網(wǎng)絡(luò)實用技術(shù)論文
網(wǎng)絡(luò)實用技術(shù)論文
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展極大改變現(xiàn)有生產(chǎn)方式,人們通過互聯(lián)網(wǎng)進行信息的溝通和交流，網(wǎng)絡(luò)工具已經(jīng)日益成為人們生活當中必不可少的生活工具。下面是由學習啦小編整理的網(wǎng)絡(luò)實用技術(shù)論文，謝謝你的閱讀。
網(wǎng)絡(luò)實用技術(shù)論文篇一
基于P2P網(wǎng)絡(luò)搜索技術(shù)研究
提要在P2P系統(tǒng)中，資源分散在各個節(jié)點上，節(jié)點頻繁的加入或退出，P2P系統(tǒng)處于不斷的變化之中。本文主要分析P2P網(wǎng)絡(luò)的基本概念以及目前P2P的幾種搜索技術(shù)各自的特點及性能。
一、P2P技術(shù)簡介
(一)概念及特征。P2P是peer to peer的縮寫，是一種用于不同用戶PC機之間共享他們所擁有的空閑軟硬件資源(處理能力、存儲能力、網(wǎng)絡(luò)連接能力、可共享文件等)，可以不經(jīng)過中心節(jié)點直接互相訪問和交換信息的技術(shù)。它打破了傳統(tǒng)的C/S式，在對等網(wǎng)絡(luò)中，每個節(jié)點都具備客戶機和服務(wù)器的雙重特性，可以同時作為服務(wù)使用者和服務(wù)提供者。與其他網(wǎng)絡(luò)模型相比較，P2P有分散化、可擴展性和健壯性好、高性能等優(yōu)點。P2P技術(shù)目前的主要應(yīng)用：文件共享與交換、協(xié)同工作、搜索引擎、分布計算、智能代理。
(二)P2P與C/S的區(qū)別。每個對等點具有相同的地位，同時扮演著服務(wù)器和客戶端兩個角色，還具有路由和緩沖的功能。P2P中每個結(jié)點可以很容易加入系統(tǒng)中，其中任一結(jié)點可以利用網(wǎng)絡(luò)上其他對等體的信息資源、理器周期、速緩存和磁盤空間，P2P是基于內(nèi)容的尋址方式。P2P模式最主要的優(yōu)點就是資源的高度利用率，所有節(jié)點的資源總和構(gòu)成了整個網(wǎng)絡(luò)的資源，整個網(wǎng)絡(luò)可以被用作具有海量存儲能力和巨大計算處理能力的超級計算機。而且對等點越多，網(wǎng)絡(luò)性能越好，網(wǎng)絡(luò)隨著規(guī)模的增大而越穩(wěn)固。信息在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)點間直接流動，高速即時，降低中轉(zhuǎn)服務(wù)成本。但P2P也有些不足，P2P不易管理，對等點可以隨意的加入或退出，會造成網(wǎng)絡(luò)帶寬和信息存在的不穩(wěn)定。
二、P2P的幾種搜索技術(shù)
(一)P2P搜索的幾種基本方式
1、Index集中式架構(gòu)。存在一個提供索引功能的節(jié)點，這個節(jié)點的索引儲存了資源所在的位置信息，給定資源的某種查詢條件，索引可以迅速找出符合條件的資源及其所在的位置
2、Hash分布式結(jié)構(gòu)。這種方式要求每一個資源都可以通過某種hash算法找到一個唯一的地址，發(fā)布資源時資源不是保存在本地，而是保存在這個資源hash后的地址所對應(yīng)的節(jié)點中。
3、Flooding分布式架構(gòu)。這種方式要求每個節(jié)點都有查詢本地資源的能力，每個節(jié)點都有d個鄰居，這些節(jié)點之間通過鄰居關(guān)系構(gòu)成一個連通的網(wǎng)絡(luò)。查詢時通過向鄰居廣播查詢請求來遍歷整個網(wǎng)絡(luò)進行查找。其特點就是節(jié)點覆蓋率高。
根據(jù)拓撲結(jié)構(gòu)的關(guān)系可以將P2P研究分為4種形式：中心化拓撲、全分布式非結(jié)構(gòu)化拓撲、全分布式結(jié)構(gòu)化拓撲(也稱作DHT網(wǎng)絡(luò))和半分布式拓撲。
(二)基于集中式索引的搜索。這種搜索引擎的資源分布在世界各地，而作為搜索引擎的服務(wù)器(集群)只有一個或少量幾個。使用該模型作為搜索方法的一個典型系統(tǒng)是Napster，在這樣的系統(tǒng)中存在一個中央服務(wù)器存放其他節(jié)點所共享資源的一個索引，任何一個注冊的節(jié)點都要向中央服務(wù)器傳送自己所共享資源的索引，節(jié)點搜索資源時，將帶有所搜索資源標識的搜索請求發(fā)送到中央服務(wù)器，中央服務(wù)器檢索資源索引，告知資源請求者擁有該資源的節(jié)點的標識，然后資源請求者直接去訪問資源擁有者節(jié)點下載所請求的文件或者使用其資源。這種方式并不是純粹的P2P模型，因為它需要一個中央服務(wù)器，中央索引模型的優(yōu)點在于搜索速度比較快，并且搜索全面，其他節(jié)點可以動態(tài)地將信息傳至服務(wù)器，所以索引更新的速度也比較快，搜索過程中所需要的消息量小，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)帶寬。其缺點在于中央服務(wù)器的能力限制了節(jié)點的數(shù)量，系統(tǒng)的可伸縮性不夠，并且一旦中央服務(wù)器失敗，整個系統(tǒng)就無法運行，容錯性不高，還可能涉及到版權(quán)、法律等方面的問題。
(三)基于全分布式非結(jié)構(gòu)化的搜索。全分布式非結(jié)構(gòu)化拓撲搜索的典型方法是FLOODING。與集中目錄不同，泛洪請求式?jīng)]有中央目錄服務(wù)器，用戶的請求通過所有連接的節(jié)點傳遞，這些節(jié)點或者響應(yīng)請求，或者在不能滿足請求時，交該請求向與自己相連的其他節(jié)點廣播，直到請求得到響應(yīng)為止。FLOODING的模式雖然簡單，但是擁有高魯棒性、高可擴展性、簡便易行等種種優(yōu)點，是天生的P2P搜索方式。但是它也存在問題：就是會產(chǎn)生大量冗余消息，特別是當網(wǎng)絡(luò)規(guī)模比較大，節(jié)點之間連通度比較高的時候。在實際的P2P網(wǎng)絡(luò)中，冗余消息增加了節(jié)點處理負擔，也會占用大量網(wǎng)絡(luò)帶寬。解決這個問題就是在消息中加入TTL，TTL是time-to-time的縮寫，每個消息的生存時間就是TTL的值，消息每經(jīng)過一次轉(zhuǎn)發(fā)，TTL就減一，當TTL等于0時就表明這個消息的壽命到頭了，系統(tǒng)就會丟棄這個消息。引入TTL機制雖然可以解決消息在環(huán)內(nèi)的無限循環(huán)問題，但是帶來了另一個問題：TTL的取值太小，很多查詢客戶端的節(jié)點就無法查到;TTL值太大，就會造成大量環(huán)內(nèi)的無用消息泛濫，加重網(wǎng)絡(luò)負擔。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大，TTL值不得不增加，相應(yīng)的無用消息的數(shù)量也呈指數(shù)增長。另一種解決環(huán)的思路是想辦法構(gòu)造一棵以查詢起點為根的生成樹，消息沿著可生成樹發(fā)送，自然不會造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。為了解決消息爆炸的問題，對FLOODING方式進行的一些改進方案。1、隨機漫步法，節(jié)點隨機選取N個鄰居節(jié)點，把請求消息轉(zhuǎn)發(fā)給這些相鄰結(jié)點，然后這些鄰居節(jié)點將請求消息隨機地向它的一個相鄰節(jié)點進行轉(zhuǎn)發(fā)，此可大大減少消息的產(chǎn)生數(shù)量。2、逐步加深法，這種搜索策略是在初始階段，給TTL一個很小的值，如果在TTL減為0時還沒有搜索到資源，則給TTL重新賦更高的值，這種策略可以減少搜索的直徑。
(四)基于全分布式DHT的搜索
1、分布式散列表(DHT)。DHT的基本設(shè)計思想是：在P2P中使用一個足夠大的ID空間，系統(tǒng)中的所有節(jié)點和數(shù)據(jù)均具有唯一的ID標志，每個節(jié)點和數(shù)據(jù)的ID是通過散列函數(shù)。即NodeID=Hash(Node);DataID=Hash(Data)，這樣系統(tǒng)系統(tǒng)中所有節(jié)點就通過NodeID映射到了ID空間，將空間分割成若干個子空間，每個節(jié)點負責一個子空間;數(shù)據(jù)保存在負責DataID所在的子空間的節(jié)點上，系統(tǒng)中的每個節(jié)點需要按照一定的策略維護其PX部分節(jié)點的信息表(即路由表)以便進行查找、定位和路由。
Chord使用相容散列為每個節(jié)點和數(shù)據(jù)分配m位的ID。節(jié)點按照NodeID mod 2m的順序連成一個環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)。而數(shù)據(jù)k存放在第一個滿足NodeID≥DataID的節(jié)點上，此節(jié)點稱為該數(shù)據(jù)的后繼節(jié)點，記作sucessor(k)，在一個節(jié)點數(shù)N的系統(tǒng)中，每個節(jié)點維護其他O(log(N))個節(jié)點的信息，這些信息存儲在一個稱為Finger Table的路由表中，在節(jié)點n的Finger Table中，第i項包含節(jié)點s的信息。其中，s=successor(n+2i-1)，1 2、支持多關(guān)鍵詞搜索的DHT。每一份資源都由一組關(guān)鍵詞進行標識。系統(tǒng)對其中的每一個關(guān)鍵詞進行hash，根據(jù)hash的結(jié)果決定此關(guān)鍵詞對應(yīng)的那條信息由哪個節(jié)點負責存儲。用戶搜索的時候，用同樣的算法計算出每個關(guān)鍵詞的hash值，再根據(jù)hash值找到該關(guān)鍵詞對應(yīng)信息的儲存位置，從而能夠迅速定位資源的位置。這種方法搜索速度相當快，但是關(guān)鍵詞出現(xiàn)在文件中的頻率不同，導(dǎo)致節(jié)點存儲信息的不對稱。
(五)半分布式拓撲的搜索。半分布式搜索引擎中存在一個引起帶寬較大，性能較好的超級節(jié)點，每一個超級節(jié)點負責周圍一片區(qū)域的搜索，所有的搜索工作都在超級節(jié)點中進行，普通節(jié)點不參與搜索。
半分布式索引是index和flooding的結(jié)合，系統(tǒng)的節(jié)點分為普通節(jié)點和超級節(jié)點兩類，每一個超級節(jié)點維護一個索引，索引里記錄了所有本地和鄰居節(jié)點的資源，超級節(jié)點和超級節(jié)點之間保持鄰居關(guān)系。當一個超級節(jié)點接收到一個節(jié)點發(fā)來的查詢請示時，首先在本地索引查找是否有符合要求的文件，如果找不到則向鄰居超級節(jié)點發(fā)送查詢請求。每一個超級節(jié)點的索引隨著文件在節(jié)點間的移動而改變。這種方法信賴于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，利用混合結(jié)構(gòu)來減少洪泛法的影響。要想減少消息轉(zhuǎn)發(fā)和獲得足夠的搜索結(jié)果，每個超級節(jié)點必須要有足夠多的葉子結(jié)點。
三、結(jié)束語
資源搜索是P2P網(wǎng)絡(luò)中需要解決的核心問題之一。本文主要對P2P系統(tǒng)中，各種網(wǎng)絡(luò)搜索技術(shù)的特點及性能的介紹及比較。研究搜索速度快、成本低、分布性好、支持多關(guān)鍵詞搜索、帶寬要求小的P2P搜索方法，對于P2P應(yīng)用的進一步發(fā)展具有很重要的意義。
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