專利名稱：一種基于信息擴散的p2p網(wǎng)絡路由控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計算機網(wǎng)絡通信技術、特別是涉及P2P網(wǎng)絡基于概率的資源路由查找 方法，算法能指導查詢請求更快適應網(wǎng)絡節(jié)點動態(tài)加入、退出帶來的資源路由變化，更有效 地查找P2P網(wǎng)絡資源。
背景技術：
P2P對等網(wǎng)絡中所有節(jié)點都處于平等的地位，每個節(jié)點既可以作為服務器來提供 資源或服務，同時又可以作為客戶端來請求資源。由于P2P網(wǎng)絡中不存在中心服務器，相鄰 的節(jié)點之間可以直接交換信息；因此，P2P網(wǎng)絡是一種典型的分布式網(wǎng)絡，其本身的結(jié)構不 僅容易實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的廣泛共享，也有利于分布式計算、存儲等技術的應用。P2P的網(wǎng)絡按 照拓撲結(jié)構可分為結(jié)構化以及非結(jié)構化兩種結(jié)構化的P2P網(wǎng)絡使用DHT (分布式哈希表) 控制路由信息。但節(jié)點的動態(tài)變化使得DHT的維護方法相當復雜。無結(jié)構的P2P網(wǎng)絡允許 節(jié)點自由地與網(wǎng)絡其他節(jié)點建立連接，節(jié)點可以自由地加入和退出網(wǎng)絡，整個網(wǎng)絡具有自 由、靈活等優(yōu)點，目前的P2P網(wǎng)絡多是采用這種結(jié)構，如Gnutella，Bit torrent等。由于非 結(jié)構P2P網(wǎng)絡節(jié)點在拓撲連接上的隨機性，給資源定位、信息搜索等造成巨大困難。研究實 現(xiàn)非結(jié)構P2P網(wǎng)絡的資源路由搜索方法一直以來都是P2P網(wǎng)絡研究的熱點問題之一。目前，非結(jié)構P2P多采用泛洪路由搜索策略，其基本思想是以節(jié)點廣播的方式進 行信息轉(zhuǎn)發(fā)，具有很大的盲目性，浪費網(wǎng)絡帶寬。為了提高路由搜索效率，出現(xiàn)了諸多基于 信息索引的方法，如Intelligent-BFS方法通過搜集鄰居節(jié)點信息，有選擇地向部分鄰居 節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)搜索信息。Distributed resource location方法在搜索成功后緩存資源的位置， 從而在未來的路由選擇過程中快速命中資源。APS(Adaptive Probabilistic Search)方法 利用節(jié)點過去一段時間內(nèi)的查詢信息，對鄰居節(jié)點賦予不同的資源選擇概率，用以指導選 擇鄰居節(jié)點來轉(zhuǎn)發(fā)搜索信息，向網(wǎng)絡中最可能擁有資源的節(jié)點方向傳遞搜索信息。這些方 法在網(wǎng)絡拓撲結(jié)構基本穩(wěn)定的情況下，經(jīng)過一段時間搜索后能快速、準確地找到資源路由； 考慮無結(jié)構P2P網(wǎng)絡的特點就是節(jié)點可以自由地加入或退出網(wǎng)絡，網(wǎng)絡拓撲的動態(tài)變化會 導致資源路由的動態(tài)變化，在這種情況下，以上算法需要很長時間才能學習到網(wǎng)絡的資源 位置并有效地搜索網(wǎng)絡資源。綜上，現(xiàn)有無結(jié)構P2P網(wǎng)絡的資源搜索路由方法都是基于拓撲結(jié)構穩(wěn)定的搜索方 法，對于網(wǎng)絡拓撲結(jié)構動態(tài)變化的資源搜索，目前尚未有很好的解決方法，有必要研究P2P 網(wǎng)絡動態(tài)拓撲結(jié)構下的資源路由控制方法，使得P2P網(wǎng)絡拓撲動態(tài)變化帶來的資源路由變 化能及時的反映給網(wǎng)絡各節(jié)點，從而提高網(wǎng)絡資源的搜索效率。

發(fā)明內(nèi)容
P2P網(wǎng)絡允許節(jié)點動態(tài)加入和退出，是一種動態(tài)拓撲架構的網(wǎng)絡，這種動態(tài)拓撲網(wǎng) 絡會產(chǎn)生節(jié)點資源路由的變化。而現(xiàn)有基于歷史查找成功概率的APS搜索技術更適合網(wǎng)絡 拓撲結(jié)構穩(wěn)定的資源搜索，不能適應網(wǎng)絡的這種資源動態(tài)變化帶來的查找路徑變化。本發(fā)明就是為了解決這一問題，提出一種基于信息擴散的路由控制方法，提高P2P網(wǎng)絡資源查 找效率。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案是一種基于信息擴散的路由控制方法，包括下列步 驟步驟1在P2P網(wǎng)絡中的每個節(jié)點保存一張命中概率表，表中保存著該節(jié)點能夠成 功查詢某種資源的概率值，并根據(jù)節(jié)點歷史查詢的結(jié)果確定該概率值的大??；步驟2為每條查詢信息設置一個TTL(Time To Live)值，用來限制搜索信息轉(zhuǎn) 發(fā)的深度；為了實現(xiàn)信息擴散方法，在每個節(jié)點上為每類資源η設置兩個信息擴散的周期 77和77，7；"為累計查詢成功所對應的計數(shù)器，為累計查詢失敗所對應的計數(shù)器，以及 一個信息擴散的最大深度Dm用來控制擴散的影響范圍；同時，在網(wǎng)絡中資源η的節(jié)點i上， 保存一個信息擴散時刻的歷史命中概率,以及當前命中概率^^ ；步驟3根據(jù)查找路徑上節(jié)點現(xiàn)有資源命中概率，向周圍鄰居節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)信息，并 根據(jù)查找成功與否逐步更新其資源i的當前命中概率信息；步驟4當網(wǎng)絡中某個節(jié)點i達到其設置的信息擴散周期Ts或Tf時，該節(jié)點啟動信 息擴散過程，周圍鄰居根據(jù)該節(jié)點的歷史命中概率乃;1，以及當前命中概率，周期性更新 其當前命中概率；周圍鄰居節(jié)點也以同樣的的信息擴散方式將節(jié)點動態(tài)資源加入或離開信 息更快地擴散到其它鄰居節(jié)點，直到達到此次信息擴散過程的最大擴散深度Dm為止，此時 信息擴散過程完成。所述節(jié)點i上資源η的當前命中概率采用如下公式 ρη 其中，參數(shù)θ為一很小的值，防止命中概率的值為0 ；《,+為節(jié)點i上資源η的累 計成功查詢的總數(shù)量；Λ。為節(jié)點i上資源η的累計查詢總數(shù)量。所述步驟3中，查詢信息盡可能地向越大的節(jié)點方向轉(zhuǎn)發(fā)；查詢信息避免向 越大節(jié)點方向轉(zhuǎn)發(fā)；當節(jié)點i達到信息擴散周期時，將當前時刻的/^保存在 中，以便在 下一次信息擴散時計算命中概率的變化情況。從公式(1)中可以看出節(jié)點的命中概率是 與歷史成功查詢次數(shù)成正比，并與總的查詢次數(shù)成反比。越大表明由該節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)查詢資 源η的成功率越高，/^越小則表明由該節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)查詢資源η的成功率越低。所述步驟3中，Ρ2Ρ網(wǎng)絡信息搜索的路由控制過程如下(1)搜索的起始節(jié)點初始化TTL值，并在鄰居節(jié)點中選擇命中概率最大的節(jié)點，向 該節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)查詢信息。(2)查詢信息達到鄰居節(jié)點，將查詢信息的TTL值減1，如果TTL小于0則認為此 次查詢結(jié)束，否則執(zhí)行下一步；(3)將該節(jié)點累計的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)A^增加1，利用公式(1)更新自身的命中概率(這 里調(diào)整的命中概率是悲觀方式，即假設該節(jié)點沒有命中資源，則只增加轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)計數(shù))，并檢測是否擁有查詢信息所對應的資源，若有則資源查找成功，沿著搜索信息相反的方向發(fā) 送搜索成功的反饋信息，執(zhí)行步驟(4)；否則，根據(jù)節(jié)點的資源命中概率表，選擇當前命中 概率值最大的鄰居節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)搜索信息，重復執(zhí)行步驟(2)；(4)接收到成功反饋信息的節(jié)點，將累計的成功轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)增加1，并利用公式 (1)更新自身的當前命中概率；重復執(zhí)行步驟(4)，直到反饋信息到達搜索的起始節(jié)點為 止；(5)在執(zhí)行步驟(3)和⑷的過程中，當有節(jié)點搜索成功的計數(shù)器達到Ts或者 搜索失敗的等于！；或搜索失敗的周期計數(shù)7；等于Tf時，該節(jié)點便向其周圍鄰居節(jié)點進行信 息擴散，以更新網(wǎng)絡中節(jié)點在資源η上的命中概率，同時對7；"或77清零，以便進行下一次概 率權重更新；(6)信息搜索過程結(jié)束。為了使路由方法更好地適應網(wǎng)絡動態(tài)變化，降低資源變動對查詢效率的影響，本 實例運用信息擴散的方法，在一定的概率更新周期內(nèi)，使節(jié)點在適當?shù)姆秶鷥?nèi)進行信息擴 散。通過將節(jié)點變化的路由信息傳遞給相鄰的節(jié)點，使得接收到擴散信息的鄰居節(jié)點可以 重新調(diào)整自身的命中概率，以便能夠正確地指導未來的查詢信息，及時地適應網(wǎng)絡資源或 節(jié)點的動態(tài)變化?；谛畔U散的路由控制方法具體為對于某個節(jié)點k，當k的累積搜索成功的次 數(shù)已經(jīng)等于Ts，或累計搜索失敗的次數(shù)等于Tf時，則k達到該節(jié)點的信息擴散周期，觸發(fā)一 次信息擴散；節(jié)點k初始化一個空的已更新集合Q，用來保存信息擴散過程中已更新過的節(jié) 點，并將節(jié)點k添加到集合Q中；對處于最大擴散深度Dm范圍內(nèi)的節(jié)點k的鄰居節(jié)點i，所 采用的信息擴散的概率更新公式如下 其中，/^jew表示i節(jié)點，其對應第η類資源利用信息擴散更新后的概率權重，此時， 節(jié)點的當前概率用巧；Lv進行更新；節(jié)點集合Ci為節(jié)點i上所有鄰居節(jié)點neigb (i)與節(jié) 點集合Q上的交集；節(jié)點i根據(jù)集合Ci中每個節(jié)點j前后兩個周期的概率權重變化來調(diào)整
自身的概率權重；設集合Ci的長度為
。)反映了集合Ci中節(jié)點在
資源η上的平均搜索命中概率的變化量如果這個變化量為正值，則反映了周圍節(jié)點在此 資源的命中點概率正在不斷增加，說明i節(jié)點周圍有新的η資源的加入；變化量等于0則說 明周圍節(jié)點的命中概率目前沒用明顯的變化，該區(qū)域的節(jié)點資源處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)；變 化量為負值則表示說明i節(jié)點周圍可能存在資源η離開的情況，導致命中搜索概率的下降； 參數(shù)α為擴散系數(shù)(0 < α < 1)，表示擴散信息對節(jié)點i概率權重的影響程度。所述步驟4中，信息擴散的具體過程可以按如下幾個步驟進行(1)節(jié)點k達到信息擴散周期，初始化當前擴散深度d。為0，并初始化已更新節(jié)點 集合Q，其中Q中僅含有信息擴散起始節(jié)點k。(2)比較當前信息擴散的深度d。與Dm的大小，若d。小于Dm，信息擴散節(jié)點k向周圍的鄰居節(jié)點發(fā)送當前擴散深度d。、已更新集合Q等作為信息擴散的通知信息，并執(zhí)行下一 步；否則，轉(zhuǎn)到步驟(6)；(3)接收到擴散通知的每一個鄰居節(jié)點i判斷自己是否屬于已更新集合Q ；若是， 則節(jié)點i已完成信息更新；否則執(zhí)行下一步；(4)對應接收到擴散信息的某個鄰居節(jié)點i，則節(jié)點i利用上面的公式(2)對自身 的概率權重進行更新，得到新的當前概率值。同時，將節(jié)點i添加到已更新集合Q中，以 防止重復更新該節(jié)點的概率信息；i節(jié)點將當前擴散深度d。增加1，并將當前擴散深度、已 更新集合等擴散通知信息傳遞給其所有鄰居節(jié)點，遞歸執(zhí)行步驟(2)；(5)當節(jié)點k的所有的鄰居節(jié)點都已更新完畢，節(jié)點k更新自身的歷史概率巧。為
當前命中概率巧^ ,并設置自身的計數(shù)器:C為O。(6)信息擴散過程結(jié)束。本發(fā)明能夠高效地指導P2P網(wǎng)絡查詢信息的路由方向，適應節(jié)點的隨機加入或離 開，對節(jié)點資源的變化能夠做出及時的響應。通過信息擴散動態(tài)地調(diào)整更多節(jié)點的路由信 息，加快整個網(wǎng)絡命中概率的收斂速度，減少資源變動對搜索路由策略的影響。方法簡單， 容易實現(xiàn)。


圖1節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)信息流程2節(jié)點擴散信息流程3查詢信息路由過程4節(jié)點資源離開時命中率變化5節(jié)點資源加入時命中率變化圖
具體實施例方式下面給出本發(fā)明的一個具體實施過程的例子，實施用例采用信息擴散的路由策 略，對查詢信息的轉(zhuǎn)發(fā)方向進行控制。本實例隨機地產(chǎn)生一個擁有5000個節(jié)點的非結(jié)構化 P2P網(wǎng)絡拓撲，并按25%的比例為網(wǎng)絡中的部分節(jié)點分配5種不同的資源，每種資源用關鍵 字唯一標示。為每個節(jié)點隨機地初始化鄰居節(jié)點的連接，彼此相鄰的兩個鄰居節(jié)點可以直 接進行信息的傳遞。通過在網(wǎng)絡層上實現(xiàn)信息擴散算法，能夠有效地指導查詢信息的轉(zhuǎn)發(fā) 方向，并在網(wǎng)絡節(jié)點資源出現(xiàn)變化時對其它節(jié)點的信息作相應地調(diào)整，以提高搜索算法的 穩(wěn)定性與準確性。本實例中的P2P環(huán)境是一個動態(tài)的網(wǎng)絡，網(wǎng)絡中的節(jié)點以及節(jié)點所擁有 的資源都會以5%的概率動態(tài)地加入或離開網(wǎng)絡。搜索成功的信息擴散的周期Ts為4，搜 索失敗的信息擴散周期Tf為10，TTL的最大限值為50。參照流程圖1，P2P網(wǎng)絡信息搜索的路由控制過程如下步驟101，由搜索的起始節(jié)點來初始化TTL值。步驟102，節(jié)點在其鄰居節(jié)點中選 擇命中概率最大的鄰居節(jié)點，向該節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)查詢信息和TTL值，當查詢信息達到鄰居節(jié)點， 該鄰居節(jié)點將查詢信息的TTL值減1。步驟103，判斷節(jié)點的TTL值是否小于0，如果小于 0則查詢信息達到預先設定的最大深度，查詢過程結(jié)束，否則執(zhí)行步驟104。步驟104，將該
8節(jié)點累計的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)增加1，利用公式(1)更新自身的命中概率(這里調(diào)整的命中概率 是悲觀方式，即假設該節(jié)點沒有命中資源，則只增加轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)計數(shù))。步驟105，檢測節(jié)點是 否擁有查詢信息所對應的資源，若有則資源查找成功，并沿著搜索信息相反的方向發(fā)送搜 索成功的反饋信息，執(zhí)行步驟106 ；否則，根據(jù)節(jié)點的資源命中概率表，選擇當前命中概率 值最大的鄰居節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)搜索信息，重復執(zhí)行步驟102。步驟106，接收到成功反饋信息的節(jié) 點，將累計的成功轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)》S,"增加1，并利用公式(1)更新自身的當前命中概率。步驟107， 判斷搜索成功的信息反饋是否達到了搜索的起點，若沒有，則重復執(zhí)行步驟106，此時搜索 成功路徑上所有節(jié)點的當前命中概率更新完成，信息搜索過程結(jié)束。步驟108，在執(zhí)行步驟 104和106的過程中，判斷是否有節(jié)點搜索成功的計數(shù)器7；"達到Ts或者搜索失敗的周期計 數(shù)77達到Tf時，若有，則執(zhí)行步驟109。步驟109，達到信息擴散的節(jié)點向其周圍鄰居節(jié)點 進行信息擴散，以更新網(wǎng)絡中節(jié)點在資源η上的命中概率，同時對7；"或7>"清零，以便進行下 一次概率權重更新。為了使路由方法更好地適應網(wǎng)絡動態(tài)變化，降低資源變動對查詢效率的影響，本 實例運用信息擴散的思想，在一定的概率更新周期內(nèi)，使節(jié)點在適當?shù)姆秶鷥?nèi)進行信息擴 散。通過將節(jié)點變化的路由信息傳遞給相鄰的節(jié)點，使得接收到擴散信息的鄰居節(jié)點可以 重新調(diào)整自身的命中概率，以便能夠正確地指導未來的查詢信息，及時地適應網(wǎng)絡資源或 節(jié)點的動態(tài)變化。對照流程圖2，其信息擴散的具體過程可以按如下幾個步驟進行步驟201，節(jié)點k達到信息擴散周期，初始化當前擴散深度d。為0，并初始化已更 新節(jié)點集合Q，其中Q中僅含有信息擴散起始節(jié)點k。步驟202，比較當前信息擴散的深度 d。與Dm的大小，若d。小于Dm，執(zhí)行步驟203，否則說明節(jié)點的信息擴散達到預期設定的擴散 深度，信息擴散過程結(jié)束。步驟203，信息擴散節(jié)點k向其周圍的鄰居節(jié)點發(fā)送當前擴散深 度d。、已更新集合Q等作為信息擴散的通知信息。步驟204，對于接收到擴散通知的每一個 鄰居節(jié)點i判斷自己是否屬于已更新集合Q ；若是，則說明該節(jié)點i已完成信息更新，不需 要信息更新；否則執(zhí)行步驟205。步驟205，對于需要信息更新的某個鄰居節(jié)點i，則節(jié)點i 利用上面的公式(2)對自身的概率權重進行更新，得到新的當前概率值Zfe。同時，將節(jié)點i 添加到已更新集合Q中，以防止重復更新該節(jié)點的概率信息；i節(jié)點將當前擴散深度d。增 加1，并將當前擴散深度、已更新集合等擴散通知信息繼續(xù)傳遞給與其所有鄰居節(jié)點，遞歸 地重復執(zhí)行步驟202。步驟206，在信息擴散過程中，判斷節(jié)點的所有的鄰居節(jié)點是否都已 更新完畢。步驟207，當節(jié)點的所有鄰居節(jié)點都已更新完畢，此時節(jié)點更新自身的歷史概率 為當前命中概率，并對廠或廠清零，以啟動下一次信息擴散過程。結(jié)合圖3來說明本實例中的查詢信息的路由控制以及節(jié)點命中概率的更新過程， 當圖中節(jié)點A想要查詢資源R，首先，A部署3個walk進行查詢，每個walk信息在鄰居節(jié) 點(B、C、F)之間進行轉(zhuǎn)發(fā)。B、C、F接收到查詢信息后檢查自己的資源里是否含有R資源， 有則返回給A否則繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)，直到walk中的TTL減少到0結(jié)束，在節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)walk的同時要 修改對該資源的累積轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)量，即公式⑴中的《,_。當walk沿著路徑A-F-J-M-N在節(jié)點N 處發(fā)現(xiàn)資源時，首先節(jié)點N會發(fā)出成功查詢的反饋信息給節(jié)點A，每個接收到成功反饋的節(jié) 點(A、F、J、M、N)都會重新調(diào)整自身的命中概率。同時，根據(jù)節(jié)點所記錄的更新周期，判斷
9是否需要進行信息擴散，假設F和J節(jié)點達到了預定的成功擴散的周期，這時F、J會根據(jù)公 式⑵向周圍的鄰居節(jié)點I、K、G發(fā)送擴散信息。節(jié)點I在接收到擴散信息后，以節(jié)點F、J 構成集合C，并運用公式(1)重新調(diào)整自身命中概率。然后，判斷是否繼續(xù)向下一層節(jié)點進 行信息擴散，本實例預定的信息擴散深度Dm為2，則K、G節(jié)點在更新自身概率后會繼續(xù)向H 節(jié)點擴散信息，直到達到最大的擴散深度為止。這樣，一個完整的查詢以及概率更新、擴散 的過程就結(jié)束了。 對于某個具體的節(jié)點進行分析，例如節(jié)點F，隨著搜索數(shù)量的不斷增加，F(xiàn)的搜索 成功次數(shù)會不斷上升。累積搜索數(shù)量每達到一個擴散周期時，一個周期內(nèi)增加的概率值都 會擴散給相鄰的節(jié)點G、I，以便引導更多的搜索信息向節(jié)點F轉(zhuǎn)發(fā)，進而命中節(jié)點N中的資 源。若某一時刻節(jié)點N的資源不存在或節(jié)點N離開了網(wǎng)絡，此時，節(jié)點F針對N所轉(zhuǎn)發(fā)的搜 索信息會頻繁失敗，從而導致F的命中概率會持續(xù)地下降。每當失敗的搜索數(shù)量累計到一 定周期時，同樣地會向節(jié)點G、I進行信息擴散，將命中概率的變化情況通知給鄰居節(jié)點，節(jié) 點G、I會及時降低自身的概率以適應節(jié)點N所帶來的影響，避免更多的搜索信息向F節(jié)點 轉(zhuǎn)發(fā)。圖4和圖5分別描述了節(jié)點資源變動時查詢命中率的變化情況。圖4描述了網(wǎng)絡在 有節(jié)點離開的情況下，查詢命中率的變化情況。在查詢總數(shù)10000次的查詢過程中，表示在 進行到5000次查詢以后，網(wǎng)絡中的部分節(jié)點按一定的概率，隨機地離開網(wǎng)絡或更改資源。 此時，信息擴散算法和APS算法的查詢命中率都有明顯的下降，從圖中的曲線可以看出，信 息擴散算法能夠較好地適應網(wǎng)絡的動態(tài)變化，而APS算法受節(jié)點的離開的影響較大。圖5描 述了網(wǎng)絡在節(jié)點加入的情況下，查詢命中率的變化情況。在總數(shù)為10000次的查詢過程中， 查詢進行5000次查詢以后，部分攜帶資源的節(jié)點按一定的概率加入到網(wǎng)絡中，隨著資源數(shù) 量的增加，搜索資源的命中概率會隨著提高，從圖中可以看出，由于信息擴散算法能夠及時 將這種資源變化的信息共享給更多的節(jié)點，其資源命中率增長速度要好于APS算法。
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權利要求
一種基于信息擴散的路由控制方法，其特征是，該方法包括下列步驟步驟1在P2P網(wǎng)絡中的每個節(jié)點保存一張命中概率表，表中保存著該節(jié)點能夠成功查詢某種資源的概率值，并根據(jù)節(jié)點歷史查詢的結(jié)果確定該概率值的大??；步驟2為每條查詢信息設置一個TTL值，用來限制搜索信息轉(zhuǎn)發(fā)的深度；預設定兩個信息擴散的周期Ts和Tf，Ts為累計查詢成功所對應的擴散周期，Tf為累計查詢失敗所對應的擴散周期，在每個節(jié)點上對每類資源n分別設置對應的計數(shù)器以及以及一個信息擴散的最大深度Dm用來控制擴散的影響范圍；同時，在網(wǎng)絡中資源n的節(jié)點i上，保存一個信息擴散時刻的歷史命中概率以及當前命中概率步驟3根據(jù)查找路徑上節(jié)點現(xiàn)有資源命中概率向周圍鄰居節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)信息，并根據(jù)查找成功與否逐步更新其資源i的當前命中概率信息；步驟4當網(wǎng)絡中某個節(jié)點i的搜索成功計數(shù)器達到其設置的信息擴散周期Ts或搜索失敗的計數(shù)器達到Tf時，該節(jié)點啟動信息擴散過程，周圍鄰居根據(jù)該節(jié)點的歷史命中概率以及當前命中概率周期性更新其當前命中概率；周圍鄰居節(jié)點也以同樣的的信息擴散方式將節(jié)點動態(tài)資源加入或離開信息更快地擴散到其它鄰居節(jié)點，直到達到此次信息擴散過程的最大擴散深度Dm為止，此時信息擴散過程完成。FSA00000211164300011.tif,FSA00000211164300012.tif,FSA00000211164300013.tif,FSA00000211164300014.tif,FSA00000211164300015.tif,FSA00000211164300016.tif,FSA00000211164300017.tif,FSA00000211164300018.tif,FSA00000211164300019.tif
2.根據(jù)權利要求1所述的路由控制方法，其特征是，所述節(jié)點i上資源η的當前命中概 率^C采用如下公式 其中，參數(shù)θ為一很小的值，防止命中概率的值為為節(jié)點i上資源η的累計成功 查詢的總數(shù)量；《為節(jié)點i上資源η的累計查詢總數(shù)量。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的路由控制方法，其特征是，所述步驟3中，查詢信息盡可 能地向越大的節(jié)點方向轉(zhuǎn)發(fā)；查詢信息避免向^^越大節(jié)點方向轉(zhuǎn)發(fā)；當節(jié)點i達到信息 擴散周期時，將當前時刻的保存在乃；“。中。
4.根據(jù)權利要求1所述的路由控制方法，其特征是，所述步驟3中，P2P網(wǎng)絡信息搜索 的路由控制過程如下(1)搜索的起始節(jié)點初始化TTL值，并在鄰居節(jié)點中選擇命中概率最大的節(jié)點，向該節(jié) 點轉(zhuǎn)發(fā)查詢信息。(2)查詢信息達到鄰居節(jié)點，將查詢信息的TTL值減1，如果TTL小于0則認為此次查 詢結(jié)束，否則執(zhí)行下一步；(3)將該節(jié)點累計的轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)<增加1，利用公式(1)更新自身的命中概率(這里調(diào) 整的命中概率是悲觀方式，即假設該節(jié)點沒有命中資源，則只增加轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)計數(shù))，并檢測 是否擁有查詢信息所對應的資源，若有則資源查找成功，沿著搜索信息相反的方向發(fā)送搜 索成功的反饋信息，執(zhí)行步驟(4)；否則，根據(jù)節(jié)點的資源命中概率表，選擇當前命中概率值最大的鄰居節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)搜索信息，重復執(zhí)行步驟(2)；(4)接收到成功反饋信息的節(jié)點，將累計的成功轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)Sf增加1，并利用公式⑴更 新自身的當前命中概率；重復執(zhí)行步驟(4)，直到反饋信息到達搜索的起始節(jié)點為止；(5)在執(zhí)行步驟(3)和⑷的過程中，當有節(jié)點搜索成功的計數(shù)器:T/達到Ts或者搜索 失敗的等于??；或搜索失敗的周期計數(shù)等于Tf時，該節(jié)點便向其周圍鄰居節(jié)點進行信息擴 散，以更新網(wǎng)絡中節(jié)點在資源η上的命中概率，同時對Τ或7>”清零，以便進行下一次概率權 重更新；(6)信息搜索過程結(jié)束。
5.根據(jù)權利要求1所述的路由控制方法，其特征是，所述路由控制方法進一步具體為 對于某個節(jié)點k，當k的累積搜索成功的次數(shù)已經(jīng)等于Ts，或累計搜索失敗的次數(shù)等于Tf 時，則k達到該節(jié)點的信息擴散周期，觸發(fā)一次信息擴散；節(jié)點k初始化一個空的已更新集 合Q，用來保存信息擴散過程中已更新過的節(jié)點，并將節(jié)點k添加到集合Q中；對處于最大 擴散深度Dm范圍內(nèi)的節(jié)點k的鄰居節(jié)點i，所采用的信息擴散的概率更新公式如下 其中，只;Lm表示i節(jié)點，其對應第η類資源利用信息擴散更新后的概率權重，此時，節(jié)點 的當前概率進行更新；集合Ci為節(jié)點i上所有鄰居節(jié)點neigb⑴與節(jié)點集合Q 上的交集；節(jié)點i根據(jù)集合Ci中每個節(jié)點j前后兩個周期的概率權重變化來調(diào)整自身的概率權重；設集合Ci的長度為Cd (Ci)，Σ (i^ —巧。)反映了集合Ci中節(jié)點在資源η上JsCl的平均搜索命中概率的變化量如果這個變化量為正值，則反映了周圍節(jié)點在此資源的命 中點概率正在不斷增加，說明i節(jié)點周圍有新的η資源的加入；變化量等于0則說明周圍節(jié) 點的命中概率目前沒用明顯的變化，該區(qū)域的節(jié)點資源處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)；變化量為負 值則表示說明i節(jié)點周圍可能存在資源η離開的情況，導致命中搜索概率的下降；參數(shù)a 為擴散系數(shù)(0 < a < 1)，表示擴散信息對節(jié)點i概率權重的影響程度。
6.根據(jù)權利要求1所述的路由控制方法，其特征是，所述步驟4中，當節(jié)點k的某個資 源計數(shù)器達到Ts或Tf時觸發(fā)信息擴散，其信息擴散的具體過程按如下幾個步驟進行(1)節(jié)點k達到信息擴散周期，初始化當前擴散深度d。為0，并初始化已更新節(jié)點集合 Q，其中Q中僅含有信息擴散起始節(jié)點k。(2)比較當前信息擴散的深度d。與Dm的大小，若d。小于Dm，信息擴散節(jié)點k向周圍的 鄰居節(jié)點發(fā)送當前擴散深度d。、已更新集合Q等作為信息擴散的通知信息，并執(zhí)行下一步； 否則，轉(zhuǎn)到步驟(6)；(3)接收到擴散通知的每一個鄰居節(jié)點i判斷自己是否屬于已更新集合Q；若是，則節(jié) 點i已完成信息更新；否則執(zhí)行下一步；(4)對應接收到擴散信息的某個鄰居節(jié)點i，則節(jié)點i利用上面的公式(2)對自身的概 率權重進行更新，得到新的當前概率值巧；同時，將節(jié)點i添加到已更新集合Q中，以防止重復更新該節(jié)點的概率信息；i節(jié)點將當前擴散深度d。增加1，并將當前擴散深度、已更新 集合等擴散通知信息傳遞給其所有鄰居節(jié)點，遞歸執(zhí)行步驟(2)；(5)當節(jié)點k的所有的鄰居節(jié)點都已更新完畢，節(jié)點k更新自身的歷史概率P^tj為當前 命中概率，并設置自身的計數(shù)器7；"為0。(6)信息擴散過程結(jié)束。
全文摘要
一種基于信息擴散的路由控制方法，包括下列步驟在P2P網(wǎng)絡中的每個節(jié)點保存一張命中概率表，表中保存著該節(jié)點能夠成功查詢某種資源的概率值；為每條查詢信息設置一個TTL值，用來限制搜索信息轉(zhuǎn)發(fā)的深度；預設定兩個信息擴散的周期Ts和Tf，在每個節(jié)點上對每類資源n分別設置對應的計數(shù)器以及以及一個信息擴散的最大深度Dm；根據(jù)查找路徑上節(jié)點現(xiàn)有資源命中概率向周圍鄰居節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)信息，并逐步更新其資源i的當前命中概率信息；當網(wǎng)絡中某個節(jié)點i的搜索成功計數(shù)器達到其設置的信息擴散周期Ts或搜索失敗的計數(shù)器達到Tf時，該節(jié)點啟動信息擴散過程，周圍鄰居根據(jù)該節(jié)點的歷史命中概率以及當前命中概率周期性更新其當前命中概率。
文檔編號H04L29/08GK101895474SQ20101024100
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權日2010年7月29日
發(fā)明者張旭野, 沈項軍, 詹永照, 許曉東, 陳飛鳴 申請人:江蘇大學