[发明专利]对等网络节点访问装置、方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种对等网络节点访问装置、方法和系统。

背景技术

随着互联网络的发展，分布在世界各地的计算机的信息可以被互联网上的用户共享，人们可以在互联网上随时获取各种信息，极大方便了人们的生活。目前在互联网中，文件共享采用的网络架构大致有两种，一种是以服务器/客户机(Server/Client)方式实现的网络架构，用户即客户机需要获取信息时，先连接到服务器，并从服务器获取所需的信息；另一种是对等网络(Peer-to-Peer Network)，对等网络与传统的服务器/客户机模式不同，对等网络中没有明确的服务器和客户机之分，每个对等结点(Peer)既作为服务器为对等网络提供服务，又作为客户机从对等网络获得服务。目前，对等网络在文件共享、数据检索、协同计算、即时通讯、数据分散存储以及网络游戏等方面有着广泛的应用。

根据拓扑结构可以将对等网络分为：中心化拓扑式对等网络、全分布非结构化对等网络、全分布结构化对等网络和半分布式拓扑式对等网络。

在以Napster为代表的中心化拓扑式对等网络中，一群高性能的中央服务器(中央索引服务器)保存着网络中所有活动对等结点共享资源的目录信息。当需要检索某个文件时，对等结点向中央服务器发出检索请求，中央服务器进行相应的检索后，会返回符合检索要求的对等结点地址列表。检索发起结点接收到应答后，会根据网络流量和延迟等信息进行选择，与合适的对等结点建立连接，并开始传输文件。中心化拓扑式对等网络最大的优点是维护简单和效率高。但是这种网络由于十分依赖中央服务器而存在很多问题，其缺点主要为：一旦中央服务器瘫痪，就容易导致整个网络的崩溃，因此可靠性和安全性较低；随着网络规模的扩大，对中央服务器进行维护和更新的费用急剧增加，因此所需成本较高。

以Gnutella为代表的全分布式非结构化对等网络与中心化拓扑式对等网络最大的区别在于，全分布式非结构化对等网络中没有中央服务器，它采用了基于完全随机的洪泛(Flooding)发现和随机转发(Random Walker)机制。为了控制搜索消息的传输，通过TTL(Time To Live)的减值来实现。为了检索某个文件，源对等结点向与之相邻的所有活动对等结点发送一个检索请求包(Query)，其他对等结点在接收到该检索请求包后，检查本地是否有符合检索请求的文件内容，如果有，则按检索请求包的发送路径返回一个检索响应包(QueryHit)。无论本地是否存在符合检索请求的文件内容，其他对等结点都会向所有邻居结点转发检索请求包，直至检索请求包中TTL属性值递减为0时停止继续转发。随着联网结点的不断增多，网络规模不断扩大，通过洪泛方式定位对等结点的方法会造成网络流量急剧增加，从而导致网络中部分低带宽结点因网络资源过载而失效。所以在初期的Gnutella网络中，存在比较严重的分区，断链现象。一个检索访问只能在网络的很小部分进行，因此网络的可扩展性不佳。

全分布式结构化对等网络采用确定性拓扑结构，采用分布式哈希表(Distributed Hash Table，DHT)可以精确、高效的发现资源。DHT基本思想为：首先为网络中的每一个节点分配虚拟地址(VID)，也叫节点ID，同时用一个关键字(KEY)来表示其提供的共享内容。取一个散列函数H，这个函数可以将KEY转换成一个散列值H(KEY)。网络中结点相邻的定义是散列值相邻。结点发布信息的时候就把(KEY，VID)二元组发布到具有和H(KEY)相同或相近的虚拟地址的结点上去，其中VID指出了文档的存储位置。资源定位的时候，就可以快速根据H(KEY)到索引存放结点上获取二元组(KEY，VID)，从而获得文档的真实存储位置。全分布式结构化对等网络最大的问题是其维护机制较为复杂且仅支持精确关键词匹配检索，比如以文件名进行检索，无法支持基于内容的检索。

半分布式拓扑对等网络选择性能较高(处理、存储、带宽等方面性能)的结点作为超级结点(SuperNodes，Hubs)，在各超级结点上存储其负责的普通结点的信息，如共享文件信息等。普通结点向其超级结点提交检索请求，发现算法仅在超级结点之间转发，超级结点最终将检索请求转发给适当的普通结点。半分布式结构是一个层次式结构，超级结点之间构成一个高速转发层，超级结点和所负责的普通结点构成若干层次。半分布式结构的优点是性能、可扩展性较好，较容易管理，但该结构对超级点依赖性大，易于受到攻击，容错性也受到影响。