PATCOM:基于分割树的无结构P2P系统一致性维护方法

无结构P2P技术逐渐被应用在新型的协同计算系统中.这些新型业务支持数据的动态更新,不仅要求副本数据的强一致性,而且要求更新数据的快速传播.高效的一致性维护方法是保证新业务顺利开展的基础.在比较分析现有的P2P系统一致性维护方法的基础上,针对无结构P2P系统,提出了一种基于分割树的一致性维护方法——PATCOM.PATCOM使用Chord协议作为组管理协议,通过不断分割由副本节点组成的Chord环,动态地建立更新消息传播树(Update Message Propagation Tree,UMPT).论文进一步从理论上分析了UMPT的平均高度、PATCOM的性能、容错能力以及算法开销,并和基于Gossip的一致性维护方法进行了比较.理论分析和仿真实验结果表明:PATCOM不仅能够快速地维护P2P系统的强一致性,而且产生的冗余更新消息少.

二元位运算P2P系统复制技术的研究

提出了BitwiseTree,利用二元位运算确定复本放置,而不需要像其他基于日志的复制技术需要考虑客户访问日志;同时BitwiseTree提供的容错机制保证失效节点中的文件可以在其他复制节点中找到。仿真实验表明,BitwiseTree只需要使用较少的复本就能达到有效地缓解节点过载的目的,因此该模型非常适合无法获得客户访问日志的机密P2P系统或者对系统性能要求比较高的P2P系统。

P2P存储系统副本一致性维护策略

副本策略是提高P2P存储系统的可扩展性、容错性、可用性的有效手段。随着新的应用发展,P2P中副本应用从只读静态文件共享转变为读写动态文件交互,副本的一致性维护变得越来越重要。提出一种副本信息传播树的维护策略,该策略把文件副本的相关信息保存在二叉树上,通过订阅和取消订阅算法维护副本的一致。实验证明该策略能有效减少维护开销,避免相关问题的出现。

P2P文件分享系统中污染文件检测方法

针对P2P文件分享系统中污染文件的传播检测问题,在声誉度检测机制的基础上,提出一种基于接触跟踪树的检测方法。通过跟踪文件的传播路径,利用相关节点的声誉度建立接触跟踪树,对接触跟踪树的拓扑结构进行分析,获取传播文件为污染文件的概率值,从而实现对污染文件的检测。实验结果表明,该方法能有效提高检测精度,减小系统误报率。

P2P信息管理系统中的容错方法

FissionE是一种基于Kautz图的P2P信息管理系统网络架构,在给定节点度数(d = 2)下具有最优的网络直径。针对结点失效导致的FissionE路由性能较差的问题,本文对FissionE的容错路由算法进行研究,其基本思想是:如果下一跳结点失效或网络连接失效,那么将采用某种方法“绕过”失效的结点或连接,从而获得较好的路由性能。

P2P分布式存储系统中冗余策略研究

由于P2P系统具有高动态性,为了提高存储的可靠性,必须采用冗余策略,使数据文件以副本的形式分布在系统的多个节点中。阐述P2P分布式存储系统中使用的冗余策略,并分析它们对文件可用性的影响以及在真实P2P系统中的应用。

一种改进的非结构化P2P网络洪泛搜索机制

非结构化P2P网络使用基于洪泛的查询算法来进行资源搜索。然而,这种搜索机制随着网络节点的增多,网络规模的增大,将产生大量的冗余查询消息,会导致网络流量急剧增加,引起网络拥塞。提出了一种基于转发区间的洪泛搜索机制FIFSM(forwarding interval based flooding search mechanism),通过为消息分配不相交的转发区间,使其沿着一棵生成树的结构传播,消除了消息环路,从而避免冗余消息的产生。FIFSM机制采用高效的网络维护策略,能够在动态环境下以较低的开销保证网络的稳定性。实验结果表明,FIFSM机制能够降低洪泛开销,保证资源搜索的高成功率和低延迟,是一种有效的非结构化P2P网络资源搜索机制。

基于对等节点知识地图的P2P主题社区发现

P2P文档共享系统是一种分布式资源共享系统，是Web2．0的典型应用。发现P2P文档共享系统中的主题社区是评估P2P文档共享系统的知识性和社会性的有效途径，也是在P2P文档共享系统中进行商业广告投放和网络舆情监控的基础。针对给定主题的P2P社区发现问题，本文给出了一种P2P主题社区发现方法。该方法首先根据给定的社区主题和相关本体知识，获取主题社区的主题概念树；其次抽取节点用户的知识地图中所含的类别信息及其之间的上下位关系，形成节点知识地图的类别概念树；然后通过衡量对等节点知识地图的类别概念树与社区的主题概念树的内容相似度从而识别社区成员。仿真实验表明了该方法的可行性，并且揭示了该方法的部分特征。

面向海洋通信网络的分布式系统容错机制

针对在船队航行过程中,由于网络通信不稳定引起的P2P分布式系统节点频发的退出问题,通过优化P2P分布式架构的容错策略,提高系统的抗灾能力。探讨并设计在海洋环境下分布式系统的容错机制,提出更加适用于全新容错机制的节点选举方法,提高节点选举的可靠性和稳定性。在优化的P2P架构下,设计并实现基于船队出海环境的分布式数据平台原型系统。通过仿真实验证明该系统具有较好的可伸缩性、独立性和稳定性。

面向多描述编码的应用层组播树系统的设计与实现

多描述编码[1-2](MDC)在提高P2P流媒体系统的服务质量方面起着重要作用,作为其传输平台的应用层组播树系统[3]的构建及其在高动态网络中的性能研究是目前互联网研究领域中的重要问题.本文针对多描述编码的特点,设计实现了采用确定性组播树管理算法的多组播树系统,并基于PlanetLab[4]分布式实验床分析了系统在P2P流媒体系统中应用的性能.实验结果表明,在节点非正常退出时,采用确定性算法构建的多组播树比单组播树和采用随机性算法构建的多组播树具有更好的数据传输连续性,而系统的恢复能力和数据传输连续性随着系统中组播树数量的增加而增强.

基于P2P的视频监控系统研究

视频监控系统一般采用客户端/服务器(C/S)模式。视频监控系统规模的扩大、应用由最初的安全监控向业务管理渗透,当用户过多时,C/S模式由于服务器自身性能以及网络带宽的限制,成为视频监控的瓶颈。本文采用P2P(Peer-to-Peer)的网络模型以及P2P的传输技术,构造适合视频监控系统的应用层组播树结构,充分利用了原监控客户端主机资源,解决了服务器和带宽的瓶颈问题,并对视频监控资源搜索技术进行研究。

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基于补充频繁模式的P2P搜索优化

为有效提高P2P(Peer to Peer)系统在文件共享应用中的资源搜索速度,解决P2P节点的负载均衡,保证P2P共享系统的稳定性、可靠性和扩展性,提出了一种基于补充频繁模式的快速查询响应方法,主要工作包括:(1)提出满事务和补充频繁模式概念及补充频繁模式树(SFP-Tree)结构,其主要思路是利用具有较高支持度计数的短频繁模式B,吸收与B一起构不成频繁模式但又达到一定共享支持度阀值的单项构成基项集的补充项,B的所有补充单项构成其补充项集S,在此基础上查找包含B的最大频繁项集X,并从S中排除与X一起达不到共享支持度阀值的补充项,从而以X和S的子集构成一个以B为基项集的具有足够长度的补充频繁模式;(2)实现了补充频繁模式的挖掘方法,其主要思路是在构成整个事务数据库升序FP-Tree(AFP-Tree)基础上,递归挖掘条件混合模式树(CMP-Tree),在基项达到指定长度时,生成补充频繁模式树SFP-Tree,在此基础上挖掘带有负项的补充频繁模式,最后针对带有负项的补充频繁模式生成只包含正项的补充频繁模式;(3)模拟一份文件资源的历史响应事务集进行详实的实验,实验结果表明对于数据集规模达到100,000的P2P系统历史响应事务数据库,基于SFP-Tree的补充频繁模式挖掘方法能在20 s以内生成此文件资源的有效响应列表并能选择其中一个列表的有效子集瞬时响应查询请求.

区块链共识算法的发展现状与展望

共识算法是区块链技术的核心要素,也是近年来分布式系统研究的热点.本文系统性地梳理和讨论了区块链发展过程中的32种重要共识算法,介绍了传统分布式一致性算法以及分布式共识领域的里程碑式的重要研究和结论,提出了区块链共识算法的一种基础模型和分类方法,并总结了现有共识算法的发展脉络和若干性能指标,以期为未来共识算法的创新和区块链技术的发展提供参考.

一种基于数据相关性的优化数据一致性维护方法

针对数据一致性中的数据相关性问题,提出一种优化的数据一致性维护方法.在该方法中,数据对象按固定大小分块,并以数据块作为数据管理的基本单位;数据更新利用Bloomfilter技术压缩表示,并进行双路径传播;发起方和协商方在一致性维护过程中,分别调用各自的协商算法检测和解决更新冲突;动态数据管理算法调节数据更新过程中的动态数据块变化,对数据块进行合并或分解.模拟测试结果表明,在选取适当范围内的分块大小时,该方法在一致性维护开销、动态性和鲁棒性方面均具有较好的性能.文中给出了选定适当分块大小的指导性方法.

一种基于关键属性的优化数据一致性维护方法

针对关键属性更新的易描述、更新项较小和弱相关性三个特点。提出一种基于关键属性的优化数据一致性维护方法.在该方法中,首先分离出用户提交的更新请求中关于关键属性的更新;然后采用基于延迟.覆盖的更新传播模型进行更新传播,即基于副本间的网络延迟选择具有最大和最小网络延迟的结点转发更新,并在传播过程中记录和综合考虑更新的确定传播和不确定传播两条路径;在对关键更新冲突分类的基础上,采用更新缓冲区和更新日志两层更新协商机制并结合最新写胜出和分而治之规则,优化关键更新冲突的发现和解决:更新日志信息是方法中各种策略开展的基础,讨论了更新日志中信息管理方法以及结点失效和网络划分发生时信息的维护方法.关键属性更新的优化处理使得不会产生因为关键属性更新的延迟而降低系统基于关键属性的资源定位效率,满足面向Internet的P2P系统的要求.模拟测试结果表明,该方法在一致性维护开销、资源定位开销与资源访问开销以及鲁棒性方面均具有较好的性能.

一种面向关键属性更新的优化数据一致性算法

规模巨大且分布性强的P2P系统可能导致部分数据副本发布的更新被长时间地延迟,从而降低Internet上资源定位的效率。针对关键属性更新的特点,提出一种解决关键属性更新冲突的优化数据一致性算法。算法中分离出用户提交的更新请求中关于关键属性的更新,在对关键更新冲突分类的基础上,采用更新缓冲预处理和关键更新表两层机制并结合最新写胜出和分而治之规则,优化关键更新冲突的发现和解决。关键属性更新的优化处理使得不会产生因为关键属性更新的延迟而降低系统基于关键属性的资源定位效率,满足面向Internet的P2P系统的要求。模拟测试结果表明该算法在一致性维护开销、资源定位开销与资源访问开销以及鲁棒性方面均具有较好的性能。

一种基于有限编码的多副本分簇管理方法

针对大量数据副本所带来的资源管理问题,提出一种基于有限编码的多副本分簇管理方法.在该方法中,根据单副本复制产生新副本的过程对副本分级和分簇,通过定义“副本级别+副本顺序”的编码规则对划分后的副本进行编码和组织,并依据编码规则对由于副本的动态调整(增加或撤消)而引起的簇的动态变化进行有效管理.通过该方法,在大量副本之间建立局域集中、广域对等的管理模式,再结合定义的“最小更新传播时间”可以降低大量副本的一致性维护开销.讨论了方法中编码规则与副本规模之间的关系,以及副本失效和恢复时的解决方法.性能测试结果表明,该方法能够有效组织大规模的数据副本,具有较好的可扩展性,对适度的结点失效不敏感,适合更新频繁的应用.

一种解决更新相关的更新冲突协商算法

针对数据一致性维护过程中存在的更新相关问题,本文提出一种更新冲突协商算法,利用Bloom Filter压缩技术表示更新,通过结点间的分工协作发现和解决更新相关冲突,并实现副本最终一致。模拟测试结果表明,该方法在一致性维护开销方面具有较好的性能。