答辩人陈立龙导师刘玉华教授.ppt

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1、答辩人:陈立龙导师：刘玉华教授非结构化P2P网络节点负载均衡机制研究研究背景与意义（1/4）C/S模式：服务器成为瓶颈，出现单点失效。P2P网络：任何节点间可以对等互联，节点充当客户机和服务器双重角色。优点：充分挖掘每个节点潜力；可扩展性强。ClientsServerC/S模式与P2P网络对比图研究背景与意义（2/4）P2P网络的特征：对等性：节点充当客户机和服务器双重角色；自治性：节点在处理内外部事务基本上不受外部影响；动（扰）态性（Churn）：高自治性使得节点可以随意加入或离开网络；规模大：热门应用中的活跃用户数达到百万级；无集中控制：彻底的分布式系统。P2P网络的分

2、类：非结构化结构化(Chord,Tapestry和Pastry)集中式（Napster）全分布式(Gnutella)---------------------洪泛式(Flooding)---------------------分布式Hash表研究背景与意义（3/4）P2P网络中节点负载失衡因素：（1）节点差异（内部差异）：节点自身能力、所共享文件的数量和流行度以及导致的查询行为；（2）高扰动(HighChurn)和搭便车行为（外部因素）：节点的高自主性以及自私行为对其它节点所造成的影响。国内外研究现状：（1）节点差异：依据节点可用能力或者随机调度进行负载调度；（2）HighC

3、hurn:数据冗余策略、路由维护策略和节点选择策略（3）搭便车行为：激励机制、博弈论方法、社会网络和社会经济。研究背景与意义（4/4）本文的主要内容：（1）针对节点差异，提出了一种基于虚节点的均衡控制算法，允许节点通过“划分”和“整合”操作，平衡节点与邻居节点间的差异；（2）高扰动会形成网络分割，经过大量的路由与转发操作后，其中的网络分割点会演变成集散节点。基于此，提出了一种检测并避免集散节点的相关机制。（3）基于节点综合因素下造成的节点负载失衡，提出一种基于节点负载度与逻辑链路迁移的控制算法。3基于节点外部因素的P2P网络负载均衡研究(1/10)“搭便车”行为：指节点在加入

4、P2P后，在获取网络资源的同时却消极地为网络做共享，它们不主动共享资源或者只是共享一些冷门资源。◆系统可靠性降低——出现大量“热”节点（承载热门文件），使得抵御外界协同攻击能力降低。◆系统的生命周期降低——“热”节点需要从网络中索取的资源很少。◆退化成C/S模式——“热”节点越来越集中“搭便车”行为对网络节点负载失衡的影响主要是通过在网络中形成“热”节点。可以采用基于虚节点均衡机制加以解决。3基于节点外部因素的P2P网络负载均衡研究(2/10)HighChurn（高扰动）：指P2P网络节点可以随时、任意的加入或者离开网络。◆引起网络分割◆查询效率下降（表现在延迟与准确度上面）

5、图3.1P2P网络局部结构图HighChurn对网络节点负载的影响主要是造成网络分割，进而形成“热”节点，因此，可以将抑制节点负载失衡问题转换成如何找到网络分割所形成的网络分割点（或者拓扑关键点）。3基于节点外部因素的P2P网络负载均衡研究(3/10)网络分割点与割点的区别：图3.2节点10是拓扑关键点割点（图论）：若在一个连通图G中删除点C后，图G被分割成两个或多个独立的联通子图，那么点C就为图G的割点。它不能准确描述网络分割点，因为P2P网络在路由过称中，还受到TTL限制。因为TTL值设置越大，网络所探测的区域越大。3基于节点外部因素的P2P网络负载均衡研究(4/10)集

6、散节点概念：◆节点定位——若节点A通过路由消息能到达节点B，则称节点A可以定位到B。◆节点可达——若节点A可以定位到B，节点B可以定位到C，则称节点A到C是可达的。◆集散节点——若节点A离开后，其邻居集将被分成两个或多个不可达的子集，则称节点A为集散节点。【检测集散节点的方法：若节点A离开后，其邻居间是否仍能可达】图3.3节点1能定位到2,3,4图3.4节点1只能定位到节点1和3，但能到达节点43基于节点外部因素的P2P网络负载均衡研究(5/10)集散节点的检测：◆初始化检测(Msg_Probe消息)◆节点可达性探测：(Msg_Arrival消息)◆划分子集：图3.5初始化检

7、测图3.6可达性探测图3.7收集Msg_Arrival消息图3.8划分子集3基于节点外部因素的P2P网络负载均衡研究(6/10)集散节点的避免：◆需考虑的原则：（1）保证P2P网络的最小节点度，能有效提高网络对抗恶意攻击的能力；（2）在加边时要注意节点的负载状态。◆如何加边（即各子集代表节点的连接方式）（1）直线连接图3.9直线连接（每个阴影节点为子集代表节点）可能会因为中间某个节点失效而降低加边效率的情况。3基于节点外部因素的P2P网络负载均衡研究(7/10)(2)指数增加的带弦连接图3.10指数增加