1、隨著計算機處理能力和網(wǎng)絡(luò)通訊能力的飛速提升，計算機網(wǎng)絡(luò)研究和應(yīng)用的熱點從核心網(wǎng)絡(luò)延伸到了邊緣網(wǎng)絡(luò)，出現(xiàn)了應(yīng)用層覆蓋網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用層覆蓋網(wǎng)絡(luò)的路由表構(gòu)造、維護及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)均由端系統(tǒng)完成。對等網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層組播是兩類典型的應(yīng)用層覆蓋網(wǎng)絡(luò)。 作為一種全新的計算模式，對等網(wǎng)絡(luò)具有自組織和可擴展等特性，因此引起了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注?；诜植际焦１?DistributedHashTable，DHT)的結(jié)構(gòu)化對等網(wǎng)絡(luò)由于其理論可證明的性能下界

2、，尤其受到學(xué)術(shù)界的追捧。 應(yīng)用層組播能有效解決IP組播面臨的部署、可擴展性及擁塞控制等難題，因此受到了廣泛關(guān)注。已經(jīng)有許多應(yīng)用層組播協(xié)議被提了出來，少量的實驗性應(yīng)用層組播系統(tǒng)已經(jīng)開始部署。應(yīng)用層組播提供了一項有前途的組播服務(wù)選擇。 對等網(wǎng)絡(luò)需要首先構(gòu)造一個覆蓋網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，然后設(shè)計出該覆蓋網(wǎng)絡(luò)的路由算法。拓?fù)渑c路由是對等網(wǎng)絡(luò)的核心，決定了對等網(wǎng)絡(luò)的性能。作為應(yīng)用層覆蓋網(wǎng)絡(luò)，對等網(wǎng)絡(luò)面臨著覆蓋網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c底層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳黄ヅ涞膯栴}

3、，導(dǎo)致了資源使用效率和網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量低下。同時，對等網(wǎng)絡(luò)往往以覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的路由邏輯跳數(shù)作為路由選擇的度量標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致了盡管路由邏輯跳數(shù)接近最優(yōu)，但實際的端到端路由延時過高。對等網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容搜索功能是非常有必要的。缺乏了有效的內(nèi)容搜索，對等網(wǎng)絡(luò)就不能發(fā)揮大規(guī)模資源共享的效益。但是，DHT只提供了簡單的哈希表查找接口，無法支持有效的全文和語義搜索。 因此，本文首先從對等網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錁?gòu)造和路由選擇的角度，研究了利用底層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒏纳茖Φ染W(wǎng)

4、絡(luò)性能。然后，研究了對等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的文檔發(fā)布和搜索技術(shù)，著重解決了其中的倒排列表過長和查詢熱點問題。此外，本文還提出了在部分使用單向鏈路的對等網(wǎng)絡(luò)中，引入雙向鏈路，進一步改善對等網(wǎng)絡(luò)性能。 應(yīng)用層組播由于將數(shù)據(jù)復(fù)制、分發(fā)任務(wù)轉(zhuǎn)移到了網(wǎng)絡(luò)的邊緣，因此造成了資源使用效率不高，數(shù)據(jù)傳輸延時過長等問題。應(yīng)用層組播的數(shù)據(jù)復(fù)制、分發(fā)完全依賴于普通的端系統(tǒng)節(jié)點，而這些節(jié)點與IP組播中的路由器相比，可靠性和帶寬、處理能力等都要相差很多，并且不同

5、的端系統(tǒng)節(jié)點之間，這些性能也會有不同數(shù)量級的差別。應(yīng)用層組播很容易受到端系統(tǒng)節(jié)點故障的影響。 因此，本文研究了在構(gòu)造應(yīng)用層組播樹時，考慮端系統(tǒng)節(jié)點的穩(wěn)定性及帶寬的差異，并且在組播動態(tài)會話過程中，使用分布式操作優(yōu)化組播樹結(jié)構(gòu)，以減少個別端系統(tǒng)節(jié)點發(fā)生故障對其它成員節(jié)點正常會話的影響。 本文的主要工作在如下四個方面：1基于PCA的鄰近標(biāo)識符選擇算法。以對等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)CAN為基礎(chǔ)，研究了使用鄰近標(biāo)識符選擇的方法確定節(jié)點在對等網(wǎng)絡(luò)

6、邏輯空間中的位置，從而構(gòu)造出高質(zhì)量的P2P覆蓋網(wǎng)絡(luò)，有效改善了對等網(wǎng)絡(luò)鏈路質(zhì)量。算法將底層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇臻g建模為高維歐幾里德空間，再使用PCA的方法將高維的底層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇臻g映射到低維的對等網(wǎng)絡(luò)邏輯空間，實現(xiàn)了比傳統(tǒng)的基于binning的方法更好的性能。 2.基于鄰居路由表復(fù)制的鄰近路由選擇算法。以對等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)Chord為基礎(chǔ)，研究了鄰近路由算法，特別提出了通過復(fù)制鄰居路由表，改善對等網(wǎng)絡(luò)路由選擇自由度，減少路由邏輯跳數(shù)，從而使得鄰近

7、路由選擇能夠明顯降低端到端路由延時。使用了Lazy復(fù)制減少復(fù)制開銷，并使用了并行路由確保路由成功。此外，提出了在使用單向鏈路的Chord中引入雙向鏈路，幾乎不需要額外開銷就顯著改善了Chord的路由性能。 3對等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的文檔發(fā)布與搜索解決方案。該方案基于向量空間模型，能夠支持全文和語義搜索。提出了劃分文檔關(guān)鍵詞和一般詞，并且使用了多哈希函數(shù)和多實體的方法，解決了對等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的文檔發(fā)布和搜索的兩個關(guān)鍵問題，即倒排列表過長和查