[发明专利]一种大规模非中心互联网中基于角色的路由方法

说明书

技术领域

本发明属于分布式路由技术在互联网环境中的应用。其中涉及的技术主要包括分布式计算资源在互联网上的特征、对于分布式计算模型的应用以及分布式计算资源有效利用的方法。另外，互联网作为一项综合技术，本发明还涉及其他一些领域的研究成果，如物理研究中的复杂网络理论。

背景技术

路由技术【1】对于分布式系统来说至关重要。没有路由技术的支持，分布式系统无法与适当的计算资源乃至智力资源【2】沟通，从而失去建立分布式系统的意义。互联网系统本质上也是一种分布式系统。与传统分布式系统相比，其特点可归纳如下。

第一，互联网系统是一个大规模分布式系统。互联网系统的建立之初就是为了使得用户之间能够共享彼此资源，一般指数据资源和服务资源。这里把共享资源分为两种，数据资源特指通过复制数据达到计算目标的资源；服务资源指的是通过服务器端的逻辑计算产生状态改变达到计算目标的资源。由于采取了开放策略，即任何人都能够以相对低的门槛进入这个系统，使得系统规模逐渐庞大。当前互联网系统已经容纳了超过一百万【3】的互联网服务器以及比服务器规模更大并由这些服务器所承载的用户客户端。

第二，互联网系统是一个以数据和服务发布为基本功能的系统。互联网系统本质是一个资源共享系统。这里最重要的行为就是数据资源和服务资源的发布。前面已经对数据资源和服务资源进行了简单定义。提到发布，应该说明的是当前互联网是一种基于服务器的内敛式发布系统：无论是数据资源还是服务资源，发布的完成被简化成了把资源放置在相关服务器即可。严格来说，这只完成了发布的一部分步骤，完善的发布还应该包括接收者获得被发布数据或服务的过程。在当前互联网中，这是通过对互联网服务器的访问完成的。

第三，互联网系统是一个具备社会网络【4】或者说复杂网络【4】属性的分布式系统。这是互联网系统在拓扑结构上的一个特征。当一个网络系统是以类似社会关系方式建立时，那么这个网络一般会成为社会网络系统。在众多互联网服务器之间的联系是通过超链接来形成的，即当一个服务器上的网页(数据)包含另外一个服务器网页(数据)时，可以认为这两个服务器之间产生了联系。在拓扑结构中，这两个网站对应于两个节点而它们之间的联系对应于连接两个节点的边。这样的联系来自于网页发布者对于另外一个网页的认同，认为二者之间存在意义上的联系；这符合社会关系的建立方式。当大量基于服务器的数据之间以上述方式形成联系时，就会形成一个拓扑结构，即社会网络属性。但当前互联网系统在基础算法上对这个特征利用有限。

第四，互联网系统是一个用户以不同角色主导的分布式系统。在互联网上存在大量用户，而这些用户是以不同角色出现的。这是由用户资源所有权以及在互联网上的目的所决定的。粗略来看，这些角色包括发布者、转发者和接收者。不同的角色在互联网上的行为方式是完全不同的。对这些角色及其控制的计算资源和其间交互的研究会为互联网应用带来重要帮助。但当前基于角色的互联网基础算法方面的工作并不多并不充分。这种基于角色的基础算法包括路由和动态集群等。需要更进一步认识的是，这些角色并不是孤立或者杂乱无章地存在于互联网上，而是遵守着社会网络中的固有原则。

第五，互联网系统是一个变动频繁但变因相对少的分布式系统。互联网系统由于具备大规模的特征，所以系统内部不断发生变动。这种变动首先是发布者带来的，即新产生或者更新的数据和服务出现在互联网上。这种新的资源会导致接收者去访问，并因此产生相应的状态变化。当接收者在系统中除了具备访问能力外还具有对发布者资源进行修改等交互能力时，互联网上的变动就会更加频繁，几乎是无时无刻不在发生的。但需要指出的是，根据物理学界对复杂网络【4】的研究，在一个复杂网络中处于主导地位的节点占整个系统的比例极低【4】。互联网属于复杂网络的一个特例，也必然具备类似特征。这和真实的互联网经验也相符合，即大量变化在某一时刻是由极小比例的用户产生的。这就是所谓变因相对少所指含义。

第六，互联网系统按照资源主体划分存在两种重要资源。这两种资源分别是计算资源和智力资源。所谓资源主体指的是资源所依赖的客观实体；这个客观实体决定了资源的基本属性。在互联网系统中包含两大截然不同资源主体，其一是以计算设备以及运行其上的算法，另一资源主体就是互联网用户。围绕这二者形成了互联网上述两种资源。一个完善的计算系统应该是上述两种资源的恰当使用和配合。