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基于Chord和Bloom Filter的网格信息服务研究

作　者: 彭丽娟
导　师: 李学明
学　校: 重庆大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 网格信息服务 DHT 服务效率 Chord Bloom Filter
分类号: TP393.09
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 18次
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内容摘要


网格技术被誉为下一代的互联网应用,它将网络中的节点进行互联,充分实现网格系统中信息和资源的共享,消除网络中的资源孤岛和信息孤岛。网格信息服务是网格系统的核心和基础组件之一,它主要负责网格环境下资源的注册、发现等工作,网格系统的所有活动都依赖于网格信息服务的查询结果,信息服务的效率在很大程度上影响着整个网格的性能。现有的网格信息服务模型存在系统的可扩展性差、负载不均衡、资源查找效率低等问题,因此,有必要建立一种新的网格信息服务模型来解决上述问题。本文在对网格信息服务、P2P、Bloom Filter等相关理论进行研究的基础上,详细分析了现有网格信息服务模型的不足之处,融合DHT技术和Bloom Filter算法,提出了一种高效的网格信息服务模型。针对现有网格信息服务模型的不足,本文提出了以下解决办法:①为实现系统的可扩展性和负载均衡,本文选用Chord协议来组织网格中的信息服务器节点,不需要调整参数即可实现系统的可扩展性;且所有信息服务器节点以相等的概率分担系统负荷,实现了系统的负载均衡。②每个信息服务器节点利用Bloom Filter数据结构来管理注册的信息资源,用少量的空间存储大量的注册信息,用Bloom Filter独特的元素匹配方式提高资源的查找效率。③每个信息服务器节点都要存储后继节点的Bloom Filter结构副本,以减少查询请求在网格中的传递时间。为避免副本更新造成网络拥塞,利用Compressed Bloom Filter算法对Bloom Filter结构进行压缩,以减少更新消息的大小,从而降低更新副本过程中的网络流量。模拟实验结果表明,新模型在资源匹配率和消费代价比两方面都优于现有的网格信息服务模型,它不仅能提高查询请求在网格信息服务器上的匹配效率,且能快速向用户反馈不满足条件的资源请求,减少查询请求在网络中的传递时间,提高了整个网格信息服务的效率。

全文目录


中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
1 绪论  8-13
  1.1 研究背景  8
  1.2 网格信息服务的研究现状  8-11
    1.2.1 国外研究现状  9-10
    1.2.2 国内研究现状  10-11
  1.3 论文的研究目的和内容  11-12
    1.3.1 研究目的  11
    1.3.2 研究内容  11-12
  1.4 论文的结构安排  12-13
2 网格信息服务概述  13-20
  2.1 网格的相关概念  13-14
    2.1.1 网格的定义  13
    2.1.2 网格基础设施组件  13-14
  2.2 网格信息服务  14-19
    2.2.1 网格信息服务组件  14-16
    2.2.2 网格信息服务模型  16-19
  2.3 网格信息服务评价指标  19
  2.4 本章小结  19-20
3 P2P网络和BLOOM FILTER算法概述  20-37
  3.1 P2P网络定义和应用  20
  3.2 P2P网络技术  20-25
    3.2.1 P2P网络模型.  20-24
    3.2.2 DHT算法  24-25
  3.3 CHORD路由算法  25-32
    3.3.1 相关术语  25
    3.3.2 标识符空间  25-27
    3.3.3 Chord的路由  27-30
    3.3.4 Chord的维护  30-31
    3.3.5 Chord的特点  31-32
  3.4 BLOOM FILTER算法  32-36
    3.4.1 标准Bloom Filter算法思想  32-34
    3.4.2 误判率估计  34-35
    3.4.3 Compressed Bloom Filter算法  35-36
  3.5 本章小结  36-37
4 基于CHORD和BLOOM FILTER的GIS研究  37-54
  4.1 问题的提出  37-38
  4.2 新模型的设计  38-40
    4.2.1 网格信息服务的拓扑结构  38-40
    4.2.2 网格实体交互过程  40
  4.3 资源信息注册  40-44
    4.3.1 Bloom Filter结构的长度  41-42
    4.3.2 哈希函数种类及其个数的选择  42-43
    4.3.3 Bloom Filter副本存储  43-44
  4.4 资源信息查询  44-46
  4.5 信息服务器的BLOOM FILTER结构更新  46-48
    4.5.1 单个信息服务器Bloom Filter的更新  47
    4.5.2 相邻服务器Bloom Filter缓存信息的更新  47-48
  4.6 新模型的实验模拟  48-53
    4.6.1 实验平台和数据  48
    4.6.2 实验结果及分析  48-53
  4.7 本章小结  53-54
5 总结  54-56
致谢  56-57
参考文献  57-60
附录  60
  A. 硕士学位期间发表的学术论文  60
  B. 作者在攻读学位期间参加的科研项目  60

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 计算机网络应用程序
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