專利名稱：移動p2p網(wǎng)絡中基于穩(wěn)定組的交互決策方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動P2P網(wǎng)絡中基于穩(wěn)定組的交互決策方法，基本思想是把具有共同興趣、利益的節(jié)點歸屬到同一個穩(wěn)定組。分組原則為相同分組內(nèi)的節(jié)點之間相對保持最大程度的拓撲結構的穩(wěn)定。對于一個移動節(jié)點，它把P2P的服務請求以廣播的形式在穩(wěn)定組內(nèi)進行發(fā)布。組內(nèi)能夠提供此服務的節(jié)點在收到請求消息之后將響應這個節(jié)點。移動節(jié)點根據(jù)提供節(jié)點的信任度以及收益結果的預期估計在多個交互伙伴中進行交互決策。屬于計算機網(wǎng)絡領域。
背景技術：
隨著未來無線技術的發(fā)展，移動終端的功能將逐漸強大和完善，使得其不再依靠移動代理服務器而直接連入到hternet中。比如最近的3G網(wǎng)絡手機，就可以通過3G網(wǎng)絡直接接Ahternet，訪問全球的P2P網(wǎng)絡，共享全球網(wǎng)絡資源。另外隨著諸如無線自組織Ad Hoc網(wǎng)絡、無線Mesh網(wǎng)絡等的日趨普及，在其上實現(xiàn)移動P2P應用例如進行快速傳輸、播放視頻和音頻的需求也日漸增多。目前，對于在移動環(huán)境中實現(xiàn)P2P應用(Mobile P2P)已經(jīng)引起了廣泛關注。移動P2P網(wǎng)絡由大量的移動節(jié)點組成，這些節(jié)點之間通過無線連接互相通訊。由于網(wǎng)絡中移動節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸范圍有限，移動節(jié)點運動具有不可預知性，造成了網(wǎng)絡的拓撲結構不斷變化，無線連接的頻繁中斷。比如視頻請求節(jié)點在下載全部視頻文件之前可能就已經(jīng)移動到當前的視頻提供節(jié)點的傳輸范圍之外了。其次，移動P2P網(wǎng)絡是一個開放的、動態(tài)的網(wǎng)絡，資源共享是通過實體參與，協(xié)同完成的。在移動P2P的環(huán)境中，節(jié)點之間是對等的關系，網(wǎng)絡中不存在中心服務器，節(jié)點必須自己去選擇合適的伙伴進行交互。然而對于一個移動節(jié)點來說無法保證協(xié)作方的行為的可靠性，原因在于P2P網(wǎng)絡中的節(jié)點能夠自主決定在網(wǎng)絡中的行為，它們可以任意以不同的身份或隨意變換不同的位置接入網(wǎng)絡而不受任何管理和束縛。以上這一切給移動P2P網(wǎng)絡的交互決策問題帶來了新的挑戰(zhàn)?，F(xiàn)存的交互決策方法都存在一個共同的假設，即假設P2P服務請求節(jié)點和P2P服務提供節(jié)點都來自于穩(wěn)定的網(wǎng)絡拓撲結構環(huán)境下。然而在移動P2P網(wǎng)絡環(huán)境下，由于節(jié)點頻繁的加入和退出造成網(wǎng)絡拓撲結構不斷變化，不可能保證拓撲結構的穩(wěn)定性。因此迫切需要提出新的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種移動P2P網(wǎng)絡中基于穩(wěn)定組的交互決策方法。該方法把具有共同興趣、利益的節(jié)點歸屬到同一個穩(wěn)定組。分組原則為相同分組內(nèi)的節(jié)點之間相對保持最大程度的拓撲結構的穩(wěn)定。對于一個移動節(jié)點，它把P2P的服務請求以廣播的形式在穩(wěn)定組內(nèi)進行發(fā)布。組內(nèi)能夠提供此服務的節(jié)點在收到請求消息之后將響應這個節(jié)點。移動節(jié)點根據(jù)提供節(jié)點的信任度以及收益結果的預期估計在多個交互伙伴中進行交互決策。本發(fā)明的優(yōu)點是能夠僅通過本地知識，主動地根據(jù)節(jié)點興趣和位置變化，自發(fā)重新組合網(wǎng)絡，形成新的具有共同興趣、利益的組群。分組原則為相同分組內(nèi)的節(jié)點之間相對保持最大程度的拓撲結構的穩(wěn)定，從而保證P2P服務請求節(jié)點和P2P服務提供節(jié)點之間無線連接的穩(wěn)定性，增強網(wǎng)絡的移動P2P服務能力。同時，通過較小的群組，也避免了服務請求消息在節(jié)點間大規(guī)模的傳遞，極大地降低了網(wǎng)絡中的通信負載。根據(jù)提供節(jié)點的信任度以及收益結果的預期估計進行交互決策，有效的保證了交互伙伴地可靠性。實現(xiàn)了信任評估和可信決策的量化過程，為在實際應用中實現(xiàn)安全信息的動態(tài)收集、分析和安全決策的自動制定打下了基礎。不僅幫助移動節(jié)點作出交互決策，也從一定程度遏制了節(jié)點的惡意行為。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案本發(fā)明具體實施時包括分組階段；P2P服務請求和響應階段；進行交互決策的階段。首先使用一個分布式的穩(wěn)定組算法將移動網(wǎng)絡劃分成若干個穩(wěn)定組。分布式組算法的關鍵步驟包括測量、更新和交換信息，如圖1所示。然后，P2P服務請求節(jié)點把服務請求以廣播的形式在組內(nèi)進行發(fā)布。一些能夠提供服務的節(jié)點在收到請求消息之后將響應這個請求節(jié)點。一旦收到這些響應消息，節(jié)點先對此次交互可能帶來的收益結果進行預期估計。預期估計分成兩個步驟第一，對交互過程中的收益進行估計，它包括好的收益(Good benefit)和惡意收益(Malicious benefit)；第二，對交互過程中的損失進行估計，它包括常規(guī)損失(Good cost)、惡意損失(Malicious cost)、傷亡損失(Casualty cost)以及被發(fā)現(xiàn)的損失(Found cost)；最后使用期望效益函數(shù)ER來描述節(jié)點的收益和損失之間的關系，收益結果的預期估計和計算過程如圖2。最后移動節(jié)點從信任度達到它規(guī)定的閥值的節(jié)點中選擇具有最大EUi的節(jié)點進行交互。本發(fā)明提出的基于代理的自適應協(xié)作感知方法與現(xiàn)有的技術相比，具有如下明顯的優(yōu)勢和有益效果1)能夠僅通過本地知識，主動地根據(jù)節(jié)點興趣和位置變化，自發(fā)重新組合網(wǎng)絡，形成新的具有共同興趣、利益的組群。分組原則為相同分組內(nèi)的節(jié)點之間相對保持最大程度的拓撲結構的穩(wěn)定，從而保證P2P服務請求節(jié)點和P2P服務提供節(jié)點之間無線連接的穩(wěn)定性，增強網(wǎng)絡的移動P2P服務能力。2)通過較小的群組，也避免了服務請求消息在節(jié)點間大規(guī)模的傳遞，極大地降低了網(wǎng)絡中的通信負載。3)根據(jù)提供節(jié)點的信任度以及收益結果的預期估計進行交互決策，有效的保證了交互伙伴地可靠性。實現(xiàn)了信任評估和可信決策的量化過程，為在實際應用中實現(xiàn)安全信息的動態(tài)收集、分析和安全決策的自動制定打下了基礎。4)不僅幫助節(jié)點作出可信決策，也從一定程度遏制了節(jié)點的惡意行為。首先惡意節(jié)點通過計算發(fā)現(xiàn)它如果進行惡意攻擊，那么它的i^oimd cost遠遠大于Maliciousbenefit，根據(jù)這個計算結果它最終將放棄攻擊。其次如果惡意節(jié)點知道網(wǎng)絡中應用了基于穩(wěn)定組的交互決策方法，那么為了不被發(fā)現(xiàn)它也會更多的去進行誠實的交互。本發(fā)明提出的基于穩(wěn)定組的交互決策方法，把具有共同興趣、利益的節(jié)點歸屬到同一個穩(wěn)定組。移動節(jié)點從同一穩(wěn)定組里根據(jù)提供節(jié)點的信任度和收益結果的預期估計進行交互決策。本發(fā)明解決了移動P2P網(wǎng)絡目前存在的交互決策問題，增強了網(wǎng)絡的移動P2P服務能力，其提出的交互決策方法也可應用于基于信任的安全模型和安全決策中，其優(yōu)點是實現(xiàn)了信任評估和可信決策的量化過程，為在實際應用中實現(xiàn)安全信息的動態(tài)收集、分析和安全決策的自動制定打下了基礎。


圖1分布式的穩(wěn)定組劃分算法關鍵步驟；圖2收益結果的預期估計過程；圖3具體實施過程的關鍵階段；
具體實施例方式具體實施過程如圖3，具有以下特征整個移動P2P網(wǎng)絡包括移動節(jié)點，距離表，0階鄰接組對關系的結點集合，成員節(jié)點的集合，收益、損失估計數(shù)據(jù)和信任數(shù)據(jù)。本發(fā)明具體實施時包括分組階段；P2P服務請求和響應階段；進行交互決策的階段。分組階段；使用一個分布式穩(wěn)定組算法將移動網(wǎng)絡劃分成若干個穩(wěn)定組，該算法允許移動節(jié)點能夠發(fā)現(xiàn)它們的鄰接節(jié)點并以完全分布的方式構造它們的穩(wěn)定組Gs。每個移動節(jié)點在運行時根據(jù)自己本地信息，獲得自己所屬的穩(wěn)定組信息。每個移動節(jié)點Pi本地都維護著如下 fn息1)距離表[P(Pi)]距離表紀錄了 Pi與鄰居節(jié)點的距離，它是一個二維列表。行表達了節(jié)點Pi的鄰居節(jié)點，列記錄了移動節(jié)點Pi與周圍所有相鄰移動節(jié)點經(jīng)過1次測試的
距離值。2)0階鄰接組對關系的結點集合[AGP(Pi)]通過相鄰節(jié)點的距離表[P(Pi)],計算得出的滿足0階鄰接組對關系的節(jié)點集合。3)成員節(jié)點的集合[Gs(Pi)]通過周期性與自己相鄰的0階鄰接組對節(jié)點交換彼此本地的穩(wěn)定組中移動節(jié)點的集合[Gs(Pi)]，從而獲取屬于自己所屬的穩(wěn)定組中所有移動結點的集合Gs。算法初始時，節(jié)點Pi中的本地的穩(wěn)定組節(jié)點集合[Gs(Pi)]為(Pi ；AGP(Pi)I0分布式穩(wěn)定組算法是一種完全的分布式算法，它使移動節(jié)點能夠根據(jù)自己本地信息發(fā)現(xiàn)k階鄰接組對節(jié)點，并通過與0階鄰接組對節(jié)點進行周期性信息交換，從而獲得自己所屬的穩(wěn)定組中所有移動節(jié)點的集合。它包括三個關鍵的步驟，如圖1。算法步驟如下1)測量移動節(jié)點Pi對自己與周圍所有相鄰移動節(jié)點的距離進行1次測量，測量的結果記錄到距離表[P(Pi)]。2)更新通過1次測試，移動節(jié)點Pi可以計算出與鄰接移動節(jié)點Pj的平均距離， 以及與平均距離的標準方差。如果平均距離與標準方差滿足要求，則將移動節(jié)點P」加入本地的0階鄰接組對關系的節(jié)點集合[AGP(Pi)]和成員節(jié)點集合[Gs(Pi)]中，如果不滿足條件，并且移動節(jié)點Pj已經(jīng)在[AGP(Pi)]中存在，則將Pj從本地的[AGP(Pi)]和[Gs(Pi)]中刪除。3)交換信息周期性與自己相鄰的0階鄰接組對節(jié)點交換彼此本地的穩(wěn)定組中所有成員節(jié)點的集合[Gs (Pi)],—旦移動節(jié)點Pi從其他節(jié)點P」收到這些信息，就開始按算法構造本地穩(wěn)定組集合。實例程序如下
權利要求
1.一種移動P2P網(wǎng)絡中基于穩(wěn)定組的交互決策方法，將具有共同興趣、利益的節(jié)點歸屬到同一個穩(wěn)定組，采用根據(jù)提供節(jié)點的信任度以及收益結果的預期估計在多個交互伙伴中進行交互決策的方式；其特征在于包括以下步驟分組階段；P2P服務請求和響應階段；進行交互決策的階段；使用一個分布式穩(wěn)定組算法將移動網(wǎng)絡劃分成若干個穩(wěn)定組，該算法允許移動節(jié)點能夠發(fā)現(xiàn)它們的鄰接節(jié)點并以完全分布的方式構造它們的穩(wěn)定組Gs。每個移動節(jié)點在運行時根據(jù)自己本地信息，獲得自己所屬的穩(wěn)定組信息。P2P服務請求和響應；移動節(jié)點將P2P服務的請求以廣播的形式在所屬的穩(wěn)定組里進行發(fā)布。一些能夠提供此服務的節(jié)點在收到請求消息之后將響應這個節(jié)點，同時也把自己的信任值一并發(fā)送過去。根據(jù)提供節(jié)點的信任度以及收益結果的預期估計進行交互決策；節(jié)點先對此次交互可能帶來的收益結果進行預期估計；并使用期望效益函數(shù)EUi來描述節(jié)點的收益和損失之間的關系；最后移動節(jié)點從信任度達到它規(guī)定的閥值的節(jié)點中選擇具有最大EUi的節(jié)點進行交互。
2.根據(jù)權利要求1所述的移動P2P網(wǎng)絡中基于穩(wěn)定組的交互決策方法，其特征在于相同分組內(nèi)的節(jié)點之間相對保持最大程度的拓撲結構的穩(wěn)定，從而保證P2P服務請求節(jié)點和P2P服務提供節(jié)點之間無線連接的穩(wěn)定性。
3.根據(jù)權利要求1所述的移動P2P網(wǎng)絡中基于組的信任數(shù)據(jù)管理方法，其特征在于服務請求節(jié)點的收益和損失之間的關系由期望效益函數(shù)來描述，并從信任度達到它規(guī)定的閥值的服務提供節(jié)點中選擇具有最大EUi的節(jié)點進行交互。
全文摘要
移動P2P網(wǎng)絡中基于穩(wěn)定組的交互決策方法，基本思想是把具有共同興趣、利益的節(jié)點歸屬到同一個穩(wěn)定組。分組原則為相同組內(nèi)的節(jié)點之間相對保持最大程度的拓撲結構的穩(wěn)定，從而保證服務請求節(jié)點和提供節(jié)點之間無線連接的穩(wěn)定性。對于一個移動節(jié)點，它把P2P的服務請求以廣播的形式在穩(wěn)定組內(nèi)進行發(fā)布。組內(nèi)能夠提供此服務的節(jié)點在收到請求消息之后將響應這個節(jié)點。移動節(jié)點根據(jù)提供節(jié)點的信任度以及收益結果的預期估計在多個交互伙伴中進行交互決策。此方法能夠僅通過本地知識，主動地根據(jù)節(jié)點興趣和位置變化，形成新的具有共同興趣、利益的組群。根據(jù)提供節(jié)點的信任度以及收益結果的預期估計進行交互決策，有效的保證了交互伙伴地可靠性。
文檔編號H04L29/08GK102387196SQ20111030679
公開日2012年3月21日 申請日期2011年10月11日 優(yōu)先權日2011年10月11日
發(fā)明者吳旭, 王忠民 申請人:西安郵電學院