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作者簡介
名人/編輯推薦
目次
商品簡介
《對等網絡的拓撲結構及數據驅動路由方法》以結構化對等網絡的可擴展拓撲結構為基礎，深入地探討一些新型的網絡拓撲結構的設計與優化方法，並通過引入數據驅動路由機制解決非結構化對等網絡的低延遲和低成本資源定位問題。第1章和第2章介紹對等網絡的應用和發展現狀。第3章～第6章闡述四種新型的常量度數互聯結構以提高結構化對等網絡的系統能力，分別是MOORE、BAKE、KCube和KMcube。第7章～第10章討論非結構化對等網絡的數據驅動路由問題，分別介紹基于BF的全狀態概率路由機制、基于BF的弱狀態概率路由機制、基于BF的索引路由機制，以及數據驅動路由中的噪聲干擾抑制問題。
作者簡介
郭得科，國防科技大學系統工程學院教授，博士生導師，國家優秀青年科學基金和教育部新世紀優秀人才支持計劃獲得者，湖南省杰出青年基金獲得者。長期從事計算機網絡、分布式計算與系統、指揮信息系統的研究。主持了多項國家和軍隊重要項目，發表學術論文120余篇，出版專著2部，國家授權發明專利18項。朱曉敏，國防科技大學系統工程學院副教授，碩士生導師，湖南省杰出青年基金獲得者。長期從事分布式信息資源管理、云計算、無人集群系統等研究。主持了多項國家和軍隊重要項目，發表學術論文100余篇，參與出版英文專著1部，國家授權發明專利13項。
名人/編輯推薦
非結構化對等網絡沒有明確的拓撲結構規則，並且僅要求對各個節點所擁有的資源進行本地組織和管理。每個參與節點以自組織的方式同其他一些節點建立鄰居關系，通常最終形成一個隨機網絡。非結構化對等網絡沒有全局層面的資源組織機制，任何一個節點在定位一個網絡資源時都不能僅僅根據本地信息推導出目標資源所在節點的信息。因此，在沒有其他機制輔助的前提下，資源定位機制不能同時獲得較低的定位延遲和少量的定位成本。為非結構化對等網絡的資源定位問題設計能夠同時滿足低延遲和低成本的路由機制顯得尤為重要。此時，數據驅動路由方法的研究是解決非結構化對等網絡資源定位問題的關鍵。 郭得科、朱曉敏、周曉磊、劉忠著的《對等網絡的拓撲結構及數據驅動路由方法》圍繞對等網絡的上述兩個重要研究方向，進行了一系列深入而系統的研究。本書以結構化對等網絡的可擴展拓撲結構為基礎，深入地探討一些新型網絡拓撲結構的設計與優化方法，並通過引入數據驅動路由機制解決非結構化對等網絡的低延遲和低成本資源定位問題。
目次
目錄
《信息科學技術學術著作叢書》序
前言
第1章 對等網絡簡介 1
1.1 起源與發展 1
1.1.1 P2P計算模式的概念 1
1.1.2 P2P網絡系統的分類 3
1.1.3 P2P網絡的研究進展 6
1.2 P2P網絡的應用領域 10
1.2.1 傳統應用領域 10
1.2.2 移動P2P網絡 13
1.2.3 NoSQL存儲系統 14
1.2.4 信息中心網絡 15
1.3 P2P網絡面臨的挑戰 16
1.3.1 信任機制 16
1.3.2 數據污染 17
1.3.3 擾動問題 18
1.3.4 搭便車問題 19
1.3.5 流量識別問題 20
1.3.6 負載均衡問題 21
參考文獻 22
第2章 典型的數據驅動路由模型和機制 25
2.1 結構化P2P網絡的數據驅動路由機制 25
2.1.1 非常量度數結構化P2P網絡 25
2.1.2 常量度數結構化P2P網絡 29
2.2 非結構化P2P網絡的盲目路由機制 33
2.3 非結構化P2P網絡的數據驅動路由機制 37
2.4 混合P2P網絡的路由機制 39
2.5 本章小結 40
參考文獻 40
第3章 基于非正則Kautz圖的常量度數結構化P2P網絡 43
3.1 引言 43
3.2 基礎知識 45
3.3 非正則Kautz有向圖 46
3.3.1 非正則Kautz有向圖及其屬性 46
3.3.2 非正則Kautz有向圖的構建方法 48
3.4 MOORE方法設計 52
3.4.1 概述 52
3.4.2 資源的命名 53
3.4.3 節點的命名 54
3.4.4 消息路由 55
3.5 拓撲構造和動態維護機制 57
3.5.1 拓撲擴展 57
3.5.2 節點加入 58
3.5.3 節點退出 60
3.5.4 拓撲收縮 61
3.6 性能指標的理論分析和仿真評估 62
3.6.1 節點的出度和入度分布 62
3.6.2 平均路由延遲及路由延遲分布 62
3.7 本章小結 64
參考文獻 65
第4章 基于平衡Kautz樹的常量度數結構化P2P網絡 67
4.1 引言 67
4.2 Kautz樹結構 69
4.2.1 相關研究工作 69
4.2.2 Kautz樹的基本定義 70
4.2.3 正則Kautz樹中節點的Kautz排序 73
4.2.4 非正則Kautz樹中節點的Kautz順序 77
4.3 基于平衡Kautz樹的結構化P2P網絡BAKE 78
4.3.1 拓撲構建規則 78
4.3.2 最長后綴匹配的資源放置策略 80
4.3.3 高效且容錯的路由策略 81
4.3.4 查詢處理 83
4.4 拓撲管理 84
4.4.1 拓撲調整 84
4.4.2 節點加入 85
4.4.3 節點失效 87
4.4.4 節點退出 89
4.4.5 拓撲調整操作的優化 90
4.5 性能指標的理論分析和仿真評估 91
4.5.1 拓撲屬性 91
4.5.2 路由模式的魯棒性 93
4.5.3 基本操作的延遲和消息成本 94
4.6 本章小結 96
參考文獻 97
第5章 基于復合圖的常量度數結構化P2P網絡KCube 99
5.1 引言 99
5.2 KCube網絡 100
5.2.1 符號定義 100
5.2.2 KCube的構造方法 100
5.2.3 KCube的新構造方法 104
5.3 KCube圖的拓撲性質 105
5.3.1 基本屬性 105
5.3.2 任意節點間的平均距離 106
5.3.3 哈密頓性 107
5.3.4 網絡的連通性 109
5.4 KCube的單播和廣播傳輸機制 111
5.4.1 KCube的單播傳輸機制 111
5.4.2 Kautz和Hypercube的廣播機制 112
5.4.3 KCube的廣播機制 114
5.5 本章小結 115
參考文獻 116
第6章 基于復合圖的常量度數結構化P2P網絡KMcube 117
6.1 引言 117
6.2 基于復合圖的新型P2P網絡結構KMcube 118
6.2.1 Mbius立方體結構 118
6.2.2 KMcube復合圖的構造方法 119
6.2.3 KMcube的拓撲性質 123
6.2.4 Kautz圖和類Mbius立方體的復合圖 125
6.3 KMcube的路由機制和副本策略 125
6.3.1 KMcube的路由機制 125
6.3.2 KMcube結構的副本策略 127
6.4 性能評估 128
6.5 本章小結 130
參考文獻 130
第7章 非結構化P2P網絡中基于BF的全狀態概率路由 131
7.1 引言 131
7.2 背景知識與問題描述 132
7.2.1 BF數據結構 132
7.2.2 問題描述 134
7.3 解決方案 135
7.3.1 基于BF的全狀態概率路由機制中路由條目的表示方法 136
7.3.2 面向接收方的BF優化設計方法 137
7.4 方案優化 139
7.4.1 ABF傳輸大小優化 139
7.4.2 CUBF的存儲優化 140
7.4.3 基于BF的全狀態概率路由機制面臨的實際應用問題 141
7.5 性能評估 141
……
7.5.2 假陽性判定概率的理論結果 142
7.5.3 BF的傳輸大小 143
7.5.4 假陽性判定概率的實際結果 145
7.6 本章小結 147
參考文獻 148
第8章 非結構化P2P網絡中基于BF的弱狀態概率路由 150
8.1 引言 150
8.2 基于BF的弱狀態概率路由機制的理論分析 152
8.2.1 BF簡介 152
8.2.2 BF的衰落傳播模型 153
8.2.3 衰減模型對成員資格信息的影響 155
8.2.4 噪聲對路由決策的影響 159
8.3 基于BF的高可行性弱狀態概率路由機制 161
8.3.1 基于BF的高可行性弱狀態概率路由機制的充分和必要條件 162
8.3.2 實現高可行性弱狀態概率路由機制的BF優化方法 163
8.3.3 弱狀態概率路由決策產生的冗余查詢的處理方法 164
8.3.4 BF的傳輸優化方法 167
8.4 基于BF的弱狀態概率路由的性能評估 167
8.4.1 衰減模型對成員資格信息的影響 168
8.4.2 噪聲對路由決策的影響 168
8.4.3 面向接收方的BF優化 170
8.4.4 冗余查詢消息的處理 171
8.4.5 弱狀態概率路由網絡覆蓋問題的探索 171
8.5 本章小結 172
參考文獻 173
第9章 非結構化P2P網絡中基于BF的索引路由 174
9.1 引言 174
9.2 BF的相關知識 175
9.2.1 BF概述 175
9.2.2 相關研究工作 176
9.3 動態集合的精確表示和集合成員資格判定 177
9.3.1 DBF的基本結構 177
9.3.2 DBF的假陽性判定 180
9.3.3 DBF的代數運算 182
9.3.4 DBF的集合成員刪除算法的評估 184
9.3.5 DBF的優化 187
9.4 DBF性能評估 189
9.4.1 大小和內容固定的靜態集合 189
9.4.2 集合大小上界已知的動態集合 191
9.4.3 集合大小上界未知的動態集合 196
9.4.4 分布式應用 197
9.5 本章小結 198
參考文獻 199
第10章 數據驅動路由中的噪聲干擾抑制問題 201
10.1 引言 201
10.2 OBF理論 203
10.2.1 OBF的設計 203
10.2.2 基于OBF的衰減傳遞模型 204
10.2.3 基于OBF路由條目設計 204
10.3 理論分析與數據比較 205
10.3.1 理論分析 205
10.3.2 數據比較 209
10.4 基于衰減BF的路由方法DWalker 211
10.4.1 DWalker的設計方法 211
10.4.2 理論分析 214
10.4.3 模擬實驗 214
10.5 本章小結 217
參考文獻 217
《信息科學技術學術著作叢書》序
前言
第1章 對等網絡簡介 1
1.1 起源與發展 1
1.1.1 P2P計算模式的概念 1
1.1.2 P2P網絡系統的分類 3
1.1.3 P2P網絡的研究進展 6
1.2 P2P網絡的應用領域 10
1.2.1 傳統應用領域 10
1.2.2 移動P2P網絡 13
1.2.3 NoSQL存儲系統 14
1.2.4 信息中心網絡 15
1.3 P2P網絡面臨的挑戰 16
1.3.1 信任機制 16
1.3.2 數據污染 17
1.3.3 擾動問題 18
1.3.4 搭便車問題 19
1.3.5 流量識別問題 20
1.3.6 負載均衡問題 21
參考文獻 22
第2章 典型的數據驅動路由模型和機制 25
2.1 結構化P2P網絡的數據驅動路由機制 25
2.1.1 非常量度數結構化P2P網絡 25
2.1.2 常量度數結構化P2P網絡 29
2.2 非結構化P2P網絡的盲目路由機制 33
2.3 非結構化P2P網絡的數據驅動路由機制 37
2.4 混合P2P網絡的路由機制 39
2.5 本章小結 40
參考文獻 40
第3章 基于非正則Kautz圖的常量度數結構化P2P網絡 43
3.1 引言 43
3.2 基礎知識 45
3.3 非正則Kautz有向圖 46
3.3.1 非正則Kautz有向圖及其屬性 46
3.3.2 非正則Kautz有向圖的構建方法 48
3.4 MOORE方法設計 52
3.4.1 概述 52
3.4.2 資源的命名 53
3.4.3 節點的命名 54
3.4.4 消息路由 55
3.5 拓撲構造和動態維護機制 57
3.5.1 拓撲擴展 57
3.5.2 節點加入 58
3.5.3 節點退出 60
3.5.4 拓撲收縮 61
3.6 性能指標的理論分析和仿真評估 62
3.6.1 節點的出度和入度分布 62
3.6.2 平均路由延遲及路由延遲分布 62
3.7 本章小結 64
參考文獻 65
第4章 基于平衡Kautz樹的常量度數結構化P2P網絡 67
4.1 引言 67
4.2 Kautz樹結構 69
4.2.1 相關研究工作 69
4.2.2 Kautz樹的基本定義 70
4.2.3 正則Kautz樹中節點的Kautz排序 73
4.2.4 非正則Kautz樹中節點的Kautz順序 77
4.3 基于平衡Kautz樹的結構化P2P網絡BAKE 78
4.3.1 拓撲構建規則 78
4.3.2 最長后綴匹配的資源放置策略 80
4.3.3 高效且容錯的路由策略 81
4.3.4 查詢處理 83
4.4 拓撲管理 84
4.4.1 拓撲調整 84
4.4.2 節點加入 85
4.4.3 節點失效 87
4.4.4 節點退出 89
4.4.5 拓撲調整操作的優化 90
4.5 性能指標的理論分析和仿真評估 91
4.5.1 拓撲屬性 91
4.5.2 路由模式的魯棒性 93
4.5.3 基本操作的延遲和消息成本 94
4.6 本章小結 96
參考文獻 97
第5章 基于復合圖的常量度數結構化P2P網絡KCube 99
5.1 引言 99
5.2 KCube網絡 100
5.2.1 符號定義 100
5.2.2 KCube的構造方法 100
5.2.3 KCube的新構造方法 104
5.3 KCube圖的拓撲性質 105
5.3.1 基本屬性 105
5.3.2 任意節點間的平均距離 106
5.3.3 哈密頓性 107
5.3.4 網絡的連通性 109
5.4 KCube的單播和廣播傳輸機制 111
5.4.1 KCube的單播傳輸機制 111
5.4.2 Kautz和Hypercube的廣播機制 112
5.4.3 KCube的廣播機制 114
5.5 本章小結 115
參考文獻 116
第6章 基于復合圖的常量度數結構化P2P網絡KMcube 117
6.1 引言 117
6.2 基于復合圖的新型P2P網絡結構KMcube 118
6.2.1 Mbius立方體結構 118
6.2.2 KMcube復合圖的構造方法 119
6.2.3 KMcube的拓撲性質 123
6.2.4 Kautz圖和類Mbius立方體的復合圖 125
6.3 KMcube的路由機制和副本策略 125
6.3.1 KMcube的路由機制 125
6.3.2 KMcube結構的副本策略 127
6.4 性能評估 128
6.5 本章小結 130
參考文獻 130
第7章 非結構化P2P網絡中基于BF的全狀態概率路由 131
7.1 引言 131
7.2 背景知識與問題描述 132
7.2.1 BF數據結構 132
7.2.2 問題描述 134
7.3 解決方案 135
7.3.1 基于BF的全狀態概率路由機制中路由條目的表示方法 136
7.3.2 面向接收方的BF優化設計方法 137
7.4 方案優化 139
7.4.1 ABF傳輸大小優化 139
7.4.2 CUBF的存儲優化 140
7.4.3 基于BF的全狀態概率路由機制面臨的實際應用問題 141
7.5 性能評估 141
……
7.5.2 假陽性判定概率的理論結果 142
7.5.3 BF的傳輸大小 143
7.5.4 假陽性判定概率的實際結果 145
7.6 本章小結 147
參考文獻 148
第8章 非結構化P2P網絡中基于BF的弱狀態概率路由 150
8.1 引言 150
8.2 基于BF的弱狀態概率路由機制的理論分析 152
8.2.1 BF簡介 152
8.2.2 BF的衰落傳播模型 153
8.2.3 衰減模型對成員資格信息的影響 155
8.2.4 噪聲對路由決策的影響 159
8.3 基于BF的高可行性弱狀態概率路由機制 161
8.3.1 基于BF的高可行性弱狀態概率路由機制的充分和必要條件 162
8.3.2 實現高可行性弱狀態概率路由機制的BF優化方法 163
8.3.3 弱狀態概率路由決策產生的冗余查詢的處理方法 164
8.3.4 BF的傳輸優化方法 167
8.4 基于BF的弱狀態概率路由的性能評估 167
8.4.1 衰減模型對成員資格信息的影響 168
8.4.2 噪聲對路由決策的影響 168
8.4.3 面向接收方的BF優化 170
8.4.4 冗余查詢消息的處理 171
8.4.5 弱狀態概率路由網絡覆蓋問題的探索 171
8.5 本章小結 172
參考文獻 173
第9章 非結構化P2P網絡中基于BF的索引路由 174
9.1 引言 174
9.2 BF的相關知識 175
9.2.1 BF概述 175
9.2.2 相關研究工作 176
9.3 動態集合的精確表示和集合成員資格判定 177
9.3.1 DBF的基本結構 177
9.3.2 DBF的假陽性判定 180
9.3.3 DBF的代數運算 182
9.3.4 DBF的集合成員刪除算法的評估 184
9.3.5 DBF的優化 187
9.4 DBF性能評估 189
9.4.1 大小和內容固定的靜態集合 189
9.4.2 集合大小上界已知的動態集合 191
9.4.3 集合大小上界未知的動態集合 196
9.4.4 分布式應用 197
9.5 本章小結 198
參考文獻 199
第10章 數據驅動路由中的噪聲干擾抑制問題 201
10.1 引言 201
10.2 OBF理論 203
10.2.1 OBF的設計 203
10.2.2 基于OBF的衰減傳遞模型 204
10.2.3 基于OBF路由條目設計 204
10.3 理論分析與數據比較 205
10.3.1 理論分析 205
10.3.2 數據比較 209
10.4 基于衰減BF的路由方法DWalker 211
10.4.1 DWalker的設計方法 211
10.4.2 理論分析 214
10.4.3 模擬實驗 214
10.5 本章小結 217
參考文獻 217
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