專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種基于p2p模式的psrd普適服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)方法一種基于P2P模式的PSRD普適服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：隨著普適計(jì)算時(shí)代的到來(lái)，各種支持普適計(jì)算環(huán)境的服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)技術(shù)研究在如火如荼的進(jìn)行。服務(wù)發(fā)現(xiàn)技術(shù)的提出，是為了使網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)可以自動(dòng)搜索所需要的服務(wù)。這里的服務(wù)包括網(wǎng)絡(luò)中的任何節(jié)點(diǎn)所提供的能被其它節(jié)點(diǎn)利用的如掃描、打印、存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)等任何邏輯功能。服務(wù)發(fā)現(xiàn)技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能有效的從網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)尋找和利用這些服務(wù)。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，加入網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)迅速增多，而網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點(diǎn)對(duì)服務(wù)的需求和能提供的服務(wù)也越來(lái)越多樣化。所以，如何從眾多的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)資源中高效率的尋找可用的服務(wù)是服務(wù)發(fā)現(xiàn)技術(shù)的關(guān)鍵。大部分的研究者主要的工作都集中在服務(wù)資源的搜索和存儲(chǔ)上，這使得對(duì)服務(wù)資源的發(fā)現(xiàn)算法的研究成為熱點(diǎn)?？紤]到普適計(jì)算環(huán)境的高度自組織特性，P2P模式的服務(wù)資源查找算法為研究普適計(jì)算環(huán)境中的服務(wù)發(fā)現(xiàn)提供了優(yōu)秀的理論基礎(chǔ)。目前已有的服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)算法主要有集中索引算法、結(jié)構(gòu)化算法、非結(jié)構(gòu)化算法以及混合發(fā)現(xiàn)算法。集中索引算法以Napster系統(tǒng)為代表，采用了集中式的目錄服務(wù)器機(jī)制，該算法存在單點(diǎn)失效的問(wèn)題，即目錄服務(wù)器將成為整個(gè)P2P系統(tǒng)的瓶頸，一旦中心服務(wù)器出現(xiàn)問(wèn)題，將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰。非結(jié)構(gòu)化算法代表系統(tǒng)為Gnutella，采用洪泛或類(lèi)洪泛算法，每一個(gè)用戶消息都將被廣播給與該用戶直接相連的若干其他用戶，這些用戶收到消息后，也同樣地將消息廣播給各自連接的用戶，依此類(lèi)推，直到請(qǐng)求被應(yīng)答或消息的TTL(TimeToLive)值減少為0，該算法可靠性差，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的資源消耗大，安全性低，容易大量散播垃圾文件和病毒。結(jié)構(gòu)化算法典型代表包括Tapestry，Pastry,CAN和Chord等，它們都采用了一種分布式哈希表(DistributedHashingTable,DHT)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并根據(jù)不同的算法決定網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)維護(hù)哈希表的方式?；旌习l(fā)現(xiàn)算法則結(jié)合了集中索引和完全分布式兩種算法來(lái)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｍㄟ^(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外的普適計(jì)算服務(wù)的研究現(xiàn)狀可以看出，現(xiàn)階段服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)還有很多方面的不足。在集中索引算法中，采用的機(jī)制是基于目錄服務(wù)器的，各個(gè)結(jié)點(diǎn)的地址信息和所保存數(shù)據(jù)的信息集中存儲(chǔ)在目錄服務(wù)器中。這種算法存在單點(diǎn)失效的問(wèn)題，既目錄服務(wù)器將成為整個(gè)P2P系統(tǒng)的瓶頸，一旦目錄服務(wù)器出現(xiàn)問(wèn)題，將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰。非結(jié)構(gòu)化算法采用洪泛轉(zhuǎn)發(fā)的方式，可靠性差，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的資源消耗大。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，通過(guò)擴(kuò)散方式定位對(duì)等點(diǎn)及查詢信息的方法將造成網(wǎng)絡(luò)流量急劇增加，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞。因此，網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性不好，對(duì)于大型網(wǎng)絡(luò)也不適合。另外，其安全性也不高，易遭受惡意攻擊，如攻擊者發(fā)送垃圾查詢信息，會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)擁塞等。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是解決提升基于P2P模式的普適服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的發(fā)現(xiàn)效率和發(fā)現(xiàn)覆蓋率問(wèn)題，促進(jìn)普適計(jì)算技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，提供一種基于P2P模式的普適服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)(PervasiveServiceResourceDiscovery,PSRD)方法。最新的研究成果體現(xiàn)在采用分布式散列表(DHT)的完全分布式結(jié)構(gòu)化拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)存研究方法的不足，基于分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的指針表進(jìn)行分析，優(yōu)化指針表，并結(jié)合small-world理論，改進(jìn)傳統(tǒng)DHT資源發(fā)現(xiàn)算法，以提高服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)效率和發(fā)現(xiàn)覆蓋率。本發(fā)明基于P2P模式，結(jié)合Small-World理論，提出了新的普適服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)方法。傳統(tǒng)的DHT發(fā)現(xiàn)算法中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)的指針表存儲(chǔ)的是臨近節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)信息。為了構(gòu)建Small-World模型，提出了添加遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)信息的思想，每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)的指針表通過(guò)計(jì)算后刪除冗余信息，加入相應(yīng)的遠(yuǎn)程索引。與一些已經(jīng)提出的采用隨機(jī)選取遠(yuǎn)程連接節(jié)點(diǎn)的算法不同，將通過(guò)本地節(jié)點(diǎn)的計(jì)算來(lái)選取遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，保證加入遠(yuǎn)程連接節(jié)點(diǎn)后既能使服務(wù)發(fā)現(xiàn)的范圍覆蓋整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，又不會(huì)增加指針表的長(zhǎng)度，并簡(jiǎn)化了指針表的計(jì)算和維護(hù)工作。本發(fā)明提供的基于P2P模式的PSRD普適服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)方法的具體步驟包括基于P2P模式的PSRD普適服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)方法，其特征在于該方法的具體步驟包括第1、通過(guò)哈希函數(shù)對(duì)目標(biāo)即節(jié)點(diǎn)信息或資源信息進(jìn)行運(yùn)算使用常規(guī)的哈希函數(shù)H(X)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行哈希運(yùn)算，將目標(biāo)變換成固定長(zhǎng)度的輸出，對(duì)資源的名稱(chēng)或描述、節(jié)點(diǎn)的IP地址進(jìn)行哈希運(yùn)算HashO后，分別記為IDk=Hash(資源名稱(chēng)或描述)，IDn=Hash(IP)；第2、將每個(gè)加入raSD網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)及資源按照第1步的方法進(jìn)行哈希運(yùn)算，哈希運(yùn)算結(jié)果是一個(gè)m位的二進(jìn)制標(biāo)識(shí)符ID，為了保證兩個(gè)節(jié)點(diǎn)或關(guān)鍵字哈希值相同的概率小到可以忽略不計(jì)，m必須足夠長(zhǎng)，一般取100200位；節(jié)點(diǎn)η的ID用IDn表示，IDn的取值范圍為W，2m-1]，將這些屬于0到2m-l的IDn按照從大到小的順序排列成一個(gè)圓圈，形成分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)；第3、按照第2步方法將分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)構(gòu)建出來(lái)之后，為實(shí)際加入分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)一個(gè)后繼結(jié)點(diǎn)即Successor的節(jié)點(diǎn)信息；每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)的指針表通過(guò)計(jì)算后刪除冗余信息，每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)的指針表通過(guò)增加遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的鏈接來(lái)構(gòu)建I3RSD中的small-world網(wǎng)絡(luò)，加入相應(yīng)的遠(yuǎn)程索引；遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的鏈接信息存放在消除冗余后得到的多余指針表空間中；第4、對(duì)于給定的目標(biāo)，從對(duì)等點(diǎn)的候選集中按二分法查找網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)所希望的對(duì)端點(diǎn)，把目標(biāo)映射到該對(duì)等點(diǎn)。由于網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在任何時(shí)刻都有可能加入和退出，因此需要能夠準(zhǔn)確的查找到每個(gè)資源。這要借助于對(duì)等點(diǎn)保存的<IDk，Value〉對(duì)，IDk就是要查找資源的hash值，Value是要查找資源實(shí)際存儲(chǔ)的位置；第5、針對(duì)要查找的目標(biāo)，直接在本機(jī)的指針表中進(jìn)行查詢，經(jīng)過(guò)指針表，可以直接跨越很多節(jié)點(diǎn)而到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)或是離目標(biāo)節(jié)點(diǎn)較近的節(jié)點(diǎn)，直到找到時(shí)為止或作相應(yīng)的出錯(cuò)處理。第3步中所述的遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的選取方法是通過(guò)概率P來(lái)進(jìn)行判斷該節(jié)點(diǎn)是否符合構(gòu)建small-world的要求。在I3RSD網(wǎng)絡(luò)中，為了加入遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，需要構(gòu)建兩張指針表近鄰指針表和遠(yuǎn)程指針表，其中近鄰指針表的構(gòu)建采用I3RSD算法的指針表構(gòu)建方式，指針表的數(shù)據(jù)按照公式(η+2θπι0(12m，(0^i^m)來(lái)進(jìn)行計(jì)算；構(gòu)建遠(yuǎn)程指針表時(shí)，需要以概率P來(lái)選擇遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，也就是說(shuō)，那些不處于臨近指針表的節(jié)點(diǎn)，將以概率P被選中作為某個(gè)節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明提供的基于P2P模式的PSRD普適服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)方法能有效降低平均查詢路徑長(zhǎng)度。降低查詢路徑長(zhǎng)度原因主要有1)增加了指針表后，節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行資源查找的時(shí)候，直接在本機(jī)的finger表中進(jìn)行查詢，所用的時(shí)間要比在單純的沒(méi)有finger表的分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)中進(jìn)行查找要小的多。經(jīng)過(guò)指針表，可以直接跨越很多節(jié)點(diǎn)而到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)或是離目標(biāo)節(jié)點(diǎn)較近的節(jié)點(diǎn)。2)我們改進(jìn)了finger表，DHT算法中的finger表只能覆蓋到全環(huán)的一半，改進(jìn)后，finger表去掉了冗余，增加了以前沒(méi)有覆蓋的那一半環(huán)上的節(jié)點(diǎn)信息。在查詢時(shí)，本節(jié)點(diǎn)的計(jì)算量大了，但查詢時(shí)間卻縮短了。本發(fā)明利用刪除冗余的指針表項(xiàng)后，向空出來(lái)的指針表項(xiàng)添加遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的方法來(lái)使網(wǎng)絡(luò)具備small-world效應(yīng)。在添加了額外指針表的改進(jìn)算法中，遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的選取方法是通過(guò)概率P來(lái)進(jìn)行判斷該節(jié)點(diǎn)是否符合構(gòu)建small-world的要求，本發(fā)明考慮到選用這種方式所帶來(lái)的一系列問(wèn)題，提出了新的選取遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的策略。其優(yōu)點(diǎn)是在進(jìn)行服務(wù)發(fā)現(xiàn)時(shí)，基于P2P模式的PSRD普適服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)方法所需節(jié)點(diǎn)跳轉(zhuǎn)次數(shù)較原來(lái)的DHT算法都減少了。圖1是一個(gè)DHT方法的m=3的分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)。此環(huán)允許的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為23=g個(gè)。圖2是DHT方法的基本流程圖。圖3是DHT方法中節(jié)點(diǎn)8查找IDK=45的過(guò)程。圖4是一個(gè)基于P2P模式的PSRD方法所涉及的m=3的分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)。圖5是PSRD方法中新節(jié)點(diǎn)加入流程圖。圖6是PSRD方法中的查找流程圖。圖7是PSRD方法所包含的查找過(guò)程。圖8是PSRD方法中節(jié)點(diǎn)8維護(hù)的指針表。圖9是優(yōu)化的PSRD方法中新節(jié)點(diǎn)加入的流程圖。圖10是優(yōu)化的PSRD方法中節(jié)點(diǎn)8維護(hù)的指針表。圖11是優(yōu)化的PSRD方法所包含的查找過(guò)程。具體實(shí)施方式實(shí)施例1本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下第1、通過(guò)哈希函數(shù)對(duì)目標(biāo)即節(jié)點(diǎn)信息或資源信息進(jìn)行運(yùn)算DHT算法是基于DHT(分布式哈希表)的查找算法。在DHT算法中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、節(jié)點(diǎn)添加和資源查找時(shí)，都要用到哈希函數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)和資源信息進(jìn)行加工、運(yùn)算。通過(guò)哈希函5數(shù)，可將目標(biāo)(節(jié)點(diǎn)信息、資源信息)變換成固定長(zhǎng)度的輸出。哈希函數(shù)H(X)具備以下性質(zhì)1)H(χ)可以作用于一個(gè)任意長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。2)H(χ)能產(chǎn)生一個(gè)固定長(zhǎng)度的輸出，如160位。3)易實(shí)現(xiàn)性對(duì)任何給定的x，H(x)計(jì)算相對(duì)容易，無(wú)論是用硬件或者軟件都能實(shí)現(xiàn)。4)單向性對(duì)任何給定的碼h，不可能找到χ滿足H(χ)=h。5)弱抗沖突(weakcollisionresistance)對(duì)任何給定的數(shù)據(jù)塊，尋找不等于χ的y，使得H(y)=H(X)在計(jì)算上是不可行的。6)強(qiáng)抗沖突(strongcollisionresistance)尋找任何的(x，y)對(duì)滿足H(x)=H(y)在計(jì)算上是不可行的?；谝陨系男再|(zhì)我們可以知道，哈希函數(shù)H(X)可以保證數(shù)據(jù)的唯一性。因此用于Hash節(jié)點(diǎn)信息和資源時(shí)，可以避免重復(fù)值，保證查詢結(jié)果的正確性。我們對(duì)資源的名稱(chēng)或描述、節(jié)點(diǎn)的IP地址進(jìn)行Hash后，分別記為IDk=Hash(資源名稱(chēng)或描述)，IDn=Hash(IP)。DHT算法是MIT提出的一個(gè)分布式資源發(fā)現(xiàn)服務(wù)的協(xié)議。它的資源查詢思想是給定一個(gè)將要查找的資源關(guān)鍵字，PRSD從對(duì)等點(diǎn)的候選集中按二分法查找網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)所希望的對(duì)端點(diǎn)，把關(guān)鍵字映射到該對(duì)等點(diǎn)。該對(duì)等點(diǎn)保存了<IDk，Value〉對(duì)，IDk就是要查找資源的hash值，Value是要查找資源實(shí)際存儲(chǔ)的位置。第2、將每個(gè)加入I5RSD網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)及資源按照第1步的方法進(jìn)行哈希運(yùn)算，哈希運(yùn)算結(jié)果是一個(gè)m位的二進(jìn)制標(biāo)識(shí)符ID。為了保證兩個(gè)節(jié)點(diǎn)或關(guān)鍵字哈希值相同的概率小到可以忽略不計(jì)，m必須足夠長(zhǎng)，一般取100200位。節(jié)點(diǎn)ID(用IDn表示)一般使用節(jié)點(diǎn)的IP地址哈希運(yùn)算得出，關(guān)鍵字ID(用IDk表示)通過(guò)哈希資源名稱(chēng)運(yùn)算。這樣，IDn的取值范圍為。將這些屬于0到2m-l的IDn按照從大到小的順序排列成一個(gè)圓圈，形成分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)。圖1是一個(gè)DHT方法的m=3的分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)。此環(huán)允許的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為23=8個(gè)。構(gòu)造過(guò)程為首先，加入網(wǎng)絡(luò)的所有的節(jié)點(diǎn)按照該節(jié)點(diǎn)哈希后得到的關(guān)鍵字IDn按從小到大順時(shí)針排列起來(lái)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)地址空間為0-23-1的一個(gè)環(huán)。環(huán)中實(shí)心點(diǎn)表示有具體的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)。在圖1中，加入該網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)為0、1、3，資源的關(guān)鍵字為1、2、4、5。資源的關(guān)鍵字值IDk被指定到環(huán)中等于IDk的節(jié)點(diǎn)或順時(shí)針?lè)较虻谝粋€(gè)遇到的具體節(jié)點(diǎn)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)被稱(chēng)為IDk的后繼結(jié)點(diǎn)，可表示為Successor)。也就是說(shuō)，Successor)就是在地址空間為0-23-1的環(huán)上從IDn等于或小于IDk的節(jié)點(diǎn)出發(fā)，沿著順時(shí)針?lè)较蚺旁谠摴?jié)點(diǎn)后的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)。如圖1所示，資源1、2、4、5的信息放在它的后繼結(jié)點(diǎn)Successor上。資源1的信息放在節(jié)點(diǎn)Successor(I)=1上，資源2的信息放在節(jié)點(diǎn)Successor(2)=3上，資源4和5的信息放在Successor(4)=Successor(5)=0上。第3、按照上文的方法將分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)構(gòu)建出來(lái)之后，為實(shí)際加入分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)一個(gè)后繼結(jié)點(diǎn)(Successor)的節(jié)點(diǎn)信息。如圖3中，m=6，所以該I5RSD網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模是26=64，實(shí)際加入該網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)是10個(gè)，分別為圖中標(biāo)出的0，8，14.......這些節(jié)點(diǎn)都持有各自的后繼節(jié)點(diǎn)的信息，如節(jié)點(diǎn)8持有其后繼14的信息，節(jié)點(diǎn)14持有其后繼21的信息，以此類(lèi)推。在分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)構(gòu)建完成以及節(jié)點(diǎn)信息更新完成后，查找過(guò)程沿著各自節(jié)點(diǎn)及其后繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行。DHT基本的算法流程圖如圖2所示根據(jù)流程圖，用語(yǔ)言表述DHT方法的資源發(fā)現(xiàn)具體過(guò)程為當(dāng)節(jié)點(diǎn)η收到查詢某個(gè)資源IDk的請(qǐng)求后，先在本節(jié)點(diǎn)上查看IDk是否等于本節(jié)點(diǎn)的IDn值或?qū)儆?IDn，successor(η))，如果屬于則返回信息給發(fā)起查詢的節(jié)點(diǎn)，否則將查詢消息轉(zhuǎn)發(fā)給successor(η)，重復(fù)執(zhí)行此過(guò)程直到查找成功或查詢消息又發(fā)回給發(fā)起查詢的節(jié)點(diǎn)(查找失敗)。圖3中，顯示了節(jié)點(diǎn)8查找IDk=45的過(guò)程。當(dāng)節(jié)點(diǎn)8想要查找一個(gè)Hash(資源)=45的資源時(shí)，首先看45是否屬于(8，Successor(8))=(8，14)，不屬于則將查詢消息發(fā)送給Successor(8)=14，節(jié)點(diǎn)14進(jìn)行同樣的查找步驟，直到發(fā)現(xiàn)45屬于(42，48)時(shí)，可以確定資源45的信息存儲(chǔ)在節(jié)點(diǎn)48上，并將查找結(jié)果返回給節(jié)點(diǎn)8，至此查找成功并結(jié)束?？梢?jiàn)，節(jié)點(diǎn)8想要查找IDk=45的資源時(shí)，采用一步一步逼近successor(45)的方法，這個(gè)過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)8到success0r(45)之間有多少個(gè)節(jié)點(diǎn)，就要經(jīng)過(guò)多少跳，在圖3-3中，查找跳數(shù)是5，效率很低。上面的查找算法是原始I3RSD的簡(jiǎn)單查找算法，這種查找算法效率不高，要經(jīng)過(guò)很多次跳躍，才能找到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，最差情況下是n-1次。研究者們對(duì)原始的DHT算法進(jìn)行修改后，提出了現(xiàn)在廣泛運(yùn)用的經(jīng)典的I3RSD發(fā)現(xiàn)算法，該算法為每個(gè)參與I3RSD網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)增加了一張一定長(zhǎng)度的finger表用于路由，減少查詢跳數(shù)。在對(duì)DHT算法中的指針表進(jìn)行分析后，我們發(fā)現(xiàn)指針表存在冗余問(wèn)題，也就是說(shuō)，消除冗余后得到的多余指針表空間可以利用起來(lái)，以提高查詢效率。我們將通過(guò)在多余的指針表空間中增加遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的鏈接來(lái)構(gòu)建PRSD中的small-world網(wǎng)絡(luò)，這樣既可以提高查詢效率，又不用增加額外的指針表。同時(shí)，DHT發(fā)現(xiàn)算法中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)的指針表存儲(chǔ)的是臨近節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)信息。本發(fā)明為了構(gòu)建Small-World模型，提出了添加遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)信息的思想，每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)的指針表通過(guò)計(jì)算后刪除冗余信息，加入相應(yīng)的遠(yuǎn)程索引。與一些已經(jīng)提出的采用隨機(jī)選取遠(yuǎn)程連接節(jié)點(diǎn)的算法不同，將通過(guò)本地節(jié)點(diǎn)的計(jì)算來(lái)選取遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，保證加入遠(yuǎn)程連接節(jié)點(diǎn)后既能使服務(wù)發(fā)現(xiàn)的范圍覆蓋整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，又不會(huì)增加指針表的長(zhǎng)度，并簡(jiǎn)化了指針表的計(jì)算和維護(hù)工作。首先給出I3RSD算法中用到的相關(guān)術(shù)語(yǔ)①I(mǎi)Dk資源信息的hash值；IDn節(jié)點(diǎn)信息(IP、端口)的hash值；②<IDk，Value>IDk是m位的資源Hash值，Value是要查找資源的實(shí)際存儲(chǔ)位置(IP地址)；③successor(IDk)資源IDk的后繼節(jié)點(diǎn)，IDn大于或等于關(guān)鍵字IDk的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)；④fingerTable指針表。是指存儲(chǔ)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)之上的用于維護(hù)m條節(jié)點(diǎn)信息的指針表，詳細(xì)內(nèi)容在表1中進(jìn)行介紹；⑤Successor(IDk)(后繼節(jié)點(diǎn))；⑥Predecessor(IDk)(前驅(qū)節(jié)點(diǎn))是指這個(gè)值的后繼節(jié)點(diǎn)在分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)中逆時(shí)針?lè)较蛏系牡谝粋€(gè)節(jié)點(diǎn)，用于節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)指針表的更新；鑒于原始DHT算法在服務(wù)發(fā)現(xiàn)過(guò)程中效率較低的問(wèn)題，我們提出了每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)定長(zhǎng)finger表的I3RSD算法。在這種算法中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)要維護(hù)一個(gè)m項(xiàng)的finger表。m為資源和節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)的位數(shù)，第i個(gè)表項(xiàng)的內(nèi)容為Successor((I^i-I)mod2m)(η為節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)符)，0<=i<m，我們用finger[i]表示。該指針表包含的內(nèi)容如表1所示表1指針表以一個(gè)基于P2P模式的PSRD方法所涉及的m=3的分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)為例。如圖4所示，因?yàn)閙=3，所以各個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針表維護(hù)的表項(xiàng)數(shù)為3。已經(jīng)與網(wǎng)絡(luò)連接的節(jié)點(diǎn)為0、1、3。節(jié)點(diǎn)0的指針表的表項(xiàng)分別指向標(biāo)識(shí)符(0+2°)mod23=1，(0+21)mod23=2，(0+22)mod23=4。假設(shè)節(jié)點(diǎn)3要查找關(guān)鍵字為1的服務(wù)。由于1屬于弦環(huán)區(qū)間[7，3)，它屬于π3.Finger[3].interval，此弦環(huán)區(qū)間所在的指針表項(xiàng)存儲(chǔ)的后繼結(jié)點(diǎn)信息為節(jié)點(diǎn)0，因此節(jié)點(diǎn)3將要求0去尋找關(guān)鍵字1的后繼節(jié)點(diǎn)。以此類(lèi)推，節(jié)點(diǎn)0將查找它的指針表并發(fā)現(xiàn)1的后繼節(jié)點(diǎn)是1本身，于是節(jié)點(diǎn)0將告訴節(jié)點(diǎn)3，1是它要找的節(jié)點(diǎn)。第4、對(duì)于給定的目標(biāo)，從對(duì)等點(diǎn)的候選集中按二分法查找網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)所希望的對(duì)端點(diǎn)，把目標(biāo)映射到該對(duì)等點(diǎn)。由于網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在任何時(shí)刻都有可能加入和退出，因此需要能夠準(zhǔn)確的查找到每個(gè)資源。這要借助于對(duì)等點(diǎn)保存的<IDk，Value〉對(duì)，IDk就是要查找資源的hash值，Value是要查找資源實(shí)際存儲(chǔ)的位置。節(jié)點(diǎn)加入分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)時(shí)需要一個(gè)加入算法來(lái)設(shè)置每個(gè)節(jié)點(diǎn)保存的指針表。P2P網(wǎng)絡(luò)具有高度的動(dòng)態(tài)性，節(jié)點(diǎn)在任何時(shí)刻都有可能加入和退出，在這種高度變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，仍然需要能夠準(zhǔn)確的查找到每個(gè)資源。這除了要求I3RSD網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的后繼始終是正確的，而且要求節(jié)點(diǎn)SUCCeSSor(IDk)中維護(hù)的信息始終是與IDk相關(guān)的。所以，當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)加入I3RSD網(wǎng)絡(luò)時(shí)，PRSD網(wǎng)絡(luò)必須完成以下3個(gè)任務(wù)1)對(duì)新加入的節(jié)點(diǎn)η的Predecessor和fingerTable進(jìn)行初始化。2)更新網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)的Predecessor禾口fingerTable。3)告訴節(jié)點(diǎn)η的后繼節(jié)點(diǎn)，將應(yīng)該由η負(fù)責(zé)的IDk索引信息發(fā)送給η。PRSD節(jié)點(diǎn)η加入網(wǎng)絡(luò)的這3個(gè)步驟的算法流程如圖5所示若某個(gè)節(jié)點(diǎn)η想要加入I3RSD網(wǎng)絡(luò)，首先通過(guò)廣播探測(cè)網(wǎng)絡(luò)中是否已經(jīng)存在引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)η’，如果η’存在，則借用η’來(lái)初始化自己的指針表等信息，這個(gè)時(shí)候需要調(diào)用init_finger_table(n')函數(shù)，至此完成了上述3個(gè)任務(wù)的任務(wù)1)；在對(duì)自己的指針表進(jìn)行初始化完成后，調(diào)用update_others()函數(shù)更新網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)的指針表，至此完成了上述3個(gè)任務(wù)的任務(wù)2)；最后聯(lián)系η的后繼節(jié)點(diǎn)successor(η)，將successor(η)中應(yīng)該由η負(fù)責(zé)的關(guān)鍵字資源交由η負(fù)責(zé)維護(hù)，至此完成上述3個(gè)任務(wù)的任務(wù)3)。如果η是第一個(gè)加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，那么它只需要將自己的指針表中的后繼(Successor)信息和前驅(qū)(predecessor)設(shè)置為自身艮阿。圖5中涉及到的初始化η的指針表算法，通過(guò)函數(shù)init_finger_table()完成，算法如下所示finger[1].succ=η，.find_successor(finger[1].start)；//請(qǐng)求η，調(diào)用find_successor()函數(shù)找到finger[l]的后繼predecessor=successor,predecessor-J/設(shè)置η的前驅(qū)successor,predecessor=η；//更新η禾口η，的前驅(qū)fori=Itom_l//更新η的剩余指針表表項(xiàng)if(finger[i+1].starte[η,finger[i].succ))finger[i+1].succ=finger[i]·succ；elsefinger[i+1].succ=n，.find_successor(finger[i+1].start)在函數(shù)init_finger_table()中，節(jié)點(diǎn)η首先請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)η，調(diào)用find_successor()函數(shù)，為其查找finger[1]維護(hù)的后繼節(jié)點(diǎn)，并更新自己的predecessor和η’的predecessor.然后重復(fù)地調(diào)用fincLsuccessor()函數(shù)更新指針表的第2條到最后一條。圖5中涉及的更新剩余節(jié)點(diǎn)的指針表算法，通過(guò)函數(shù)update_0ther()完成。在對(duì)其它節(jié)點(diǎn)(如節(jié)點(diǎn)P)進(jìn)行指針表更新時(shí)，只需更新由于η的加入而受到影響的節(jié)點(diǎn)，也即節(jié)點(diǎn)η是否會(huì)成為節(jié)點(diǎn)P的指針表中的第i項(xiàng)。判斷節(jié)點(diǎn)P的指針表的第i項(xiàng)是否用η替換的依據(jù)是1)節(jié)點(diǎn)P位于節(jié)點(diǎn)η之前至少2i-l，也就是說(shuō)節(jié)點(diǎn)ρ應(yīng)該是節(jié)點(diǎn)(IiIi-I)的前驅(qū)；2)節(jié)點(diǎn)ρ的指針表中，第i項(xiàng)的信息在η之后。滿足這兩個(gè)條件的節(jié)點(diǎn)ρ通過(guò)調(diào)用函數(shù)update_finger_table(n，i)來(lái)更新自身指針表中第i條的信息。update_other()算法如下所示foritomρ=find_predecessor(nil)；//節(jié)點(diǎn)P在節(jié)點(diǎn)η之前至少2^1p.update_finger_table(η,i)；節(jié)點(diǎn)P調(diào)用update_finger_table(η,i)是一個(gè)遞歸的過(guò)程，它必須在I3RSD上逆時(shí)針的對(duì)各個(gè)需要更新finger表的節(jié)點(diǎn)運(yùn)行，也就是說(shuō)，如果節(jié)點(diǎn)ρ更新了它的finger表第i項(xiàng)，那么ρ的predecessor也需要更新。update_finger_table(n,i)的算法如下所示p.update_finger_table(η,i)//如果η是節(jié)點(diǎn)ρ的指針表第i項(xiàng)，用η更新ρ的finger表if(ne[ρ,finger[i],succ))finger[i]·succ=η,ρ=predecessor；p.update_finger_table(η,i)；帶有finger表的I3RSD查找算法如下所示n.find_successor(IDk)//節(jié)點(diǎn)查找與IDk匹配的后繼節(jié)點(diǎn)n，=find_predecessor(IDk)；returnη'.successor；該函數(shù)需要調(diào)用fincLpredecessor(IDk)查找關(guān)鍵字IDk的前驅(qū)n，然后獲得節(jié)點(diǎn)η’的后繼，也就得到了IDk的后繼。n.find_predecessor(IDk)//節(jié)點(diǎn)查找與IDK匹配的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)η，=η；while(IDke[η，，η，·successor])η，=closest.preceding_finger(IDk)；returnη，；該函數(shù)通過(guò)調(diào)用closest.preceding_finger()函數(shù)，在分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)上越來(lái)越逼近IDn=IDk的節(jié)點(diǎn)，最終可以得到IDk的前驅(qū)節(jié)點(diǎn)predecessor(IDk)η.closest.preceding_finger(IDk)//返回指針表中與IDk最接近的節(jié)點(diǎn)fori=mdownto1if(finger[i],nodee(n，IDk])returnfinger[i]·node;returnη；函數(shù)closest.preceding_finger()在資源查找過(guò)程中被多次調(diào)用。在節(jié)點(diǎn)自己的指針表中，從第m-1項(xiàng)指針表開(kāi)始往前找，直到找到predecessor(IDk)而且與IDk最近的節(jié)點(diǎn)，返回給調(diào)用它的fincLpredecessor(IDk)函數(shù)。第5、針對(duì)要查找的目標(biāo)，直接在本機(jī)的指針表中進(jìn)行查詢，經(jīng)過(guò)指針表，可以直接跨越很多節(jié)點(diǎn)而到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)或是離目標(biāo)節(jié)點(diǎn)較近的節(jié)點(diǎn)，直到找到時(shí)為止或作相應(yīng)的出錯(cuò)處理。通過(guò)以上3個(gè)主要函數(shù)，PRSD算法所包含的查找過(guò)程如圖6所示如圖7是對(duì)圖3添加了指針表后的分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)。節(jié)點(diǎn)8收到查詢資源IDk=45的請(qǐng)求后，先在自己的指針表中進(jìn)行查詢，找到與45最接近的節(jié)點(diǎn)是42，將查詢信息轉(zhuǎn)發(fā)給節(jié)點(diǎn)42；同樣的過(guò)程，節(jié)點(diǎn)42在其指針表中進(jìn)行查找，節(jié)點(diǎn)42發(fā)現(xiàn)目標(biāo)45屬于該指針表中的弦環(huán)區(qū)間[44，46)，該條指針表的811(^.信息為節(jié)點(diǎn)48；由此可以斷定<45，Value)存儲(chǔ)在節(jié)點(diǎn)48上。表示查找成功，并發(fā)送請(qǐng)求給節(jié)點(diǎn)48。在圖3中的原始I3RSD網(wǎng)絡(luò)中查找IDk=45時(shí)，需要經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)14、21、32、42，最終共需要5跳才能找到<45，ValUe>存儲(chǔ)的實(shí)際位置，在一個(gè)只有10個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中，這樣的查找時(shí)延證明了查找算法性能的低下。而在圖7中帶finger表的I3RSD中查找45，只需要經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)8、42就可以得到結(jié)果。顯然，I3RSD算法比DHT算法在查詢路徑和速度上提升了很多。I3RSD算法的特點(diǎn)是1)PRSD網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針表保存著網(wǎng)絡(luò)中部分其他節(jié)點(diǎn)的信息，這些節(jié)點(diǎn)多是鄰近節(jié)點(diǎn)；2)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的指針表長(zhǎng)度為m(m可用來(lái)度量網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模)，所以一個(gè)節(jié)點(diǎn)通常沒(méi)有足夠的信息表項(xiàng)來(lái)存儲(chǔ)所有網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)信息，導(dǎo)致經(jīng)常不能直接在本地節(jié)點(diǎn)找到資源<IDk,Value)對(duì)。根據(jù)I5RSD算法中finger表的構(gòu)造，finger表中存放<IDk，Value〉的原則是以公式successor((n+2k-l)mod2m)來(lái)計(jì)算的，所以每一次節(jié)點(diǎn)進(jìn)行查詢時(shí)，發(fā)出查詢請(qǐng)求信息所需跳轉(zhuǎn)的節(jié)點(diǎn)距離基于2S由于finger表的長(zhǎng)度為m，所以節(jié)點(diǎn)維護(hù)的finger表只覆蓋了整個(gè)分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)的一半。如果目標(biāo)節(jié)點(diǎn)落在所持finger表的另外一半，則必須通過(guò)某個(gè)或多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)才能找到。由于fingertable中記錄的是successor((n+2k_l)mod2m)，IDk是以1，2，4，8，16遞增的，剛開(kāi)始時(shí)增幅較小，它們的后繼通常是同一個(gè)節(jié)點(diǎn)。圖8給出了在圖7中節(jié)點(diǎn)8維護(hù)的指針表。節(jié)點(diǎn)8遞增1、2、4后，它們的后繼都是節(jié)點(diǎn)14，使得表中有大量的表項(xiàng)浪費(fèi)。產(chǎn)生這種指針表項(xiàng)冗余的原因是節(jié)點(diǎn)的IDn是經(jīng)過(guò)相容散列函數(shù)計(jì)算以后得到的，在地址空間中基本是均勻分布的。地址空間是m位的二進(jìn)制，如果網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)際節(jié)點(diǎn)有2n個(gè)，地址空間就會(huì)被分成2"段，所以每?jī)蓚€(gè)相鄰的節(jié)點(diǎn)的IDk之間相差2"V2n=2m_n，即大約前m-n個(gè)表項(xiàng)都有相同的后繼。也就是說(shuō)，整個(gè)指針表的重復(fù)率將大于(m-n)/m。由于為了避免在對(duì)節(jié)點(diǎn)或資源進(jìn)行哈希時(shí)產(chǎn)生碰撞，m的值通常比較大，那么，重復(fù)率(m-n)/m就會(huì)比較大。比如一個(gè)m=32,η=20的分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)中各節(jié)點(diǎn)的指針表重復(fù)率大概為0.625。如果實(shí)際加入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量少的話，重復(fù)率會(huì)更大。所以我們可以考慮將重復(fù)的信息去掉，而添加一些有用的信息。這些有用信息的選定靈感，來(lái)源于small-world理論。在I5RSD中，節(jié)點(diǎn)的指針表維護(hù)的范圍最大達(dá)到半個(gè)分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)，指針表中維護(hù)的節(jié)點(diǎn)被看做近鄰節(jié)點(diǎn)。如果我們能從指針表沒(méi)有維護(hù)到的另一半分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)中選擇適當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)添加到指針表中，PRSD網(wǎng)絡(luò)將呈現(xiàn)small-world特性，從而降低搜索跳數(shù)。假設(shè)任意節(jié)點(diǎn)U與最近兩個(gè)節(jié)點(diǎn)存在連接，并與節(jié)點(diǎn)ν存在一個(gè)遠(yuǎn)程連接，u、v之D(u,v)-'間的最短距離為D(u，ν)。u與ν之間建立連接的概率等于zD(u，v)-i。則存在搜索算法使得搜索路徑的平均長(zhǎng)度為O(Iog2N)。對(duì)于一個(gè)K維網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)U以正比于[D(U，ν)Γ的概率與節(jié)點(diǎn)ν建立連接(其中，ν為任意非u節(jié)點(diǎn)；D(u,ν)為U、ν的距離；r是一個(gè)常數(shù))。當(dāng)且僅當(dāng)r=k時(shí)，存在一種P2P搜索算法，使搜索路徑長(zhǎng)度等于IogN的多項(xiàng)式規(guī)模。因?yàn)镮3RSD網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)一維的網(wǎng)絡(luò)，故U、V之間建立連接的概率為D(u，V)—1時(shí)，搜索路徑長(zhǎng)度的期望值為IogN的多項(xiàng)式規(guī)模。目前構(gòu)造small-world網(wǎng)絡(luò)的方式主要是采取以概率P選擇遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)連接的方式。例如在PRSD網(wǎng)絡(luò)中，為了加入遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，需要構(gòu)建兩張指針表近鄰指針表和遠(yuǎn)程指針表。其中近鄰指針表的構(gòu)建采用PRSD算法的指針表構(gòu)建方式，指針表各項(xiàng)數(shù)據(jù)依然以表1的公式來(lái)進(jìn)行計(jì)算。構(gòu)建遠(yuǎn)程指針表時(shí)，需要以概率P來(lái)選擇遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，也就是說(shuō)，那些不處于臨近指針表的節(jié)點(diǎn)，將以概率P被選中作為某個(gè)節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)。關(guān)于第3步中所述的遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的選取方法這里做一闡明。11如果以概率P來(lái)選擇遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的話，我們必須解決以下問(wèn)題DP=。我們知道，P是介于0到1之間的值，當(dāng)P=0時(shí)，網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)具有規(guī)則拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)，而當(dāng)P=1時(shí)，網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)為完全的無(wú)規(guī)則狀態(tài)。那么，在01之間的這些取值中，我們選取哪一個(gè)將最適合構(gòu)建small-world網(wǎng)絡(luò)？2)P是一個(gè)固定值嗎？如果我們解決了問(wèn)題1)，即找到了一個(gè)P值，以該值選取遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)后，使得當(dāng)前I3RSD網(wǎng)絡(luò)成為一個(gè)small-world網(wǎng)絡(luò)。但是眾所周知，P2P網(wǎng)絡(luò)具有高度動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)在頻繁的加入和退出網(wǎng)絡(luò)，那么此時(shí)的最優(yōu)P值并不能保證是下一刻的最優(yōu)P值。3)如果我們能得到一個(gè)計(jì)算公式，如采用上面提到的Kleinberg模型中提到的p(u,vr'Σο(ιιν)>。隨著節(jié)點(diǎn)的加入和退出來(lái)計(jì)算最優(yōu)P值，也就是說(shuō)P值是不斷變化的。那么可V關(guān)U想而知，在這種情況下，指針表的維護(hù)是復(fù)雜的。節(jié)點(diǎn)的計(jì)算任務(wù)將增加很多。指針表的更新也顯得比原來(lái)復(fù)雜。鑒于上面提到的P值選擇帶來(lái)的問(wèn)題，我們決定不再使用傳統(tǒng)的通過(guò)P值來(lái)選取遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)去構(gòu)建small-world的方法，而是在對(duì)指針表進(jìn)行分析后，消除指針表冗余，依然利用指針表構(gòu)建公式在表尾添加遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)finger表的觀察可以發(fā)現(xiàn)，前幾項(xiàng)的節(jié)點(diǎn)的跳轉(zhuǎn)跨度不大，這樣就造成了冗余區(qū)間的存在，因此重復(fù)的表項(xiàng)幾乎都在finger表的前幾項(xiàng)中。我們考慮去掉重復(fù)的冗余表項(xiàng)，在finger表的尾部填加新的表項(xiàng)。消去冗余的表項(xiàng)后，我們從finger表未覆蓋的另一半?yún)^(qū)域通過(guò)計(jì)算選取相應(yīng)表項(xiàng)添加到原finger表的尾部，這樣finger表便可以覆蓋整個(gè)分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)，提高了finger表的利用率，進(jìn)而提高搜索速度。而且從另一半?yún)^(qū)域選取的節(jié)點(diǎn)，可以使網(wǎng)絡(luò)具有small-world特性。而為了消除指針表的冗余和構(gòu)建small-world網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)新節(jié)點(diǎn)η加入時(shí)I3RSD要完成一個(gè)新的任務(wù)，就是檢查指針表項(xiàng)的冗余項(xiàng)并刪除，然后添加遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)信息，添加時(shí)選擇策略如下1)由于重復(fù)信息只會(huì)出現(xiàn)在指針表的前幾項(xiàng)，所以第一步是合并前幾項(xiàng)后繼節(jié)點(diǎn)相同的指針表項(xiàng)為一條；2)按照表1的計(jì)算方法來(lái)添加表項(xiàng)，i重新計(jì)數(shù)，添加的表項(xiàng)中，finger[i].start等于原指針表中最后一項(xiàng)的Succ0如圖7中，節(jié)點(diǎn)8維護(hù)的指針表在刪除冗余后，只剩下4條指針表項(xiàng)，則需要對(duì)其添加第5條和第6條指針表項(xiàng)作為遠(yuǎn)程鏈接信息，按照添加策略，第5條指針表項(xiàng)內(nèi)容為:finger[5],start=42，finger[5+1],start=42+24=58，所以Int.=[42，58)?？傊?，優(yōu)化后的PSRD方法的流程如圖9所示新的節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，PRSD網(wǎng)絡(luò)將完成以下5個(gè)任務(wù)1)對(duì)新加入的節(jié)點(diǎn)η的Predecessor和FingerTable進(jìn)行初始化。2)更新網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)的Predecessor禾口FingerTable。3)告訴節(jié)點(diǎn)η的后繼節(jié)點(diǎn)，將應(yīng)該由η負(fù)責(zé)的IDk索引信息發(fā)送給η。4)消除本節(jié)點(diǎn)中冗余的指針表項(xiàng)125)在指針表末端添加m-logη條遠(yuǎn)程鏈接其中前三個(gè)任務(wù)與I3RSD中節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)的方式一樣，消除冗余和添加遠(yuǎn)程鏈接通過(guò)調(diào)用dele_Redundancy()和add_LF()完成。算法如下所示dele_Redundancy(η)//檢查并刪除冗余表項(xiàng)for(i=Otoi=m-logη){if(finger[i]·Succ.=finger[i+1]·Succ.)finger[i]·Int=[finger[i]·start,finger[i+2]·start)}add_LF(n)//添加遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)信息for(i=m-logntom)init_finger_table(n')；經(jīng)過(guò)該策略進(jìn)行指針表重新構(gòu)建后，圖8中指針表的冗余信息將被消除，并添加了相應(yīng)數(shù)量的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)信息，通過(guò)優(yōu)化后的算法得到的節(jié)點(diǎn)8的指針表如圖10所示優(yōu)化后的raSD信息如圖11所示節(jié)點(diǎn)8收到查詢IDk=45的請(qǐng)求，節(jié)點(diǎn)8在其finger表中直接找到了Successor(IDk45)=48，因此斷定45的存儲(chǔ)信息存儲(chǔ)在節(jié)點(diǎn)48上。查找成功。該查找過(guò)程在本機(jī)就完成了，可見(jiàn)查找效率較PRSD有所提高。本發(fā)明提高了基于P2P模式的普適服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的發(fā)現(xiàn)效率和發(fā)現(xiàn)覆蓋率問(wèn)題，有效地支持了基于P2P模式的多種移動(dòng)應(yīng)用，促進(jìn)了普適計(jì)算技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用。具體應(yīng)用基于P2P模式的I5RSD普適服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)方法以P2P方式運(yùn)行。本發(fā)明正在與中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通等單位進(jìn)行推廣應(yīng)用。該方法集成在移動(dòng)通信應(yīng)用系統(tǒng)中，可支持基于P2P模式的多種移動(dòng)服務(wù)，可快速高效地發(fā)現(xiàn)位于House、Office、Coffeehouse、Park、StadiumAirport等不同場(chǎng)景下的處于固定狀態(tài)的PC、可攜帶任意移動(dòng)的PDA、筆記本電腦laptop等設(shè)備群之間的服務(wù)資源，并以C/S、B/S、P2P等方式無(wú)縫主動(dòng)地遷移移動(dòng)應(yīng)用任務(wù)。例如，1)多媒體任務(wù)無(wú)縫遷移。用戶的多媒體任務(wù)可以透明地隨時(shí)隨地在不同設(shè)備間進(jìn)行無(wú)縫遷移，典型的應(yīng)用包括移動(dòng)辦公(E-working)、移動(dòng)學(xué)習(xí)(Ε-learning)、移動(dòng)工作(E-working)、移動(dòng)商務(wù)(E-bussiness)、移動(dòng)政務(wù)(E-Office)、股票交易(E-Exchanging)、智能指揮(E-commanding)等?；赑2P模式的PSRD普適服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)方法實(shí)施場(chǎng)景示例如House、Office、Coffeehouse、Park、StadiumAirport等各個(gè)對(duì)等點(diǎn)間以P2P模式相互遷移。2)交互式流媒體訪問(wèn)。用戶在任何需要的時(shí)候可以以各種可用設(shè)備選擇訪問(wèn)網(wǎng)上的流媒體數(shù)據(jù)并與之交互，典型的應(yīng)用包括視頻點(diǎn)播、網(wǎng)絡(luò)游戲、視覺(jué)安全監(jiān)控。這是用戶與系統(tǒng)之間的交互式應(yīng)用。等等。1權(quán)利要求一種基于P2P模式的PSRD普適服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)方法，其特征在于該方法的具體步驟包括第1、通過(guò)哈希函數(shù)對(duì)目標(biāo)即節(jié)點(diǎn)信息或資源信息進(jìn)行運(yùn)算使用常規(guī)的哈希函數(shù)H(x)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行哈希運(yùn)算，將目標(biāo)變換成固定長(zhǎng)度的輸出，對(duì)資源的名稱(chēng)或描述、節(jié)點(diǎn)的IP地址進(jìn)行哈希運(yùn)算Hash()后，分別記為IDk＝Hash(資源名稱(chēng)或描述)，IDn＝Hash(IP)；第2、將每個(gè)加入PRSD網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)及資源按照第1步的方法進(jìn)行哈希運(yùn)算，哈希運(yùn)算結(jié)果是一個(gè)m位的二進(jìn)制標(biāo)識(shí)符ID，為了保證兩個(gè)節(jié)點(diǎn)或關(guān)鍵字哈希值相同的概率小到可以忽略不計(jì)，m必須足夠長(zhǎng)，一般取100～200位；節(jié)點(diǎn)n的ID用IDn表示，IDn的取值范圍為，將這些屬于0到2m1的IDn按照從大到小的順序排列成一個(gè)圓圈，形成分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)；第3、按照第2步方法將分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)構(gòu)建出來(lái)之后，為實(shí)際加入分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)一個(gè)后繼結(jié)點(diǎn)即Successor的節(jié)點(diǎn)信息；每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)的指針表通過(guò)計(jì)算后刪除冗余信息，每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)的指針表通過(guò)增加遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的鏈接來(lái)構(gòu)建PRSD中的smallworld網(wǎng)絡(luò)，加入相應(yīng)的遠(yuǎn)程索引；遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的鏈接信息存放在消除冗余后得到的多余指針表空間中；第4、對(duì)于給定的目標(biāo)，從對(duì)等點(diǎn)的候選集中按二分法查找網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)所希望的對(duì)端點(diǎn)，把目標(biāo)映射到該對(duì)等點(diǎn)；由于網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)在任何時(shí)刻都有可能加入和退出，因此需要能夠準(zhǔn)確的查找到每個(gè)資源，這要借助于對(duì)等點(diǎn)保存的<IDk，Value>對(duì)，IDk就是要查找資源的hash值，Value是要查找資源實(shí)際存儲(chǔ)的位置；第5、針對(duì)要查找的目標(biāo)，直接在本機(jī)的指針表中進(jìn)行查詢，經(jīng)過(guò)指針表，可以直接跨越很多節(jié)點(diǎn)而到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)或是離目標(biāo)節(jié)點(diǎn)較近的節(jié)點(diǎn)，直到找到時(shí)為止或作相應(yīng)的出錯(cuò)處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第3步中所述的遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的選取方法是通過(guò)概率P來(lái)進(jìn)行判斷該節(jié)點(diǎn)是否符合構(gòu)建small-world的要求。在I3RSD網(wǎng)絡(luò)中，為了加入遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，需要構(gòu)建兩張指針表近鄰指針表和遠(yuǎn)程指針表，其中近鄰指針表的構(gòu)建采用PRSD算法的指針表構(gòu)建方式，指針表的數(shù)據(jù)按照公式(n+Z^mod2m，(0≤i≤m)來(lái)進(jìn)行計(jì)算；構(gòu)建遠(yuǎn)程指針表時(shí)，需要以概率P來(lái)選擇遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)，也就是說(shuō)，那些不處于臨近指針表的節(jié)點(diǎn)，將以概率P被選中作為某個(gè)節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)。全文摘要一種基于P2P模式的PSRD普適服務(wù)資源發(fā)現(xiàn)方法。該方法通過(guò)哈希函數(shù)對(duì)目標(biāo)(資源的名稱(chēng)或描述、節(jié)點(diǎn)的IP地址)進(jìn)行哈希運(yùn)算，哈希運(yùn)算結(jié)果是一個(gè)m位的二進(jìn)制標(biāo)識(shí)符ID，分別記為IDk＝Hash(資源名稱(chēng)或描述)，IDn＝Hash(IP)；IDn的取值范圍為，將這些屬于0到2m-1的IDn按照從大到小的順序排列成一個(gè)圓圈，形成分布式結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)；每個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)一個(gè)后繼結(jié)點(diǎn)，對(duì)于給定的目標(biāo)，把目標(biāo)映射到網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)對(duì)等點(diǎn)，該對(duì)等點(diǎn)保存了<IDk，Value>對(duì)，IDk就是要查找資源的hash值，Value是要查找資源實(shí)際存儲(chǔ)的位置；在進(jìn)行資源查找時(shí)，直接在本機(jī)的指針表中進(jìn)行查詢，可以直接跨越很多節(jié)點(diǎn)而到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)或是離目標(biāo)節(jié)點(diǎn)較近的節(jié)點(diǎn)，直到找到時(shí)為止或作相應(yīng)的出錯(cuò)處理。文檔編號(hào)H04L29/08GK101917475SQ201010255789公開(kāi)日2010年12月15日申請(qǐng)日期2010年8月18日優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日發(fā)明者張德干,王京輝,王曉曄,趙德新申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)