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一种基于语义社区的对等网络架构

作　者: 薛飞腾
导　师: 冯钢
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 对等网络(P2P) 语义搜索社区信任模型资源交易
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

对等网络(P2P)作为一种新兴的网络架构,因其所特有的自治性和对资源的高效利用率,自21世纪以来学术界为此展开了大量的研究与开发应用。作为与传统C/S架构抗衡的网络架构,P2P网络架构有效地利用位于网络边缘的众多主机资源,组织成一定次序的overlay网络拓扑,通过高效的数据实体搜索定位算法,最终实现终端上资源的互通有无。近年来随着对P2P网络特性的深入实验与研究,表明P2P网络中节点之间存在着极大的异构性,包括节点的连接度、节点分享文件数量等。此外,对小世界网络的深入认识,也让学术界试图将小世界网络的特征引入到P2P网络中,在有着一定关联的节点(地理位置上独立)之间建立起本地或者是远程的短连接,以便利查询。本文在充分的研究已有的各种P2P网络架构的基础上,设计了一种新的基于语义兴趣社区(Semantic Community based on Interest)的P2P架构—CommuSearch,并提出基于此架构下的搜索机制和P2P信任模型。相比于已有类似架构,新的CommuSearch架构有以下特点:1)充分利用节点的异构性和节点分享的资源的关联性,以模拟人类社会中真实社区的方式,组织成新的基于语义社区(簇)的overlay网络拓扑。新的拓扑结构中,兴趣社区将因节点上资源兴趣的相同而交叠,形成类似人类关系网的一个小世界网络;在资源搜索上,我们改进了一些非结构化P2P网络的查询算法以适应新的CommuSearch架构。2)在CommuSearch基于虚拟社区的架构中,设计了新的基于社区信用的P2P信任模型—CommuTrust。CommuTrust通过引入社区信用来更好的记录和评价节点信誉度。其次,设计了基于CommuTrust信任模型下社区内、社区间不同的资源交易机制。此外,本文还探索了在新的CommuSearch架构下,如何支持语义查询。最后,本文通过大量的仿真实验进一步验证了新架构的各种性能参数,包括系统架构的搜索性能,和基于CommuTrust信任模型下系统的安全性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-13
第一章引言  13-28
  1.1 P2P 技术介绍  13-15
  1.2 P2P 技术应用  15-21
    1.2.1 P2P 技术应用分类  15-17
    1.2.2 P2P 文件共享  17-21
  1.3 P2P 网络分类  21-24
    1.3.1 P2P overlay 网络  21-22
    1.3.2 P2P overlay 网络分类  22-24
  1.4 本研究的课题来源及研究背景  24-26
  1.5 本文的主要研究内容与贡献  26-27
  1.6 论文组织  27-28
第二章 P2P 搜索算法及信任模型  28-40
  2.1 结构化P2P 网络及其搜索实现  28-33
    2.1.1 CAN  28-29
    2.1.2 Chord  29-30
    2.1.3 Pastry、Tapestry  30-31
    2.1.4 Kademlia  31-32
    2.1.5 结构化P2P 网络比较与讨论  32-33
  2.2 非结构化P2P 网络及其搜索实现  33-37
    2.2.1 Freenet  33-34
    2.2.2 Gnutella  34-35
    2.2.3 FastTrack/KaZaA  35-36
    2.2.4 非结构化P2P 网络搜索算法简介  36-37
  2.3 非结构化P2P 网络的演进  37-39
  2.4 P2P 信任模型  39-40
第三章 CommuSearch 系统架构设计  40-60
  3.1 CommuSearch 架构综述  40-42
  3.2 社区组建及初始化  42-45
    3.2.1 节点定义  42-43
    3.2.2 社区的形成  43-44
    3.2.3 CN 上的资源索引表  44-45
  3.3 CommuSearch 资源搜索  45-55
    3.3.1 资源搜索算法描述  45-47
    3.3.2 搜索算法的伪代码  47-48
    3.3.3 搜索消息避环机制  48-49
    3.3.4 CommuSearch 拓扑维护  49-52
    3.3.5 搜索优化机制  52-54
    3.3.6 支持语义搜索的考虑  54-55
  3.4 CommuSearch 架构的安全考虑  55-60
    3.4.1 基于群组的信任模型  55-58
    3.4.2 基于信用的数据交易机制  58-60
第四章 CommuSearch 数学模型及分析  60-70
  4.1 最小回复数模型  60-62
  4.2 最坏情形下的系统性能评估  62-63
  4.3 社区的连通性分析  63-64
  4.4 固定拓扑下的概率分析  64-65
  4.5 搜索算法的带宽消耗分析  65-70
第五章 CommuSearch 架构仿真验证  70-81
  5.1 CommuSearch 搜索性能仿真配置  70-73
    5.1.1 网络拓扑配置  70-71
    5.1.2 查询文件配置  71
    5.1.3 查询配置  71
    5.1.4 搜索算法配置  71-73
    5.1.5 验证性能参数  73
  5.2 CommuSearch 搜索仿真结果与分析  73-77
    5.2.1 查询成功率  73-75
    5.2.2 副本召回率  75
    5.2.3 查询时延  75-76
    5.2.4 平均带宽消耗  76-77
  5.3 CommuTrust 信任模型仿真验证  77-81
    5.3.1 仿真设置  78
    5.3.2 仿真结果分析  78-81
第六章结论  81-82
致谢  82-83
参考文献  83-90
攻读硕士期间的成果  90-91

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