[发明专利]一种结构化P2P网络中的路由系统构建方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及P2P网络传输中的结构化路由方法，可用于网络中资源共享、即时通信、多媒体传输和协同工作。

背景技术

P2P是一种分布式网络，网络的参与者共享他们所拥有的一部分硬件资源，即存储能力、CPU能力、网络连接能力，这些共享资源需要由网络提供内容和服务，能被其它对等结点peer无需经过中间实体而直接访问。P2P网络也有许多不同的网络结构，由于网络结构的不同，对于资源的查找方法也就不同，目前P2P网络主要有以下几种结构：

(1)集中式的P2P网络，这种网络结构主要是有一个中心服务器来负责记录共享的信息，一旦中心服务器崩溃，那么整个系统就会瘫痪。客户端在下载资源和上传资源时会在服务器端记录下这些资源的信息，以供其它用户查询并下载；

(2)分布式的P2P网络，这种网络结构又分为结构化P2P网络和非结构化P2P网络。非结构化拓扑的P2P网络采用了随机图的组织方式来形成一个松散的网络，这种结构每个结点都具有相同的功能，既是客户机又是服务器。结构化P2P网络利用路由算法，通过分布式散列函数将输入的数据唯一地映射到某个结点上，然后通过一些特定路由算法查找到该结点，并与该结点建立连接。

结构化P2P网络中典型的协议就是Chord协议。Chord协议是在2001年由麻省理工学院提出，Chord协议采用分布式散列算法，结点之间完全平等并完成同样的工作。根据Chord协议组成的环状网络称为Chord网络。

在Chord网络中，每个网络结点通过安全散列函数获得唯一的ID，即nodeID＝Hash(node)，Hash为安全散列函数，node通常是结点端口地址、端口号、随机数或者它们的组合；数据对象通过安全散列函数获得唯一的ID，即objectID＝Hash(object)，object通常是数据对象的名称、内容、发布者或者它们的组合。

Chord网络按照如下方法将数据对象分配到网络结点中：首先，所有的结点按nodeID从小到大顺时针排列在一个环上，数据对象的objectID用k表示，其被分配到环上顺时针方向紧随k或与k相等的第一个结点上，此结点也称为对象k的后继，对象k则称为此结点的前驱。

Chord网络把所有的结点组织成一个结构化的网络，并将文件索引分布在其中。这样的映射过程并没有考虑物理网络的情况，则构建起来的逻辑上的网络往往和物理网络不一致。Chord查找协议存在不足之处主要有：

(1)Chord网络的查找效率不高，延迟严重；

(2)Chord网络中结点由于异构性，会造成负载不均；

(3)Chord网络构造的逻辑网络与物理网络失配，逻辑网络与实际的网络之间没有联系，路由过程中存在“舍近求远”的情况。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出了一种结构化P2P网络中的路由系统构建方法，能够提高查找效率，有效地缩短查找延迟时间，均衡结点的负载，使得物理网络与逻辑网络相匹配。

为实现上述目的，本发明基于结构化P2P网络构建路由系统的步骤包括如下：

(A)构建网络：

(A1)将结点n用标识符G表示，G＝nodeID，G共有m位，前m1位表示为G1，后m2位表示为G2，则结点n表示为n(G1，G2)；

(A2)对所有结点的G1值与G2值进行如下计算：

G1＝Hash(GIP)mod2^m1；

G2＝Hash(IP)mod2^m2；

GIP为结点n的网关地址，IP为结点n的互联网协议地址；

(A3)将G1值相同的结点归为同一个簇，G1值不相同的结点各自成簇，则所有结点划分为很多簇，同一簇中结点的G2值不相同；

(A4)将不同的簇中结点的G1值按从小到大顺时针排列成一个环状结构，形成高层环；

(A5)对同一簇中的结点按G2值从小到大顺时针排列成一个环状结构，形成低层环，构成双层环状网络；

(B)为数据对象分配结点：

(B1)将数据对象用标识符k表示，k＝objectID，k共有m位，前m1位表示为k1，后m2位表示为k2，则数据对象表示为k(k1，k2)；