移动P2P网络资源查找策略研究最新进展

宋人杰　高越

【摘 要】伴随着无线网络技术和P2P覆盖网络技术的迅猛发展，资源查找策略是移动P2P的核心问题，本文对移动P2P资源查找策略的论述。

【关键词】移动P2P网络；资源查找；无线网络

【Abstract】As the wireless network technology and the rapid development of P2P overlay network technology， architecture and search strategy is the core issue of mobile P2P resources， this paper mainly discusses the present mobile P2P resources search strategy is discussed.

【Key words】Mobile P2P networks；Resources search；Wireless network

0 引言

移动P2P网络中的节点的通信范围跟节点自身有关，主要的特点是高的移动性，因为它的高度动态性，使得网络的拓扑结构剧烈变化，查找效率的底下，以至于资源的信息失效率高，资源查找成功率低。因此，有必要针对移动P2P网络的特点设计合适的资源查找策略，以此满足人们“随时随地，移动共享”具有重大的研究意义。本文主要对一些资源查找策略的论述。第1节介绍资源查找策略的概述和传统的一些资源查找策略进行论述，第2节主要介绍CAR，蚁群优化代理的资源查找策略以及基于超级节点的查找策略，最后第3节，进行总结性的论述。

1 资源查找策略

资源查找策略是节点通过一定方式找到资源存放位置的方法，移动P2P资源查找策略，现阶段主要的两个方：（1）提出新的移动P2P资源查找策略；（2）在P2P资源查找策略基础上改进，使其适用于移动P2P网络环境。

1.1 先应和反应式策略

先应式需先存放好共享资源的位置信息，再建立资源索引，但该查找策略并不适合节点频繁移动的网络环境；如基于地理位置的DHT查找策略，它考虑物理网络的邻接性，并利用GPS系统将网络划分成相等的空间区域，在单位区域内，包含哈希键值，节点使用统一的哈希函数，将资源映射到相对应的单位区域，使得节点在物理上相对应。

反应式不存在这样的信息表，它只是在进行信息交互时，会向对方发起相关信息请求，利用洪泛的形式，扩散整个网络，但会增加网络的通信冗余；如Gnutella的洪泛查找策略MPP（mobile peer-to-peer protocol）。

1.2 改进现有P2P网络的查找策略

改进P2P网络的查找策略使其适用移动P2P网络，这种方式能在保证查找策略的有效性的同时，又能够节约资源，大体分为3类：基于中央索引节点的查找策略[1]、基于洪泛式信息广播的查找策略[1]和基于DHT的结构化查找策略[1]。

关于集中式系统，它的中央索引节点承担网络中大部分操作，如Napster 和 eDonkey 是典型的集中式。Napster中的节点都关连到中心目录，发布或者注册自己的资源信息到中心目录，在需要时到中心目录查找索引信息，接收到查询请求时，符合要求的节点会提供该资源。请求节点查找到目的节点信息后，在两个节点之间进行资源的下载，这时与中心服务器无关，但是，目录服务器的存在，降低了系统的可靠性。并在服务器失效或者遭受攻击时，整个系统就将瘫痪，无法进行资源的查找工作。

洪泛式属于完全分散式的查找策略，节点没有严格的连接要求，节点只存储相邻节点的位置信息，在有查找请求时，把请求信息发给邻居节点或者按查找请求原路返回。Gnutella 和 Freenet 是典型的洪泛式系统，它的缺点是每一次路由都要进行全网遍历，从而加重网络负担，降低查找效率，限制网络扩展，使得路由算法容易受到攻击。

DHT是一种分散式策略，同时缓存多个overlay 层节点的资源信息，CAN（content-addressable network），Chord，Pastry都是典型该结构。DHT分布查找策略的可确定性、高效性和快速性使其应用的频率比较高。

2 最新资源查找策略

2.1 CAR

节点S想要查找资源，首先该节点给其该节点所处的单位区域的索引节点发出资源查找请求，如果该区域的索引节点包含请求的资源信息的话，它将给资源i的所有者O发出资源请求，如不包含，继续查询其上一级索引节点，如果此节点指示的本级区域内含有请求资源的信息，则向其子区域索引节点发出查询，直到单位区域级的索引节点；CAR查找策略具有较好的效率。

2.2 蚁群优化代理的资源查找策略

基于蚁群优化的资源查找策略主要利用资源查找转变成静态网络中的资源查找，资源只在代理节点之间的路径上发生改变，我们就可以使用蚁群优化代理去查找资源，蚂蚁根据概率选择下一查找节点，这个转移概率遵从伪随机比例法，在某一时刻，蚂蚁在某个节点上，根据计算连接到该节点的所有节点的转移概率，选择最大转移概率的节点为下一查找节点，当一个蚂蚁结束了所有代理节点的查找时，它会修正代理节点之间路径上的资源信息，为了加速查找策略的收敛，我们在全局资源信息的基础上使用本地资源信息在一个路径被查找时，本地资源信息就会发生改变。

2.3 基于超级节点资源查找策略

首先选择性能高并且动态性弱的节点，作为超级节点；进入网络的节点注册自己信息到超级节点和附近的超级节点（作为此节点的候补超级节点）；当节点发出资源请求时，首先向本节点的超级节点发出查询请求，如果查询到请求的资源，返回节点的资源的位置；如果不存在资源信息，那么超级节点会转发查询信息到其他超级节点继续查询，直到查询到资源，并返回给查询节点；对于该资源的节点对应的超级节点失效时，可以通过该节点的候补超级节点进行查询。

3 总结

综上所述，跟据资源查找策略的优劣，体现网络资源共享的好坏，对于Ad-hoc网络的移动P2P网络的研究，还只是处在发展阶段，今后的一个发展方向是将先应和反应式两种资源查找策略进行有机结合。本文主要对于现阶段的资源查找策略的论述，以及存在的缺陷，今后的研究工作还会在资源查找策略的研究上。

【参考文献】

[1]王丽莉，孙波，肖永康，朱小明.结构化P2P资源搜索算法研究综述[J].计算机应用研究，2009，26（10）：130-135.

[2]唐冲，石磊.一种改进的非结构化P2P网络资源搜索策略 [J].微型机与应用，2012，31（21）： 56-59.

[3]刘洺辛，李静，金涛.基于隶属函数的改进Grid_P2P资源检索算法的研究[J].燕山大学学报，2012，36（4）：340-347.

[4]Sanjay K.Dhurandher，Sudip Misra，Puneet Pruthi，Shubham Singhal，Saurabh Aggarwal，lsaac Woungang.Using bee algorithm for peer-to-peer file searching in mobile ad hoc networks[C]//Journal of Network and Computer Applications，2010，34（5）：1498-1508.

[责任编辑：庞修平]