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本文着重研究对等计算(Peer-to-Peer Computing)系统。P2P技术,特别是P2P文件共享技术,在近年来已经被应用到多个领域。随着共享文件的增多,资源定位问题显得尤其重要。本文主要围绕如何让对等计算系统支持多样化的、高效的资源定位展开研究工作。研究内容包括对等点覆盖网络拓扑、语义对等网以及多样化的资源定位策略。
大多数已有的分散式结构化对等计算系统上的拓扑研究均集中在如何尽量降低查询路径的长度和路由表的大小,忽略了用户对文件浏览方面的需求。本文作者首先使用严谨的数学方法对P2P覆盖网络的静态拓扑进行建模,设计了一个顶点度为O(log n)、图直径为O(log n/loglog n)而聚集系数为(C<2><,r<,c>-1>。+C<2><,r<,p>-1>+C<2><,k-1>)/C<2><,r<,c>+r<,p>+k-3>>的符合小世界特征的Cayley图Γ。基于图Γ,本文还设计了一个全新的分散式结构化对等计算系统协议ComNET。ComNET继承了图Γ小世界特征方面的优点,并具备显式的对等点分组能力,能够把具有相似兴趣的对等点聚集在一个集簇,为在其上部署浏览服务提供了重要的拓扑基础。此外,模拟仿真实验表明ComNET中较高的聚集系数还能大大地提高系统的鲁棒性。
基本的分散式结构化对等计算系统只能提供精确的资源定位机制。因此,本文在ComNET的基础上设计了P2P语义对等网Semantic ComNET,后者可以通过在前者中添加语义连接而得到。Semantic ComNET具有部分匹配查找能力,能把一个对等点连接到多个语义集簇,提高文件浏览功能的可用性。此外,本文还提出和解决ComNET上的组播问题,并把组播算法应用到Semantic ComNET的部分匹配查找算法。该算法弥补了传统分散式结构化计算系统只支持精确的资源定位的缺陷,能把查询消息限制在那些有可能返回结果的对等点中传播,杜绝了传统受限泛洪算法存在的重复访问问题,大大降低了系统响应时间和减轻了底层物理网络的负载。