答辯人陳立龍導(dǎo)師劉玉華教授.ppt

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1、答辯人:陳立龍導(dǎo)師：劉玉華教授非結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡機(jī)制研究研究背景與意義（1/4）C/S模式：服務(wù)器成為瓶頸，出現(xiàn)單點(diǎn)失效。P2P網(wǎng)絡(luò)：任何節(jié)點(diǎn)間可以對(duì)等互聯(lián)，節(jié)點(diǎn)充當(dāng)客戶機(jī)和服務(wù)器雙重角色。優(yōu)點(diǎn)：充分挖掘每個(gè)節(jié)點(diǎn)潛力；可擴(kuò)展性強(qiáng)。ClientsServerC/S模式與P2P網(wǎng)絡(luò)對(duì)比圖研究背景與意義（2/4）P2P網(wǎng)絡(luò)的特征：對(duì)等性：節(jié)點(diǎn)充當(dāng)客戶機(jī)和服務(wù)器雙重角色；自治性：節(jié)點(diǎn)在處理內(nèi)外部事務(wù)基本上不受外部影響；動(dòng)（擾）態(tài)性（Churn）：高自治性使得節(jié)點(diǎn)可以隨意加入或離開網(wǎng)絡(luò)；規(guī)模大：熱門應(yīng)用中的活躍用戶數(shù)達(dá)到百萬級(jí)；無集中控制：徹底的分布式系統(tǒng)。P2P網(wǎng)絡(luò)的分

2、類：非結(jié)構(gòu)化結(jié)構(gòu)化(Chord,Tapestry和Pastry)集中式（Napster）全分布式(Gnutella)---------------------洪泛式(Flooding)---------------------分布式Hash表研究背景與意義（3/4）P2P網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)負(fù)載失衡因素：（1）節(jié)點(diǎn)差異（內(nèi)部差異）：節(jié)點(diǎn)自身能力、所共享文件的數(shù)量和流行度以及導(dǎo)致的查詢行為；（2）高擾動(dòng)(HighChurn)和搭便車行為（外部因素）：節(jié)點(diǎn)的高自主性以及自私行為對(duì)其它節(jié)點(diǎn)所造成的影響。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀：（1）節(jié)點(diǎn)差異：依據(jù)節(jié)點(diǎn)可用能力或者隨機(jī)調(diào)度進(jìn)行負(fù)載調(diào)度；（2）HighC

3、hurn:數(shù)據(jù)冗余策略、路由維護(hù)策略和節(jié)點(diǎn)選擇策略（3）搭便車行為：激勵(lì)機(jī)制、博弈論方法、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)。研究背景與意義（4/4）本文的主要內(nèi)容：（1）針對(duì)節(jié)點(diǎn)差異，提出了一種基于虛節(jié)點(diǎn)的均衡控制算法，允許節(jié)點(diǎn)通過“劃分”和“整合”操作，平衡節(jié)點(diǎn)與鄰居節(jié)點(diǎn)間的差異；（2）高擾動(dòng)會(huì)形成網(wǎng)絡(luò)分割，經(jīng)過大量的路由與轉(zhuǎn)發(fā)操作后，其中的網(wǎng)絡(luò)分割點(diǎn)會(huì)演變成集散節(jié)點(diǎn)?；诖?，提出了一種檢測(cè)并避免集散節(jié)點(diǎn)的相關(guān)機(jī)制。（3）基于節(jié)點(diǎn)綜合因素下造成的節(jié)點(diǎn)負(fù)載失衡，提出一種基于節(jié)點(diǎn)負(fù)載度與邏輯鏈路遷移的控制算法。3基于節(jié)點(diǎn)外部因素的P2P網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡研究(1/10)“搭便車”行為：指節(jié)點(diǎn)在加入

4、P2P后，在獲取網(wǎng)絡(luò)資源的同時(shí)卻消極地為網(wǎng)絡(luò)做共享，它們不主動(dòng)共享資源或者只是共享一些冷門資源?！粝到y(tǒng)可靠性降低——出現(xiàn)大量“熱”節(jié)點(diǎn)（承載熱門文件），使得抵御外界協(xié)同攻擊能力降低?！粝到y(tǒng)的生命周期降低——“熱”節(jié)點(diǎn)需要從網(wǎng)絡(luò)中索取的資源很少?！敉嘶蒀/S模式——“熱”節(jié)點(diǎn)越來越集中“搭便車”行為對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載失衡的影響主要是通過在網(wǎng)絡(luò)中形成“熱”節(jié)點(diǎn)?？梢圆捎没谔摴?jié)點(diǎn)均衡機(jī)制加以解決。3基于節(jié)點(diǎn)外部因素的P2P網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡研究(2/10)HighChurn（高擾動(dòng)）：指P2P網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)、任意的加入或者離開網(wǎng)絡(luò)?！粢鹁W(wǎng)絡(luò)分割◆查詢效率下降（表現(xiàn)在延遲與準(zhǔn)確度上面）

5、圖3.1P2P網(wǎng)絡(luò)局部結(jié)構(gòu)圖HighChurn對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)載的影響主要是造成網(wǎng)絡(luò)分割，進(jìn)而形成“熱”節(jié)點(diǎn)，因此，可以將抑制節(jié)點(diǎn)負(fù)載失衡問題轉(zhuǎn)換成如何找到網(wǎng)絡(luò)分割所形成的網(wǎng)絡(luò)分割點(diǎn)（或者拓?fù)潢P(guān)鍵點(diǎn)）。3基于節(jié)點(diǎn)外部因素的P2P網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡研究(3/10)網(wǎng)絡(luò)分割點(diǎn)與割點(diǎn)的區(qū)別：圖3.2節(jié)點(diǎn)10是拓?fù)潢P(guān)鍵點(diǎn)割點(diǎn)（圖論）：若在一個(gè)連通圖G中刪除點(diǎn)C后，圖G被分割成兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的聯(lián)通子圖，那么點(diǎn)C就為圖G的割點(diǎn)。它不能準(zhǔn)確描述網(wǎng)絡(luò)分割點(diǎn)，因?yàn)镻2P網(wǎng)絡(luò)在路由過稱中，還受到TTL限制。因?yàn)門TL值設(shè)置越大，網(wǎng)絡(luò)所探測(cè)的區(qū)域越大。3基于節(jié)點(diǎn)外部因素的P2P網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡研究(4/10)集

6、散節(jié)點(diǎn)概念：◆節(jié)點(diǎn)定位——若節(jié)點(diǎn)A通過路由消息能到達(dá)節(jié)點(diǎn)B，則稱節(jié)點(diǎn)A可以定位到B?！艄?jié)點(diǎn)可達(dá)——若節(jié)點(diǎn)A可以定位到B，節(jié)點(diǎn)B可以定位到C，則稱節(jié)點(diǎn)A到C是可達(dá)的?！艏⒐?jié)點(diǎn)——若節(jié)點(diǎn)A離開后，其鄰居集將被分成兩個(gè)或多個(gè)不可達(dá)的子集，則稱節(jié)點(diǎn)A為集散節(jié)點(diǎn)?！緳z測(cè)集散節(jié)點(diǎn)的方法：若節(jié)點(diǎn)A離開后，其鄰居間是否仍能可達(dá)】圖3.3節(jié)點(diǎn)1能定位到2,3,4圖3.4節(jié)點(diǎn)1只能定位到節(jié)點(diǎn)1和3，但能到達(dá)節(jié)點(diǎn)43基于節(jié)點(diǎn)外部因素的P2P網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡研究(5/10)集散節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)：◆初始化檢測(cè)(Msg_Probe消息)◆節(jié)點(diǎn)可達(dá)性探測(cè)：(Msg_Arrival消息)◆劃分子集：圖3.5初始化檢

7、測(cè)圖3.6可達(dá)性探測(cè)圖3.7收集Msg_Arrival消息圖3.8劃分子集3基于節(jié)點(diǎn)外部因素的P2P網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡研究(6/10)集散節(jié)點(diǎn)的避免：◆需考慮的原則：（1）保證P2P網(wǎng)絡(luò)的最小節(jié)點(diǎn)度，能有效提高網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗惡意攻擊的能力；（2）在加邊時(shí)要注意節(jié)點(diǎn)的負(fù)載狀態(tài)?！羧绾渭舆叄锤髯蛹砉?jié)點(diǎn)的連接方式）（1）直線連接圖3.9直線連接（每個(gè)陰影節(jié)點(diǎn)為子集代表節(jié)點(diǎn)）可能會(huì)因?yàn)橹虚g某個(gè)節(jié)點(diǎn)失效而降低加邊效率的情況。3基于節(jié)點(diǎn)外部因素的P2P網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡研究(7/10)(2)指數(shù)增加的帶弦連接圖3.10指數(shù)增加