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基于节点流行度的Gnutella路由查询策略

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论文导读：Gnutella网络因为没有中心服务器，对等节点查询消息完全由加入系统的对等节点转发，所以被认为是纯分布式P2P系统。传统的Gnutella网络有哪些信誉好的足球投注网站算法[8]利用广播方法来进行查询。研究表明[1]，Gnutella网络中文件被访问的频率呈幂律特征，即少数文件流行度很高,被频繁请求查询，而多数文件则很少被访问。

关键词：Gnutella，无结构，查询，流行度

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1引言

Gnutella网络因为没有中心服务器，对等节点查询消息完全由加入系统的对等节点转发，所以被认为是纯分布式P2P系统。传统的Gnutella网络有哪些信誉好的足球投注网站算法[8]利用广播方法来进行查询。这种方法会造成网络中查询消息以指数级增长，在网络中产生大量冗余查询消息，造成局部网络拥塞，出现分片现象。

研究表明[1]，Gnutella网络中文件被访问的频率呈幂律特征，即少数文件流行度很高,被频繁请求查询，而多数文件则很少被访问。科技论文。网络中流行度较高的文件会在网络中留下较多副本，因此，流行度较高的文件更容易查询成功。Gnutella网络呈现典型的“幂规律”（power-low）和明显的”小世界”(smallworld)特征[2]。

研究表明，Gnutella网络节点的拓扑特征具有“幂规律（Power-lower）[2]”特性和“小世界”特征[2]。

1)“幂规律”(PowerLaw)特征即“度”为k的节点的分布概率满足以下公式：

2)“小世界”(SmallWorld)特征的意思是网络拓扑具有高聚集度低特征路径长特征。科技论文。网络聚集度和特征路径长的定义简述如下。在符合“小世界”特征的网络模型中，可以根据节点的聚集度将节点划分为一个个的Clusters具有强聚集性的节点具有很高的连通度。

如何提高Gnutella网络查询效率近年来一直是研究热点，传统的Flooding算法虽然可以获得较高的查询效率，但是会造成大量冗余查询消息产生，造成网络局部拥塞。本文根据文件流行度研究成果[1]和Gnutella网络拓扑特征[2]提出一种基于节点流行度和Gnutella网络拓扑特征的查询算法。

2相关工作

以往的研究提出了很多Gnutella网络查询改进算法。Grokster、KaZaA和Morpheus等提出一种基于超级节点的路由查询策略[3]。超级节点维护本区域内对等节点文件索引，查询只在超级节点之间转发，避免网络中大量冗余消息的产生。文献[4]提出了改进的广度优先有哪些信誉好的足球投注网站(ModifiedBFS)方法，该方法在转发查询消息时随机选择几个邻居节点，这样可以避免产生大量的冗余消息，但查询时节点覆盖度有限。随机漫步(Randomwalkers)[5]:该方法节点随机选择一个邻居节点，转发查询消息，直到TTL为0，该方法查询响应时间长。

3基于流行度的Gnutella网络路由查询策略

本文提出的有哪些信誉好的足球投注网站方法充分利用Gnutella网络拓扑特性和文件流行度的研究成果。文献[1]中提到，文件访问频率呈幂规律特征，少数文件流行度很高，频繁的被访问和查询。流行度高的文件会在网络留存较多副本，查询命中的概率较大。本文提出一种结合Gnutella网络拓扑和节点流行度的查询算法，该方法充分利用Gnutella网络拓扑特征和节点流行度的概念。

3.1用到的概念

3.2基于流行度的Gnutella路由改进策略

本算法的主要思想是查询时充分利用Gnutella网络拓扑特征和流行度的研究成果。查询充分利用节点流行度和Gnutella网络拓扑特征，采用类似随机漫步的思想，转发查询消息给节点度和流行度大的节点。

在介绍本文算法前，先给出以下定义：

3.2.1节点要保存的数据结构

节点中除了要保存邻居节点的信息之外，还要保存每个邻居节点的查询度信息。查询消息到达时，节点根据每个邻居节点的查询度信息来确定查询消息转发对象。该数据结构通过定期的心跳机制来更新。

节点要保存的数据结构

节点将每个邻居节点按查询度排序，由高到低。查询时，在邻居节点中选择一定数量的邻居节点发出查询消息。选择的策略将在下文详细介绍。

3.2.2基于流行度的Gnutella无结构化网络路由查询策略

本文提出的有哪些信誉好的足球投注网站方法利用节点的流行度和Gnutella网络特征，节点加入网络后，通过和邻居节点交换信息从而得到每个邻居节点的查询度信息。查询度信息是综合节点的流行度和节点的聚集度的一个参数。查询时，节点选择邻居节点中查询度较高的作为路由查询消息转发对象。节点的流行度和聚集度越高，查询成功的概率越大，因为由文献[1]中的研究结果表明，网络中某些文件被查询的概率较大，被频繁的查询和请求，因而会在网络中留下较多的副本，查询成功的概率也较大。

本文把查询消息分为两类，一类