[发明专利]引入节点重要性的对等网络超级节点选择和资源搜索方法

说明书

技术领域

本发明提出一种对等网络中的超级节点选择和资源搜索方法，属于计算机网络、对等网络技术领域。

背景技术

目前的对等网络应用中，Gnutella是最成熟和最多开发支持的无中心节点的对等网络协议。Gnutella是一份开放的协议，任何人都可以开发Gnutella兼容软件，开发者们互相竞争、改进，创造了一个不断改进、迅速变化和完善的用于文件共享的对等网络。任何人只需要把他希望共享的文件放在硬盘的一个目录下，然后利用Gnutella网络就可以将资源共享给所有该对等网络的用户。Gnutella是没有中心的，Gnutella允许用户与其他Gnutella节点直接联系，可以分享任何种类文件，大多数文件共享的系统集中于媒体文件。目前Gnutella已经在大规模运行，而且主机量已经达到上万级别，共享的文件数量已经达到数十万。

Gnutella在起初使用的0.4版本协议是无中心节点的，主要通过洪泛的方式进行查询等操作，在一段时间内，0.4版本协议取得了很大的成功。为了改进网络利用率，随后提出了0.6版本协议。Gnutella0.6版本提出了超级节点和普通节点的概念，当网络运行一段时间后，网络中一些运行稳定、利用率和效率较高的节点(一般为在线时间长并且邻居节点数多的节点)将被选举为超级节点，这些节点构成整个Gnutella0.6网络消息通信的骨干。其他节点将变为普通节点，他们优先连接到一个或几个超级节点上，由超级节点管理节点间通信和查询等操作的消息传递等。超级节点的选取问题又是该种网络设计的重点问题之一。Gnutella0.6中一般是采用计算自己的在线时间和节点度，如果超过相应的阈值，而自己的邻居中又没有超级节点时，则向自己的邻居广播自己成为超级节点，然后此信息向网络中扩散，普通节点就会越来越多的直接将超级节点添加为邻居节点，这样超级节点就拥有了更多的邻居，也即拥有了更多的资源，来引导网络中资源的搜索。

Gnutella0.6设计的另一个重要问题是如何解决超级节点的失效问题，这是提高网络效率、增强网络鲁棒性的关键。超级节点承载比较大的负载，所以网络的负载情况很不均匀，为了提高超级节点对等网络的鲁棒性，Gnutella0.6协议规定每个叶结点可以同时属于d个不同超级节点，每个叶结点必须把自己的文件索引传送给超级节点，这样会增加网络流量，且占用超级节点的有效带宽，使得超级节点数目增加，且规定d最大不超过3。

与Gnutella0.4不同的是，Gnutella 0.4的消息在所有的节点之间进行泛洪，以节点为单位进行消息的核查处理；而Gnutella0.6的消息仅在超级节点之间进行泛洪，以簇为单位进行消息的查找工作。对Gnutella0.6而言，虽然不对消息的发起节点做消息查找，但显然不能将消息传给所有和它相邻的节点，而是首先要在消息的发起节点所在的簇进行本地查找，若消息的发起节点是叶节点，那还需要找到管理该叶节点的超级节点，然后再由管理该簇的超级节点将消息发送给所有和该超级节点相邻的其他超级节点。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种分布式迭代的计算对等网络中节点重要性的方法来改善对等网络中的资源搜索性能。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种引入节点重要性的对等网络超级节点选择和资源搜索方法，它包括以下步骤：

1)计算网络中各节点的重要性；

2)根据重要性确定超级节点；

3)进行资源搜索过程。

所述步骤1)进一步包括以下子步骤：

1.1)将对等网络中的节点抽象为图中的节点，在可直接通信的节点之间建立边；

1.2)计算每条边的权重和每个节点的邻居节点数；

1.3)采用分布式迭代的算法计算各节点的重要性值。

所述步骤2)进一步包括以下子步骤：

2.1)给定网络中超级节点数量的期望值和选取超级节点的阈值，将节点重要性大于阈值的节点选为超级节点；

2.2)若所得的超级节点的数量与期望值有偏差，则调整阈值后重新选取超级节点。

所述步骤3)进一步包括以下子步骤：

3.1)构造簇，即确定每个超级节点所管辖的叶节点范围；

3.2)构建超级节点之间拓扑关系。