对等网络中的查询搜索机制与信任模型研究

论文摘要

对等计算（Peer-to-Peer Computing,简称P2P）是分布式系统和计算机网络相结合的产物,打破了网络应用层过去的“客户/服务器”模式,使系统中节点以自由平等的方式进行互联。P2P网络从拓扑结构角度分为结构化拓扑和非结构化拓扑。结构化拓扑网络采用分布式哈希表（DHT）进行资源搜索,网络易扩展、查询效率高,但不支持基于内容的复杂查询。非结构化拓扑网络采用洪泛法进行资源搜索,支持多样化的查询,网络的拓扑结构简单,但查询效率低,数据无法准确定位。此外,P2P网络中节点的动态性和匿名性,使得系统无法保证所有节点都提供良好的服务和可靠的资源。为了应对这些问题,本文深入研究了P2P系统中的拓扑构造和资源搜索机制,以及节点的信任管理机制,取得了以下成果:1.针对结构化P2P网络缺乏基于内容的查询机制,提出基于语义的分组P2P网络。该网络采用向量空间模型（VSM）归纳节点共享资源的语义信息,使具有相似语义的节点形成语义分组。各个分组内采用非结构化拓扑网络,同时在分组内选择能力较强的节点成为组内超级节点,超级节点之间构成了结构化拓扑网络。仿真实验表明这种结构降低了资源的查询开销,有效的支持在动态P2P系统中进行基于内容的检索。2.针对非结构化P2P网络中的洪泛搜索机制,本文结合“小世界”模型,按照社会关系网络中“物以类聚,人以群分”的原理提出一种非结构化P2P网络。网络中具有相似语义的节点聚类,使得网络具有较高的聚类系数和较小的平均路径长度,提高了网络的查询效率。3.由于P2P系统中节点的动态性和匿名性,系统对节点的行为缺乏有效的监管,在系统内建立信任模型是解决此问题比较可行的机制。本文结合基于语义的分组P2P网络提出了基于分组的信任模型。由于网络中的超级节点的在线时间长、计算能力强,因此在结构化层采用了全局信任模型,而在分组内部采用局部信任模型。仿真实验表明这种信任模型能够较好抵御网络中恶意节点的攻击,有一定的有效性和健壮性。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.1.1 社会经济和技术背景
• 1.1.2 对等系统的定义
• 1.1.3 对等网络的特点
• 1.1.4 对等网络的应用
• 1.2 P2P 网络的分类
• 1.2.1 非结构化拓扑（Unstructured）
• 1.2.2 结构化拓扑（Structured）
• 1.3 问题的提出
• 1.3.1 研究现状
• 1.3.2 资源搜索机制问题
• 1.3.3 信任机制问题
• 1.4 论文工作
• 1.5 论文结构
• 第二章 对等网络中资源搜索机制和信任模型研究
• 2.1 引言
• 2.2 非结构化P2P 系统搜索机制研究
• 2.2.1 洪泛类资源搜索机制
• 2.2.2 洪泛资源搜索机制的改进
• 2.3 结构化P2P 系统的搜索机制研究
• 2.3.1 Chord
• 2.3.2 CAN
• 2.3.3 Pastry
• 2.3.4 Tapestry
• 2.4 P2P 系统中的信任模型研究
• 2.4.1 基于PKI 的信任模型
• 2.4.2 局部信任模型
• 2.4.3 全局信任模型
• 2.5 本章小节
• 第三章 基于语义的分组P2P 网络
• 3.1 引言
• 3.2 相关工作
• 3.3 基于语义的资源发布与检索的相关技术
• 3.3.1 向量空间模型
• 3.3.2 倒排索引技术
• 3.3.3 Bloom Filter 技术
• 3.4 分组语义网络的构造
• 3.4.1 系统的总体结构
• 3.4.2 系统内节点的分类
• 3.4.3 节点文档特征向量的选择
• 3.4.4 节点的初始化
• 3.4.5 节点的加入
• 3.4.6 语义分组的维护
• 3.4.7 超级节点
• 3.4.8 节点的离开
• 3.4.9 资源的发布与搜索机制
• 3.5 系统分析
• 3.6 实验设计与结果分析
• 3.6.1 仿真环境
• 3.6.2 实验设计
• 3.7 小结
• 第四章 基于小世界理论的无结构P2P 网络研究
• 4.1 引言
• 4.2 相关工作
• 4.3 小世界模型
• 4.3.1 基本概念
• 4.3.2 小世界模型
• 4.4 基于小世界理论的非结构化P2P 网络
• 4.4.1 网络的总体结构
• 4.4.2 网络的管理
• 4.5 实验设计与结果分析
• 4.5.1 仿真环境
• 4.5.2 实验设计
• 4.6 小结
• 第五章 基于分组的信任模型研究
• 5.1 引言
• 5.2 相关工作
• 5.3 基于分组的信任模型
• 5.3.1 模型概述
• 5.3.2 组内节点信誉度的定义
• 5.3.3 各个分组之间的信誉度的定义
• 5.3.4 不同分组之间节点信誉度的定义
• 5.4 实验设计与结果分析
• 5.5 小节
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢