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如何准确地定位目标节点,从而快速有效地搜索到目标资源一直是P2P网络研究中的关键问题,是决定P2P网络系统性能的重要因素。P2P网络资源搜索技术的有效性主要取决于系统的拓扑结构、数据文件的分布和消息路由策略,但由于P2P系统巨大的规模和节点的强动态性等特点给网络资源搜索带来了很多挑战,目前最有意义的研究成果是基于Small-World理论的非结构化搜索算法和基于DHT的结构化搜索算法。论文基于Small-World网络模型和特征,从改进网络拓扑结构和消息路由机制出发,对P2P网络资源搜索技术进行了研究。
首先,论文系统概述了P2P网络的研究现状及相关应用,详细介绍了三种主要的P2P网络搜索结构模式和两类广泛研究的P2P资源搜索算法。针对非结构化P2P资源搜索算法消息冗余和搜索效率低的问题,着重讨论了资源搜索在查询消息的转发机制、缓存方法的使用和网络拓扑结构的优化等方面提出的改进算法。
然后,论文在概述Small-World网络及其低路径长度、高聚集度特征和非结构化P2P网络在实际系统中应用优势的基础上,给出了一个基于Small-World特征的非结构化P2P资源查找模型,通过对资源特征向量的本地k-means聚类和相似链接的建立,使得大多数查询请求被有导向地转发,从而避免了查询消息扩散对网络带宽的浪费。实验结果说明了该搜索模型在缩短资源平均检索长度、提高查找成功率方面的有效性。
最后,论文从改进消息路由机制的角度出发,在深入分析以Gnutella为代表的非结构化P2P网络自身呈现的Small-World高聚集度特征的基础上,给出了一个路由优选搜索算法。通过维护一定数量的高度数节点,使请求节点间接了解更多其他非邻居节点的信息,实现了查询消息的跳跃式传播。对比实验验证了该改进算法在加快搜索速度、减少消息冗余复制方面存在的优势。