無結(jié)構化P2P網(wǎng)絡關鍵技術研究.pdf

1、無結(jié)構化P2P(Peer-to-Peer)網(wǎng)絡在覆蓋網(wǎng)上采用了完全分布式的組織方式，無中心管理節(jié)點，節(jié)點之間的地位完全平等，可以自組織、自管理、能較好的處理節(jié)點的動態(tài)加入和退出，以及節(jié)點的故障問題，可用性強、健壯性好、管理費用低，已經(jīng)得到了大規(guī)模應用，如語音服務軟件、流媒體軟件、文件共享軟件等。隨著互聯(lián)網(wǎng)應用的快速增長，無結(jié)構化P2P技術在進行優(yōu)化后將面臨著更廣闊的應用前景。
　　 論文以Gnutella網(wǎng)絡為基本模型，對無結(jié)構

2、化P2P網(wǎng)絡中存在的一些基礎性問題進行了深入探討。主要內(nèi)容涉及稀缺資源的共享問題、路由問題、信任問題和激勵問題。
　　 論文的主要貢獻如下：
　　 1．無結(jié)構化P2P網(wǎng)絡中稀缺資源的共享機制
　　 提出了一種簡單的分布式算法NTIR，使無結(jié)構化網(wǎng)絡中的稀缺資源可以象流行資源一樣具有較高的搜索命中率。NTIR根據(jù)度數(shù)不同的節(jié)點，其處理查詢的能力、存儲能力和搜索命中率各不相同的特點將稀缺資源的索引副本擴散到系統(tǒng)的各類

3、節(jié)點處，而不是只依靠超級節(jié)點處理存儲與查詢，避免了有目的地攻擊超級節(jié)點易導致的系統(tǒng)癱瘓問題，體現(xiàn)了負載均衡的特性，并且在帶寬費用和存儲費用都有限的約束條件下，實現(xiàn)了稀缺資源高效的搜索命中率，提高了整個P2P網(wǎng)絡的實用性。
　　 2.無結(jié)構化P2P網(wǎng)絡中的路由機制
　　 針對無結(jié)構化P2P網(wǎng)絡中洪泛與隨機漫步機制的盲目性問題，提出了一種利用hash函數(shù)與M-tree技術將網(wǎng)絡文件聚類后，利用路由表完全分布式存儲索引指針的新

4、機制。每個節(jié)點的路由表主要記錄擁有各類資源的高能力節(jié)點指針，并利用概率統(tǒng)計分析的方法不斷地更新路由表項。當節(jié)點收到搜索請求以后，通過查詢路由表，只需一跳就進入能以最大概率回應的節(jié)點處查找，并能以較低的網(wǎng)絡時延命中多個優(yōu)質(zhì)資源副本，達到了高速并行下載的目的。仿真試驗和性能分析表明該算法有效地減少了搜索帶來的網(wǎng)絡流量，提高了查找成功率，并且具有越稀缺的資源越容易找到的特性。而且搜索效率只與同類資源的數(shù)量有關，與網(wǎng)絡規(guī)模無關。
　　

5、3．基于概率統(tǒng)計理論的P2P信任模型
　　 基于概率統(tǒng)計理論，提出了一種新的P2P系統(tǒng)信任模型PStrust。該模型根據(jù)節(jié)點的歷史交易情況，運用最大似然估計，假設檢驗等方法計算出節(jié)點的信任值，節(jié)點選擇與可信度高的節(jié)點進行交易。數(shù)學分析及仿真實驗表明該模型能有效地抵抗惡意節(jié)點的free-riding攻擊、詆毀攻擊、共謀攻擊和睡眠攻擊。與經(jīng)典信任模型Eigentrust相比，PStrust克服了迭代算法的復雜性，有效地提高了交易成功

6、率。
　　 4．基于重復博弈的P2P激勵機制
　　 基于重復博弈論，提出了一種新的P2P系統(tǒng)的激勵機制。新機制首先考慮節(jié)點的個體理性，使個體追求自身收益最大化的同時實現(xiàn)系統(tǒng)收益的最大化，即激勵兼容的實現(xiàn)。在重復博弈的演化過程中，節(jié)點行為的動態(tài)變化用馬爾可夫鏈進行了分析與計算。為了實現(xiàn)各自利益的最大化，節(jié)點與節(jié)點之間，節(jié)點與系統(tǒng)之間的關系隨著重復博弈的進行，不斷調(diào)整，由不合作演化成一種穩(wěn)定的合作關系。數(shù)學分析與仿真實驗說明

7、，該機制有效地促進了節(jié)點之間的合作，提高了整個系統(tǒng)的可用性。
　　 5．基于貝葉斯理論的P2P信任模型經(jīng)典的概率統(tǒng)計理論以獲取到對象的大樣本為分析基礎，在樣本比較少的情況下，有效性大大降低。而貝葉斯統(tǒng)計方法則充分利用先驗信息和小樣本的現(xiàn)場信息，推算出具有更小的平方差和平方誤差的更為精確的后驗結(jié)果。基于貝葉斯理論，提出了一種新的P2P系統(tǒng)信任模型。該模型能夠在交易樣本比較少的情況下，根據(jù)先驗經(jīng)驗和節(jié)點的交易情況，計算出節(jié)點的信任值