非结构化P2P网络节点负载均衡机制研究.pptVIP

非结构化P2P网络节点负 载均衡机制研究 答辩人: 陈立龙 导师：刘玉华 教授 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网络的分类： 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(High Churn)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）High Churn: 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 3 基于节点外部因素的P2P网络负载均衡研究(2/10) High Churn（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） 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： 3 基于节点外部因素的P2P网络负载均衡研究(4/10) 集散节点概念： ◆ 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】 3 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： 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 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 3 基于节点外部因素的P2P网络负载均衡研究(8/10) 仿真与性能评估： （1）网络分割临界数：记录了初始网络结构在被分割时所需的最小 节点数目，可以用来对比集散节点与普通节点的重要性。 3 基于节点外部因素的P2P网络负载均衡研究(9/10) （2）集散节点数： 3 基于节点外部因素的P2P网络负载均衡研究(10/10) （3）节点查询成功率：同一个节点在多次执行集散节点避免算法前后定位网络中某个对象（随机指定）的成功率。 4 基于节点综合因素的P2P网络负载均衡研究(1/9) High Churn特性： ◆