[发明专利]一种通过对P2P网络节点分组聚类来提高网络稳定性的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种通过对P2P网络节点分组聚类来提高网络稳定性的方法，它以很少的系统可扩展性方面的牺牲换取了系统稳定性的极大提高，从而增强了系统强壮性，改善了系统用户的体验。

二、背景技术

以往的一些测量工作显示，真实世界的P2P系统中很大一部分节点都是不稳定的(这些节点多数是个人电脑，个人数码助理等通过调制解调器连接到网络中)，也就是说，它们经常只在线很短的时间就下线了(在下文中我们形象地称这些节点为dwarfs)。这种抖动性会引发基于分布式散列表(Distributed Hashing Table，简称DHT)的系统进行大量不必要的数据传输和finger table的更新。为了减少这种网络负载，一些基于分布式散列表的P2P实现系统(比如OpenDHT)仅利用稳定节点(这些节点一般是稳定在线的服务器或工作站，我们称之为giants)作为DHT节点。那些dwarfs仅作为客户取得DHT系统的服务。我们称这种策略为GiantOnly，它在本质上是为稳定性牺牲了扩展性。这种做法对OpenDHT是合理的，因为OpenDHT建立在有足够多giants的Planetlab上。

但是，在其它一些应用于商业的P2P系统实现(比如Skype，KaZaA和eDonkey)中，参与节点主要是dwarfs，也就是说环境是高抖动的。将类似GiantOnly的策略应用到这种情况，会造成“客户更多，DHT节点更少”的局面。也就是说，系统不再具有可扩展性了。

本发明基于这种观察：在高抖动性的环境里，虽然单个dwarf的能力是微不足道的，但是由于这种节点很多，仍然可以将他们联合起来对系统的扩展性做出贡献。更重要的是，在这种giants很少的环境里，合理利用dwarfs几乎是提供可扩展的服务的唯一手段。

三、发明内容

本发明的目的是提出一种通过对P2P网络节点分组聚类来提高网络稳定性的方法，它以很少的系统可扩展性方面的牺牲换取了系统稳定性的极大提高，从而增强了系统健壮性，改善了系统用户的体验。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种通过对P2P网络节点分组聚类来提高网络稳定性的方法，该方法包括以下步骤：

1.对网络节点分组聚类：考虑到节点“存储量”和“带宽”等性能与节点“在线时长”具有同质性这个现象，选择按网络节点生存时长进行分组聚类的方法；节点生存时长指存储量、带宽和在线时长三者综合的参数？

2.确定网络节点的组织拓扑结构，为了减少搜索时延，分组聚类采用“组内无结构，组间结构化”的方法制定拓扑结构，并规定了网络中文件的存储和搜索方法；

3.确定网络节点分组数量级。首先需要统计出网络节点数的量级N，在此基础上考虑系统稳定性和可扩展性的折中，将网络节点分组的数量级定为N/logN；

4.在一定的可扩展性下，确定具体网络节点分组聚类方法的最大化系统稳定性。证明了这个稳定性最大化问题为NP问题，并提出了一个近似算法；

5.证明这个近似算法是实际可行的，即其所需的已知条件均是可以从网络历史信息中统计得到的。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：该方法以很少的系统可扩展性方面的牺牲换取了系统稳定性的极大提高，从而增强了系统健壮性，改善了系统用户的体验。

四、附图说明

图1是本发明基于Chord的混合结构的一个简单例。

五、具体实施方式

本发明可分为5个阶段：确定分组聚类原则，确定节点组织拓扑结构，确定分组数量级，确定具体分组聚类方法，证明近似算法可行性。

阶段1：确定分组聚类原则

我们设计这个同质分组策略主要从两个角度，即系统容量和查询时延，来提高系统扩展性。

为了提高系统容量，系统容纳了所有申请加入的节点，并将它们分组。以往的工作观察到，在线时间长的节点通常都是以ISDN或电缆连接到网络中，也就是说，它们在诸如带宽和存储容量方面也是giant，而反之亦然。因此可以认为节点的“生存时长”与其能力成正比。