呈现为网络形式。

P2P网络作为一种典型的网络，根据网络的拓扑结构和文件存放位置之间的映射关系，大致可以分为三种：集中式P2P网络，结构化分布式P2P网络，非结构化分布式P2P网络。

集中式P2P网络，是指网络中有一个集中保存网络中文件存放位置目录的服务器，如Napster，这种网络存在单点失效问题。分布式P2P网络和集中式P2P网络相对，网络中没有集中的目录服务器。分布式P2P网络又可以进一步划分为结构化分布式P2P网络，如Freenet和非结构分布式P2P网络，如Gnutella，“结构化”是指，文件存放在特殊的结点，即网络的拓扑结构和文件的存放位置存在映射关系；在非结构化P2P网络中，不能根据网络拓扑结构获得文件的存放位置，每一个结点需要采取洪泛式方法：查询其所有邻居才能最终获得文件。

现有的很多研究关注P2P网络的网络结构，但很少有关心网络拓扑结构发生变化时，如何利用网络的网络结构规避拓扑结构变化对网络的影响。由于网络环境的动态特性，网络中某些结点可能会失效，导致网络拓扑结构发生变化。在集中式P2P网络中，如果目录服务器失效，整个网络会崩溃，而如果是某个普通结点失效，对其他结点几乎没什么影响。在结构化分布式P2P网络中，如果存放文件的那些特殊结点失效，网络也会崩溃，同样地，其他普通结点失效对网络不会产生太大影响。但是，在非结构化分布式P2P网络中，由于文件的查询通常采用洪泛形式，某一结点失效会导致其所有邻居结点查询出现故障，这些邻居结点又会影响其自身的邻居结点。

在非结构化分布式P2P网络中，存在一种特殊的，双层无结构P2P网络，如KaZaA。“双层”是指网络中的结点被标记为两个类别，普通结点和超级结点，每个超级结点和多个普通结点相连，超级结点维护这些普通结点的目录信息，且每个普通结点只能和一个超级结点相连。这种网络和结构化分布式P2P网络本质上相同，且不需要应用洪泛式方法，因此，该方法不适合这种网络。

发明内容

针对现有技术中非结构化分布式P2P网络中失效结点导致的网络动荡，无法确定失效结点的影响范围的缺陷，提供一种在非结构化分布式P2P网络中划分网络结构的方法。

本发明提供了一种在非结构化分布式P2P网络中划分网络结构的方法：

本发明在非结构化分布式P2P网络中划分社区结构的方法包括三个步骤：

步骤1：获取P2P网络拓扑结构，拓扑结构N=(V,E)由网络中的若干结点以及这些结点之间的连接组成。结点集合中的部分结点被标记为失效结点，其他结点为普通结点。

步骤2：拓扑结构的预处理过程：如果两个失效结点直接相连，新创建一个虚拟结点代替这两个结点。

如果两个失效结点直接相连，这两个失效结点会有较多的公共邻居，依据洪泛式的算法以及每个结点只能属于一个区域的约束，这些结点最终只能划分到其中一个区域中，另一个区域中仅有少数结点，尽管该区域中心的失效结点事实上也影响了这些公共邻居。该方法创建虚拟的区域中心，代替直接相连的失效结点，公共邻居都划分到这个虚拟的区域中心对应的区域中。更新拓扑结构N=(V,E)，作为步骤3中划分网络结构的依据。

这里更新拓扑结构时需要区分两种情况：一，某一未失效结点和这两个失效结点均相连；二，只和其中一个失效结点相连。在更新之后的拓扑结构中，该未失效结点都和虚拟区域中心相连，在情况一中，原来拓扑结构中两条边变为更新后拓扑结构中的一条边，集合E的基数需要减1；在情况二中，更新前后边数保持不变。

步骤3：网络结构的划分：利用步骤2中更新后的拓扑结构，以每个失效结点为区域中心，洪泛式的划分网络结构。对网络中的每个结点而言，其被划分到最近的区域，相应中心结点失效时会影响它。